[发明专利]一种UV固化多异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及UV涂料，准确地说是一种紫外光固化改性环氧丙烯酸酯；尤其涉及一种UV固化多异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯的制备方法。 

背景技术

紫外光固化涂料是20世纪60年代发展起来的一种新型涂料，70年代随着国际上对能源、生态和环保等法规的制定，进一步促进了这类涂料的发展。这种涂料是以高能量的紫外光作为固化能源，由涂料中的光引发剂吸收紫外光能形成自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂分子，进而发生连锁聚合反应，使涂膜达到固化。 

紫外光固化涂料的低聚物通常由线形分子链组成，随相对分子质量增大，其黏度会大幅增加，为获得合适的施工黏度，需要加入大量多官能单体作为稀释剂，对固化反应和成膜性能有许多不利的影响。 

环氧树脂具有优良的抗水解性能和附着力，是涂料的主要用原料，但是环氧树脂也有三大缺点，一是环氧树脂由于自身结构使其粘度大，二是环氧树脂固化成膜脆性大、柔韧性差，三是光稳定性差。因此，需要对其改性以得到更加优异的性能并拓宽其应用领域。 

目前，紫外光固化涂料，主要是以石油产品为基础，如丙烯酸酯，众所周知，石油产品的资源是有限的，不可再生的，过多地消耗石油资源，将危及人类为了的能源利用，而目前，涂料的应用是非常广泛的，所消耗的石油产品也非常多，这对我们所能够利用的石油资源是一种超前的压榨，所以，迫切需要一种替代石油产品的紫外光固化涂料。 

发明内容

本发明的首要目的是提供一种UV固化多异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯的制备方法，该UV固化多异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯及其制备方法能够利用可再生材料，大大降低对石油产品的依赖；该方法即保持了环氧树脂的高粘结性、耐酸碱、硬度等性能，又具有聚氨酯涂料耐油、耐化学介质、柔韧性和耐磨等性能。 

本发明的技术方案为：松香是我国主要的林化产品之一，年产量约40万吨，位居世界首位。其主要成分为松香酸，可以作为一元酸来调节分子量和稳定树脂的粘度。采用松香对涂料树脂进行改性，不仅可以提高涂膜的耐水性、耐碱性和光泽，降低涂料的粘度，提高醇酸树脂涂料的干燥速度，而且使可再生资源松香得到充分利用，提高其附加价值，用可再生的松香资源替代原本的石油资源开发涂装产品可降低涂装工业对石油资源的依赖。 

考虑到超支化聚酯通常由一个带有多官能团化合物为中心，其他多官能团化合物在其外围官能团交替反应，形成星型，树状或球形化合物，其表面具有丰富的活性官能团，可进行各种接枝改性得到不同功能不同性能的化合物。 

而且在超支化聚酯中由于松香基的引入，由于松香的稠环结构可提高树脂的硬度，强度同时由于脂环族聚酯结构的引入，增加了树脂的抗紫外性能。与环氧基生成的酯键在松香基的结构的空间位阻作用下更加难水解，从而提高了树脂的耐水性。超支化结构可以平衡分子量、粘度、固化收缩等多方面性能矛盾，满足涂装施工和固化性能的要求。在分子结构中引入异氰酸酯结构使得环氧树脂的黏度得以降低，同时增加了漆膜的柔韧性。本树脂即保持了环氧树脂的高粘结性、耐酸碱、硬度等性能，又具有聚氨酯涂料耐油、耐化学介质、柔韧性和耐磨等性能。 

为达到上述目的，本发明的具体技术方案为： 

一种UV固化多异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯的制备方法，其制备方法如下： 

1)、将马来海松酸三缩水甘油酯、马来海松酸及催化剂，加热120～140℃发生酯化反应到酸值为5～10mgKOH/g，得到松香基超支化树脂； 

2)、将松香基超支化树脂降温至80～110℃，加入环氧氯丙烷、水和催化剂，加热至90～120℃反应到酸值5～0.5mgKOH/g，降温至50～80℃，加入氢氧化钠，补加环氧氯丙烷作为闭环溶剂，恒温在5～40℃闭环生成环氧基团，过滤、洗涤、减压蒸馏得到超支化环氧树脂； 

3)、再将超支化环氧树脂、丙烯酸、催化剂，阻聚剂混合加热至90～120℃反应，酸值在1～10mgKOH/g停止反应，得到超支化环氧丙烯酸树脂； 

4)、再将超支化环氧丙烯酸树脂与用甲基丙烯酸羟己酯封端的对甲苯二异氰酸酯(TDI-HEMA)，催化剂、阻聚剂，加热至60～80℃反应得到可UV固化的 异氰酸酯改性超支化环氧丙烯酸酯。 

优选步骤1)中马来海松酸三缩水甘油酯与马来海松酸的加料摩尔比为1∶2.8～3.2；所述的催化剂为氢氧化钾或二丁基氧化锡；催化剂的用量为步骤1所加马来海松酸三缩水甘油酯与马来海松酸总质量的0.5～2％。