[发明专利]一种光敏植酸基附着力促进剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种光敏植酸基附着力促进剂及其制备方法和应用，属于化学改性领域。将植酸水溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，在相转移催化剂和阻聚剂的作用下反应，经纯化后得到所述光敏植酸。本发明所提供的光敏植酸，采用的合成方法以水为溶剂，具有工艺简单、环境友好等优点；以植酸为主料，其具金属鳌合能力，在金属表面形成单分子层，可抑制金属腐蚀；通过羟基开环氧反应，引入光敏双键，制备光敏植酸。光敏植酸能参与光固化交联过程，且其羟基能与金属基材相互作用，在涂层/金属界面间形成化学键，提高涂层与基材之间的剪切强度，提高光固化涂层与金属基材之间的附着力，并且具有优异的湿附着促进效果。

技术领域

本发明涉及一种光敏植酸基附着力促进剂及其制备方法和应用，属于化学改性领域。

背景技术

由于绝大多数涂料在施工过程中，挥发性有机物的大量排放对大气环境造成了不可逆的破坏。随着工业化进程的不断推进和生活水平的日益提高，各国对环境问题也提出了更高的要求，纷纷出台了相关环保政策，限制涂料行业的VOC排放量。光固化技术因具有“5E”的优点，即高效、环保、节能、适应性广、经济，备受涂料行业的关注。现如今已广泛应用于木器、纸张、塑料等领域，但是光固化涂料在金属基材上使用较少，这主要是因为光固化涂料固化速率快，固化过程中产生的内应力来不及释放，积聚在涂层与基板表面，故在长期使用过程中会发生剥离、破裂等现象。良好的附着力是涂层具有良好的抗潮湿性能、抗盐雾性能的前提，所以如何提高光固化涂层与金属基材之间的附着力成为了人们越来越重视的问题。添加附着力促进剂是改善涂层对金属基材附着力的方法之一。基于金属基材的附着力促进剂种类繁多，其中硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯类附着力促进剂为主要研究方向。硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂储存稳定性差，钛酸酯偶联剂在生产和使用过程中需要严格控制温度。磷酸酯类附着力促进剂分子稳定性优良，与各类树脂有良好的相容性，因含有羟基基团而易与金属基材鳌合，能形成稳定的化学键。与非光敏磷酸酯类附着力促进剂相比，光敏型附着力促进剂除了能与金属发生络合之外，还能够增加与树脂的相容性，参与光固化树脂的光固化反应，从而提高光固化涂层与金属基材之间的附着力。

目前国内外文献报道了几种光敏磷酸酯类附着力促进剂的合成方法。在《紫外光固化涂料附着力促进剂的研制》(曾光明，陈能昌，王韬.中国涂料，2009，24(8)：35-37)中是利用五氧化二磷与甲基丙烯酸羟乙酯进行酯化反应，制备光敏磷酸酯类附着力促进剂。在美国专利NO.US6566483B2中，三氯氧磷与酚醛树脂反应形成具有氯代磷酸酯基团的酚醛树脂，在此酚醛树脂上接入碳碳双键，使其能参加树脂的光固化反应。虽然此类产品能够提升涂层与金属间的附着力，但是，五氧化二磷为易燃固体，三氯氧磷是发烟液体，其气体有毒性、强腐蚀性，均对生产条件要求苛刻。同时，合成的副反应中有大量的HCl生成，对环境造成严重污染。商品化的光敏磷酸酯类附着力促进剂现存在生产原料不环保、合成工艺不安全等问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种光敏植酸基附着力促进剂，该物质具有式(1)结构：

其中，R相互独立地代表-H或者-CH₂CHOHCH₂OCOC(CH₃)＝CH₂，并且R不能同时全为-H，也不能同时全为-CH₂CHOHCH₂OCOC(CH₃)＝CH₂。

在一种实施方式中，所述R为-CH₂CHOHCH₂OCOC(CH₃)＝CH₂的取代基占28.36～63.45wt％，优选地，R为-CH₂CHOHCH₂OCOC(CH₃)＝CH₂的取代基占51.82～60.24wt％。