[发明专利]一种可紫外光固化的线型脲醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种可紫外光固化的线型脲醛树脂的制备方法。

背景技术

脲-异丁醛-甲醛树脂（UIF）是一种重要的多功能涂料助剂，具有耐黄变性好，溶解性能优良，不仅能提高涂膜的附着力，而且能提高涂膜的光泽度和硬度等性能。涂料助剂的应用水平，已成为衡量涂料生产技术水平的标志之一。涂料助剂是涂料产品中的一类重要组成材料。它的加入不仅可以避免产生许多的结构缺陷和涂膜弊端，而且可以使涂料的生产和施工易于实施和操控。某些助剂的添加，可以赋予材料一些特殊的功能。尽管绝大多数助剂在涂料中使用的相对用量通常很少，但往往对提高和改善涂料的性能却能起到十分关键的作用，因此越来越受到业界人士的重视。紫外光固化（UV-curing）是一种高效、节能和环保的新技术。紫外光固化是通过吸收紫外光能量引发配方中预聚物和作为活性稀释剂的小分子丙烯酸酯之间的交联反应，形成具有一定性能的漆膜，满足工业的要求。

紫外光固化脲醛树脂通常在室温下成粘稠的液态，加入光引发剂混合均匀后，通过紫外光辐照后形成具有良好附着力和剥离强度的涂膜制品。然而，目前国外对脲醛树脂的研究报道较少，对于紫外光固化脲醛树脂的合成报道更少。

曾幸荣等人在中国专利CN1817931中公开了一种脲-异丁醛-甲醛共聚树脂的制备方法，专利中描述了采用一次性加料的“一锅法”和首先以脲与异丁醛反应，然后加入异丁醛和甲醛的“两步法”分别合成出具有优良的耐光老化性能、耐黄变的脲-异丁醛-甲醛树脂。

曾幸荣等人在中国专利CN101418066中公开了一种脲-异丁醛-甲醛树脂连续生产工艺。该发明采用管式反应器进行反应，解决了脲、异丁醛和甲醛反应放热量较大，热量不易被带走的缺点，可连续化进行生产，生产效率高，水耗量大幅度减少，并提高了水洗效率，实现水洗的连续化。

BASF公司申请的专利GB1191710A中，描述了脲（或者取代脲）与甲醛和异丁醛（或者其它含有α- 氢原子的醛）在酸性条件下反应，可得树脂状的产物。

Puschrs在US4102840A中公开了一种脲-甲醛-异丁醛缩聚产物的制备方法。该产物经过甲醇醚化处理后，可以作为纤维素或者混纺类纺织品的防皱处理剂，其游离甲醛含量低，无气味，贮存稳定性好。

BASF的Petersen在US4243797中公开了脲-甲醛-异丁醛在酸性条件下“一锅法”制备得到固体树脂的专利，该方法制备的树脂产物可以应用于涂料中。

BASF的Petersen在US4621133中公开了用“两步法”制备脲-甲醛-异丁醛树脂的方法。第一步是将脲与异丁醛和部分甲醛在有机溶剂中50~120℃反应1~5 hrs，然后再加入醇和剩余的甲醛在50~120℃、弱酸性条件下回流分水反应1~4 hrs，经蒸发除去溶剂后，得到树脂产物。在醇酸树脂、硝酸纤维素树脂涂料中使用时，具有良好的溶解性，与树脂的相容性好，可以提高涂料的附着力、耐水性和抗黄变性能。

BASF的Fischrser在US4906727公开了用“两步法”制备脲-甲醛-异丁醛树脂的方法。第一步是1 mol脲与2 mol的异丁醛，在酸的存在下80-85℃反应1-2 hrs，得到缩合物；第二步再加入甲醛和异丁醛在酸性情况下，80-90℃反应1-2 hrs后，加入有机溶剂，分去水后，蒸发去除溶剂，得到树脂。由此方法制备的树脂，在醇酸树脂涂料中应用时，可提高涂料的抗黄变性和光泽。

然而，目前在关于脲醛树脂的公开专利中，有关紫外光固化的脲醛树脂报道很少。

发明内容

  本发明的目的旨在提供一种可紫外光固化的线型脲醛树脂的制备方法。

本发明提供的紫外光固化线型脲醛树脂的制备方法包括以下步骤：

1）脲醛树脂的改性：取适量脲醛树脂（分子量为2750）溶于甲醇中，在温度为-30℃下加入硼氢化钠还原，反应14~16 h，再通过旋蒸除去溶剂，改性后得到带羟基的脲醛树脂（其固含量为45%）；

2）在油浴锅上装有四口烧瓶、机械搅拌器、恒压漏斗、冷凝管和温度计，将鼓过氮气的二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡加到四口烧瓶中，在温度为40~50℃下缓慢滴加改性后的脲醛树脂，30~40 min滴加完毕，升温到55℃，在此温度下反应2~3 h，反应始终在氮气保护下进行；