[发明专利]紫外光固化低聚物、其合成方法及含有该低聚物的紫外光固化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及光固化技术领域，尤其涉及一种紫外光固化低聚物、其合成方法及含有该低聚物的紫外光固化涂料。 

背景技术

紫外光固化泛指经紫外光照射后快速聚合反应而固化的过程。由于该技术具有快速固化，生产效率高，节能，环保，优质，经济，适用于多种基材等优点，现已广泛应用有印刷，包装，电子，家电，汽车灯各行各业。 

而传统涂料使用大量溶剂，易挥发，固化速度慢，不利于环境保护，欧美等发达国家已通过立法来限制VOC排放量较高的传统涂料的使用，逐步用环保新材料紫外光涂料等来取代传统涂料，据某专业机构预测，在世界范围内紫外光固化涂料在未来几十年内，将会保持较大的优势，市场空间极其巨大。 

紫外光固化涂料的主要成分一般包括光引发剂、活性稀释剂、低聚物及各种添加剂。光固化涂料用的低聚物(oligomer)也称预聚物(prepolymer)，原译为“齐聚物”。在光固化涂料中的各组分中，低聚物是光固化涂料的主体，它的性能基本上决定了固化后材料的主要性能，因此，低聚物的合成和选择无疑是光固化涂料配方设计的重要环节。 

目前，我们知道紫外光涂料主要是以环氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，不饱和聚酯树脂，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯等为主要成分，其中，环氧丙烯酸酯树脂产品由于漆膜脆，户外耐候性差，易黄变，限制了其使用范围。而聚氨酯丙烯酸酯树脂产品虽然综合性能较为优异，但是由于其户外耐候性尤其是耐水性能较差，其价格比较昂贵，也限制了其在配方中的大量使用。 

中国发明专利200810243962.4公开了一种可紫外光交联活性多丙烯基多臂星型预聚物的制备方法，该发明选用羟甲基三聚氰胺单体和N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体合成端羟基多臂聚酯，臂长与三聚氰胺的羟甲基量和N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体的加入量有关，采用丙烯酸羟基酯封端制备了活性多丙烯基多臂星型预聚物。 

中国发明专利申请201110261803.9公开了一种改性环氧丙烯酸酯预聚物的制备方法及应用，属于紫外光固化光敏涂料技术领域。该发明合成改性环氧丙烯酸酯预聚物分三步：第一步是将1，5-己二烯-3，4-二醇与烯丙基丁二酸酐在催化剂作用下反应制得端羧基预聚体；第二步将端羧基预聚体与环氧树脂在催化剂作用下反应制得端羧基改性环氧树脂预聚物；第三步将端羧基改性环氧树脂预聚物与丙烯酸在阻聚剂和催化剂作用下于100-120℃反应得到端羧基改性环氧丙烯酸酯预聚物。 

以上技术解决的是紫外光固化低聚物稳定性差、脆性大、柔韧性差以及粘度高等问题，但未有同时解决固化速度、混溶性和硬度的技术方案。 

另一方面，三聚氰氯（CAS号：108-77-0；分子式：C₃H₂Cl₃N₃）是一种重要的精细化工原料，具有稳定的化学结构，其分子中的1,3,5-三嗪环可以经受各种苛刻的反应条件。此外，三聚氰氯衍生物具有良好的光活性、生物活性和热稳定性，被广泛用于荧光材料、表面活性剂等领域。如中国发明专利申请200910075377.2涉及一种二苯乙烯三嗪类液体荧光增白剂组合物的制备方法。该制备方法是以三聚氯氰、对氨基苯磺酸、4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)、吗啉和 二乙醇胺为原料，经三步反应合成，并采用纳滤膜过滤方法脱盐过滤处理得到。 

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了基于三聚氰氯骨架的稳定性强、粘度低、固化速度快、硬度高，与常用的紫外光固化稀释剂相容性高的紫外光固化低聚物、其合成方法及含有该低聚物的紫外光固化涂料。 

为实现上述目的，本发明提供了紫外光固化低聚物，其结构式为： 

其中， 

n>1 

采用上述基于三聚氰氯骨架的紫外光固化低聚物具有稳定性强、 粘度低，固化速度快，硬度高等优点，且与常用的紫外光固化稀释剂如三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA），1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA），三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），季戊四醇三丙烯酸酯（PET3A）等有很好的相容性，与环氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯等亦有非常好的相容性。 

本发明还提供了所述的紫外光固化低聚物的合成方法，包括以下步骤： 

（1）将原料按重量百分数计算混合：