[发明专利]可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系及其制备方法，以及由上述可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系得到的涂层。本发明还涉及一种含有上述可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系的涂料组合物。 

背景技术

辐射聚合是在诸如UV光的辐射能量作用下，由诸如光引发剂的辐射敏感物质或单体生成诸如自由基或离子的活性种，既而引发单体发生链式聚合的过程。辐射固化涂料作为辐射聚合的具体应用自从20世纪60年代问世以来由于具有节省能源、环境友好、固化速率快等特点而特别受欢迎。另外，辐射固化涂料与传统的固化涂料相比还适于不耐热基材的涂装并且能够采用自动化程度高的流水作业方式实施聚合。 

光引发剂作为辐射固化涂料中重要的组分之一，其性质直接影响涂料的固化特性以及最终产物的性质。根据引发机理不同，光引发剂可以分为自由基光引发剂和阳离子光引发剂。目前，辐射固化涂料组合物中最常用的引发剂是小分子自由基光引发剂，但是这种类型的引发剂在应用过程中存在相容性问题、迁移问题、气味问题等等。为此，业内已着手开发大分子型自由基光引发剂或者可聚合型自由基光引发剂，以减少或消除小分子光引发剂所引起的迁移、不相容以及气味等问题。 

采用自由基光引发剂固化的辐射固化涂料组合物除了上述问题以外，还存在聚合体系(特别是基于(甲基)丙烯酸酯的体系)的链式聚合反应易受氧气阻聚的问题。理想的是，辐射固化涂料组合物可以在空气中、在自然光的作用下，于可接受的时间长度内充分固化，但是氧气阻聚作用例如将导致与空气接触的涂层表面无法充分干燥(固化)或干燥延迟。为了 解决这个问题，可以使反应在隔绝氧气的条件下进行，但这需要增加生产设备，因而增大了投资成本并使得涂料组合物的施工操作性降低；或者可以增加自由基引发剂的浓度，使其在氧气浓度最大的表面上也可以保持适当浓度的活性种，但这也会不可避免地放大了与自由基引发剂相关的问题。 

发明内容

目前仍然需要一种新型的可辐射固化树脂体系，其不存在小分子引发剂导致的相容性问题、迁移问题、气味问题，同时克服或减轻了氧气阻聚作用导致的不良影响。 

为此，本发明提供了一种可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系，其包含基体树脂， 

其中，所述基体树脂中的至少一部分具有： 

i)化学键合到所述基体树脂的分子链上的可自动氧化片段； 

ii)化学键合到所述基体树脂的分子链上的可辐射固化片段；和 

iii)化学键合到所述基体树脂的分子链上的光引发片段。 

在本发明的实施方式中，所述基体树脂包括醇酸树脂、线性酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂或其组合。在本发明的一个优选实施方式中，所述基体树脂包括环氧树脂。在本发明的一个更优选实施方式中，所述环氧树脂包括如下结构式(I)所表示的多元酚的二缩水甘油醚： 

其中， 

D表示-S-、-S-S-、-SO-、-SO₂-、-CO₂-、-CO-、-O-或具有1至10个碳原子的二价烷基， 

每个Y独立地表示卤素，或可选被取代的一价C₁-C₁₀烃基， 

每个m独立地表示0、1、2、3或4， 

n是0至4的整数。 

在本发明的实施方式中，所述可自动氧化片段的含量基于本发明的可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系的总重为4-10wt％，和所述可辐射固化基体的含量基于本发明的可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系的总重为8-15wt％，和所述光引发片段的含量基于本发明的可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系的总重为4-10wt％。 

本发明还提供了一种用于制备本发明的可自动氧化的、自引发的可辐射固化树脂体系的方法，所述方法包含如下步骤： 

a)提供基体树脂； 

b)改性步骤，其中，利用可自动氧化化合物改性所述基体树脂，使得所述基体树脂中的至少一部分包含化学键合到其分子链上的可自动氧化片段； 

c)改性步骤，其中，利用可辐射固化化合物改性所述基体树脂，使得所述基体树脂中的至少一部分包含化学键合到其分子链上的可辐射固化片段；以及 

d)改性步骤，其中，利用光引发化合物改性所述基体树脂，使得所述基体树脂中的至少一部分包含化学键合到其分子链上的光引发片段。