[发明专利]一种UV固化硬质涂层及其制备方法

说明书

本发明提出一种UV固化硬质涂层及其制备方法，该UV固化硬质涂层通过二烯丙基双酚A单体和二酰氯单体合成二烯丙基双酚A‑二酰氯共聚酯，然后与光引发剂混合后经UV光固化得到UV固化硬质涂层。本发明中，二烯丙基双酚A分子结构中含有两个烯丙基双键、两个苯环和两个羟基，烯丙基双键可用于UV固化，苯环结构可以极大提升涂层的硬度；二酰氯分子结构中含有柔性碳链和两个酰氯基团，柔性碳链可以提升涂层的韧性，高活性的酰氯基团可以在低温下进行缩合聚合，避免高温导致双键聚合发生凝胶；封端剂可以除去二烯丙基双酚A‑二酰氯共聚不饱和聚酯分子链末端的酰氯基团，并进一步提升交联度。涂层的铅笔硬度可以达到4H。

技术领域

本发明属于光固化涂层技术领域，特别涉及一种UV固化硬质涂层及其制备方法。

背景技术

塑料具备重量轻、易于加工、成本低等优点，是制造日常用品和特定用途高科技产品不可或缺的材料，如光学玻璃、电子产品外壳或精密仪器的保护膜等。然后，由于其硬度较低，耐刮擦性能差，导致其应用领域受到限制。解决这一问题最简单有效、经济实惠的办法是在其表面附着一层高硬度的涂层。

与热固化相比，UV固化技术高效率效率、节能、赋能、经济和环保五大优点，因此在涂层领域得到了极为广泛的运用。

现有的UV固化硬质涂层往往以基于超支化聚酯的聚氨酯丙烯酸酯为主体，复配以多官能度单体和光引发剂。基于超支化聚酯的聚氨酯丙烯酸酯虽然具有能达到4H的硬度，但存在着制备过程繁琐、副反应多、反应条件苛刻等问题。而一些文献中使用衣康酸分别和乙二醇、1,4-丁烯二醇、1,6-己二醇制备不饱和聚酯，经UV固化以后，得到的衣康酸-乙二醇、衣康酸-1,4-丁二醇、衣康酸-1,6-己二醇不饱和聚酯涂层的硬度分别为3H、2H、1H，较聚氨酯丙烯酸酯硬质涂层的硬度又偏低。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种UV固化硬质涂层及其制备方法，以解决现有UV固化硬质涂层中，作为主体的基于超支化聚酯的聚氨酯丙烯酸酯制备过程繁琐、副反应多等问题。

为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种UV固化硬质涂层，具有如下结构式：

其中，R₁为苯环或1～8个碳原子的碳链；

R₂为中的一种。

优选地，所述碳链为如下结构式中的一种：

此外，本发明还提供一种UV固化硬质涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1二烯丙基双酚A单体和二酰氯单体合成二烯丙基双酚A-二酰氯共聚酯；

S2二烯丙基双酚A-二酰氯共聚酯与光引发剂混合，得到UV固化硬质涂层溶液；

S3 UV固化硬质涂层溶液经UV光固化得到UV固化硬质涂层。

优选地，所述二酰氯单体和所述二烯丙基双酚A单体的摩尔比为1.1～1.3:1。

优选地，所述二烯丙基双酚A-二酰氯共聚酯与所述光引发剂的质量比20～50:1。

优选地，所述二酰氯单体为间苯二甲酰氯、富马酰氯、丙二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、庚二酰氯、葵二酰氯中的一种或多种。

优选地，步骤S1包括：

S11向二烯丙基双酚A单体中加入溶剂A和缚酸剂，形成二烯丙基双酚A的溶液；

S12将二酰氯单体溶于溶剂A，在氮气保护下，加入到二烯丙基双酚A的溶液中，进行缩合反应，然后加入封端剂，进行封端反应；

S13离心去除缚酸剂盐酸盐沉淀物，然后加入正己烷沉析，得到二烯丙基双酚A-二酰氯共聚酯；