[发明专利]改性环氧丙烯酸酯的制备方法及一种光-热双重固化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及紫外光固化木器涂料领域，尤其涉及一种改性环氧丙烯酸酯的制备方法以及一种光-热双重固化涂料。

背景技术

光固化涂料是20世纪60年代末由德国拜耳公司开发的一种环保型节能涂料，并在60年代实现了商品化。光固化涂料自商品化以来取得了迅速的发展，其应用领域已从最初的木材涂装发展到塑料装饰、金属部件涂装、医疗器械、电子元件、信息记录介质、感光印刷和光学纤维等工业生产领域。但是，由于光固化是由紫外光照射而引发光聚合的，存在一些缺点，例如固化深度受到限制、在有色体系中被遮盖而难以固化、在紫外光照射不到的阴影部分无法固化、固化对象的形状受到限制等，因此出现了双重固化体系来弥补光固化的不足。

双重固化体系是采用光固化和热固化结合起来的固化体系，其交联或聚合反应是通过两个独立的具有不同反应原理的阶段来完成的，其中一个阶段是通过紫外光反应，而另一个阶段是通过热固化来完成的。利用光固化使体系快速定型或达到“表干”，然后利用热固化使“阴影”部分或底层部分固化完全，达到体系“实干”。由于热固化反应的进行不受到紫外光辐射强度的影响，因此双重固化拓宽了紫外光固化体系在不透明介质间、形状较复杂的基材上、超厚涂层及有色涂层中的应用。

利用合成的树脂配成涂料既可用于一般平面木器制品的涂装，也可用于紫外光照射不到的不规则木器制品表面的涂装。环氧丙烯酸酯是双重固化涂料的主要原料，是目前国内光固化产业消耗量最大的一类光固化低聚物。环氧丙烯酸酯能赋予涂层优良的物理、机械和耐腐蚀性能，但以现有环氧丙烯酸酯为原料的光固化涂料单独进行热固化时，热固化温度比较高，并且固化时间长，从而导致成本较高。因此，市场上迫切需要一种改性环氧丙烯酸酯作为双重固化涂料的原料，从而解决目前市场上光固化涂料单独进行热固化时固化温度高、时间长的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性环氧丙烯酸酯的制备方法以及以改性环氧丙烯酸酯为原料制备的光-热双重固化涂料，利用本发明制得的光-热双重固化涂料进行热固化时固化温度低，并且固化时间短。

本发明提供一种改性环氧丙烯酸酯的制备方法，包括：

将20重量份~60重量份的烯丙基醚、20重量份~60重量份的异氰酸酯和0.01重量份~0.25重量份阻聚剂混合，反应至羟基质量分数达到0.3%以下，加入100重量份~500重量份环氧丙烯酸酯，在70℃~100℃下进行反应，得到改性环氧丙烯酸酯。

优选的，所述烯丙基醚为三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基丙烷单烯丙基醚、聚乙二醇二烯丙基醚或乙二醇单烯丙基醚。

优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基苯二甲苯二异氰酸酯或三甲基已烷二异氰酸酯。

优选的，所述阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚。

本发明还提供一种光-热双重固化涂料，包括以下组分：

100重量份~500重量份上述制备方法制备的改性环氧丙烯酸酯、4重量份~10重量份光引发剂、3重量份~6重量份热引发剂、1重量份~4重量份热促进剂、0.5重量份~2.5重量份流平剂和0.5重量份~2.5重量份消泡剂。

优选的，所述热引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰。

优选的，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和/或1-羟基环己基苯基甲酮。

优选的，所述热促进剂为异辛酸钴和/或环烷酸钴。

优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

优选的，所述流平剂为有机硅流平剂。

与现有技术相比，本发明将环氧丙烯酸酯与克服氧阻聚的气干性基团烯丙基醚反应，烯丙基醚的吸氧性可使不饱和聚酯在空气存在的条件下聚合固化，制成的涂膜可以在空气中快速干燥；并且加入的异氰酸酯可以在100℃以下的低温条件下转化为氨基功能体，再与环氧基团反应，所制成的涂料在100℃以下贮存稳定，在较短时间之内就能发生交联而固化。本发明制得的改性环氧丙烯酸酯既可以单独加热成膜固化，也可以实现使用紫外光成膜固化，还可以同时加热、紫外光固化。制成的改性环氧丙烯酸酯可以应用于光-热双重固化体系，并且改善了现有的环氧丙烯酸酯热固化时固化温度高，时间长的缺点。