CN103012634A - 一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物及其制备方法 - Google Patents

一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物及其制备方法，组成为：五氧化二磷、羟基丙烯酸酯、阻聚剂、抗氧剂；其中，五氧化二磷和羟基丙烯酸酯的摩尔比为1:2.6～3.5，阻聚剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5%，抗氧剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5～1%。具有紫外光固化的特性，可以显著提高紫外光固化涂膜对木材、塑料、金属等基材的附着力。本发明方法实践性高、可行性好，是解决紫外光固化附着力较差的一种优良添加剂，是绿色环保的紫外光固化材料。

Description

一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物及其制备方法
技术领域
本发明属于紫外光固化低聚物制备领域，特别涉及一种提高紫外光固化膜附着力促进剂的紫外光固化聚合物的制备方法。
背景技术
紫外光固化技术是上世纪中叶开发的一项全新的绿色高分子技术，紫外光固化技术由于具有高效、节能、环保等特点。所以全球近年来的发展相当迅速，特别是在紫外光固化涂料领域，更是得到长足发展。在亚太地区的中国以超出一般涂料领域的2-3倍的发展速度，全球业内把紫外光固化技术看成是一个绿色朝阳产业。
紫外光固化的低聚物俗称树脂是紫外光固化的主要组成，紫外光固化材料固化后的基本性能包括硬度、柔韧性、附着力、光学性能等主要是由低聚物决定。目前可供紫外光固化的常用低聚物有不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等几类，其他类的紫外光固化低聚物因为开发技术难度大没有很大的得到产业化。
紫外光固化目前最为有益的是高效，由于固化时间特短（一般在0.3-1秒内），提高了效率，但是由于快速交联固化，分子聚合产生应力来不及扩散，加之本身C=C双键交联会产生收缩，这样带来的附着力变化使紫外光固化在很多基材上固化后附着力低，达不到使用要求，为此开发一些高极性的附着力促进剂的低聚物是扩大紫外光固化应用领域的主要目的，具有很重要的现实意义。
发明内容
为了解决现有紫外光固化膜在很多基材上的附着力低，本发明提供了一种紫外光固化的磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物及其制备方法，产品的紫外光固化的附着力得到了极大的提高。
本发明的技术方案为：一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，组成为：五氧化二磷、羟基丙烯酸酯、阻聚剂、抗氧剂；其中，五氧化二磷和羟基丙烯酸酯的摩尔比为1:2.6～3.5，阻聚剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5%，抗氧剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5～1%。
所述的羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的任意一种或任意几种的任意比混合物。
所述的阻聚剂是对羟基苯甲醚。
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚即264抗氧剂。
所述的五氧化二磷为纯度大于97%wt的工业级产品。
制备所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物的方法，将含阻聚剂和抗氧剂的羟基丙烯酸酯在搅拌下加入五氧化二磷，在105～110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，得到反应产物紫外光固化的磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物。
有益效果：
本发明制备的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，极大地提高了紫外光固化膜的附着力，扩大了紫外光固化领域的应用，方便灵活使用于紫外光固化材料。
具体实施方式
本发明所使用的制剂只要是合格工业品不限于厂家，皆为市售常规产品。
一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物的制备方法，按照五氧化二磷与羟基丙烯酸酯摩尔比为1:2.6-3.5的比例备料，将含阻聚剂和抗氧剂的羟基丙烯酸酯在搅拌下 下加入五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，得到反应产物是可以紫外光固化的磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物。
所述的羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲级丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯任意一种或多种。
所反应的摩尔配比是：五氧化二磷与羟基丙烯酸酯摩尔比为1:2.6-3.5。
所述的五氧化二磷为纯度大于97%的工业级产品。
所述的阻聚剂是对羟基苯甲醚，用量为丙烯酸羟基酯总质量的0.5%。
所述抗氧剂为264抗氧剂（2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚），用量为丙烯酸羟基酯质量的0.5-1%。
为了更好地理解本发明，现在下面结合实例对本发明做进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不仅限于实例表示的范围。实验所测值是指在适应环境所测，会根据不同材料及环境有所差别。
实施例1
将200克丙烯酸羟乙酯和1克对羟基苯甲醚及2克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入84.5克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：268mgKOH/g粘度为900mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例2
将200克丙烯酸羟丙酯和1克对羟基苯甲醚及2克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入74.7克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：289mgKOH/g粘度为1000mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例3
将200克甲级丙烯酸羟乙酯和1克对羟基苯甲醚及2克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入73克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：288mgKOH/g粘度为1200mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例4
将200克甲级丙烯酸羟丙酯和1克对羟基苯甲醚及2克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入65.2克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：298mgKOH/g粘度为1500mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例5
将200克丙烯酸羟乙酯和1克对羟基苯甲醚及1克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入69.9克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：252mgKOH/g粘度为800mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例6
将200克丙烯酸羟乙酯及100甲基丙烯酸羟乙酯和1.5克对羟基苯甲醚及3克264抗氧剂加入500毫升的三口烧瓶，在搅拌状态下加入157.5克五氧化二磷，在105-110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，降温小于60℃出料。
合成产物在20℃ 呈液态、微黄透明状，测得, 酸价：288mgKOH/g粘度为1000mpa.s/25℃，含水率小于0.2% 。
实施例7
将实例2的合成产物70克，加入到10克HDDA（1,6己二醇二丙烯酸酯）和20克TMPTA（三羟甲基丙烷三丙烯酸酯），用高速分散机在1200r/min下分散20二十分钟，再在低速下加入5克光引发剂1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）。分散10分钟。用刮膜涂布器在柚木板上制作50um厚的在150mj/cm2的紫外光能量下固化，在上面涂100可紫外光固化任意面漆，固化膜用划格法测附着力可以达到1级。
实施例8
将实例6的合成产物70克，加入到10克HEA（丙烯酸羟乙酯）和20克TMPTA（三羟甲基丙烷三丙烯酸酯），用高速分散机在1200r/min下分散20二十分钟，再在低速下加入5克光引发剂1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）。分散10分钟。用刮膜涂布器在铝制金属板上上制作20um厚的涂膜，在150mj/cm2的紫外光能量下固化，在上面涂100可紫外光固化任意面漆，固化膜用划格法测附着力可以达到1级。
实施例9
     将实例6的合成产物50克，加入到10克HDDA（1,6己二醇二丙烯酸酯）和40克TMPTA（三羟甲基丙烷三丙烯酸酯），用高速分散机在1200r/min下分散20二十分钟，再在低速下加入5克光引发剂1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）。分散10分钟。用刮膜涂布器在PVC塑料板上上制作20um厚的涂膜，在150mj/cm2的紫外光能量下固化，在上面涂100可紫外光固化任意面漆，固化膜用划格法测附着力可以达到1级。

Claims (6)

1.一种紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，其特征在于：组成为：五氧化二磷、羟基丙烯酸酯、阻聚剂、抗氧剂；其中，五氧化二磷和羟基丙烯酸酯的摩尔比为1:2.6～3.5，阻聚剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5%，抗氧剂的用量为羟基丙烯酸酯质量的0.5～1%。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，其特征在于：所述的羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的任意一种或任意几种的任意比混合物。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，其特征在于：所述的阻聚剂是对羟基苯甲醚。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，其特征在于：所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
5.根据权利要求1所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物，其特征在于：所述的五氧化二磷为纯度大于97%wt的工业级产品。
6.制备权利要求1～5任一所述的紫外光固化的磷酸酯改性丙烯酸酯低聚物的方法，其特征在于：将含阻聚剂和抗氧剂的羟基丙烯酸酯在搅拌下加入五氧化二磷，在105～110℃反应4小时后，测量体系酸价大于250mgKOH/g时，得到反应产物紫外光固化的磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物。
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