[发明专利]利用异氰尿酸三缩水甘油酯生产副产物合成紫外光固化树脂的方法

说明书

                        技术领域 

本发明涉及一种紫外光固化树脂的合成方法，具体的讲，是一种利用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)生产副产物合成紫外光固化树脂的方法。 

                        背景技术 

紫外光(UV)固化是利用紫外光引发具有化学活性的低分子量物质转变成高分子量产物的化学过程，表观上就是从液态瞬间转化成固态的过程。作为一种先进的材料表面处理技术，是具有“5E”特点的工业技术：高效(Efficient)、适用性广(Enabling)、经济(Economical)，节能(Energy Saving)、环境友好(Environment friendly)而备受涂料界所青睐，随着我国环保法规的颁布，为了适应保护环境、节省资源的时代要求，UV固化涂料从上世纪90年代引入我国以来，短短十多年的时间，获得了长足发展，每年都以超过20％的速度增长，据统计，到2006年我国UV固化产品就有11.6万吨，名副其实成为世界UV固化产品生产大国，广泛应用于木器、塑料、金属、纸张、手机外壳、集成线路板、光纤、光盘及陶瓷、石材建筑等领域。UV涂料在我国的高速发展与UV涂料自身的特点是分不开的，其突出的优势在于： 

1.固化速度快，可以进行快速连续化作业，提高生产效率。 

2.可常温固化，可对热敏性基材涂饰。 

3.节约能源，施工时较常规热固性涂料可节能75％～90％。 

4.节省占地面积，涂装设备紧凑简便易自动化。 

5.无有机溶剂VOC释放，符合环保要求，减少火灾隐患，也减少对资源的浪费。 

6.提升产品的性能，较常规涂料在耐磨性、光泽、耐化学品性等指标有大幅提高。 

UV固化树脂作为UV固化涂料的基本骨架，对漆膜性能起决定性的作用。双酚A环氧丙烯酸酯是UV固化树脂的最主要品种，其突出的优点是对各种基材附着力优异、固化速度快、漆膜硬度高、与各种活性稀释剂相容性好，2006年国内环氧丙烯酸酯的产量超过了一万吨。双酚A环氧丙烯酸酯的合成路线为用E51或E44液体环氧树脂在催化剂存 在条件下与丙烯酸进行开环酯化反应，环氧树脂与丙烯酸的理论摩尔当量比为1∶1。双酚A环氧丙烯酸酯的生产成本为20-22元/公斤，市场售价为25元/公斤左右。 

异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)作为一种功能性的环氧化合物，它与含羧基的聚酯树脂配套使用，主要用于制备耐候性优良的粉末涂料，其突出的优点在于保光、保色、耐粉化、耐热性及对金属底材的附着力性能优异，因此其在国内、国外占有很大的粉末涂料市场。异氰尿酸三缩水甘油酯TGIC是由环氧氯丙烷(ECH)与氰尿酸反应后在碱性条件下闭环反应而成，产物经脱盐、将过量的ECH蒸馏后得初产品，再用甲醇重结晶处理后经离心、干燥才能得到最终产品，其主要的副产物是在用甲醇重结晶处理过程中产生的重结晶母液，这部分重结晶母液的数量约为TGIC最终成品数量的一半，按目前国内TGIC年产量一万吨计算，这部分副产物的数量约为5000吨左右。 

TGIC甲醇重结晶母液副产物除了含有20％～30％的甲醇外，其余物质的主要成分为没有完全结晶分离出来的TGIC、碱性条件下闭环反应不完全的含有两个环氧基和一个环氧基的副产物及部分在生产过程中发生环氧开环聚合的TGIC聚合物等。TGIC甲醇重结晶母液副产物的环氧值为0.3～0.5mol环氧基/100克，与用来制备紫外光(UV)固化树脂的最主要品种双酚A环氧丙烯酸酯的液体环氧树脂原料E44和E51的环氧值基本相当。目前该副产物没有得到合理的利用，国内TGIC生产厂家普遍将其作为废弃物处理，不仅造成了资源浪费，而且污染了环境。 

                        发明内容 

本发明的目的是提供一种用异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)生产副产物合成紫外光固化树脂的方法，该方法将TGIC生产过程中作为废弃物处理的副产物替代液体环氧树脂E44或E51，生产具有广泛用途的光固化树脂，实现了变废为宝，大大降低了光固化树脂的生产成本。 

本发明利用TGIC生产副产物合成光固化树脂的技术原理如下：首先将具有一定环氧值的TGIC甲醇重结晶母液副产物中的甲醇利用减压蒸馏的方式除去后，滴加与体系的环氧值等物质的量的丙烯酸，在催化剂和阻聚剂存在的条件下保温反应，达到预定的酸值和环氧值后，根据需要加入适当数量的活性稀释剂，即制得具有紫外光反应活性的UV固化树脂。 

本发明通过以下技术方案实现：