[发明专利]含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物基UV固化预聚物领域，具体涉及一种含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物及制备方法和应用。

背景技术

全球性化石资源的消耗和由此带来的环境污染问题使人们深刻认识到资源问题不仅影响我们的生态环境，也阻碍以化石原料为基础的有机高分子化工的发展，而且由于日益激烈的国际争端，开始威胁我国的战略安全，而生物质资源是目前唯一可以持续利用的原料和化学资源。因此，以综合利用生物质资源制造高性能生物基化学品和生物基材料为重点，加强生物基材料和化学品制造过程中的生物转化、化学转化、复合成型等核心关键技术的研究具有重要的理论和现实意义。我国生物质资源非常丰富，许多生物质资源也得以各种形式应用于人们的日常生产和生活中。UV固化涂料具有能量利用率高；无溶剂排放，安全无污染；固化速度快，生产效率高；可涂装对热敏感的基材；涂膜质量高、涂层性能优异等优点，是一种环保型涂料。然而UV固化涂料所依赖的主要原材料丙烯酸类单体主要来自化石原料，挥发度较高，气味较大，不可再生等缺陷大大限制了UV固化涂料的原料来源。农林资源中能够提取大量的天然产物，其中很多都含有不饱和双键或者羟基、酚羟基、羧基等活泼反应基团，很容易构建光固化体系，从而将农林天然资源转化为UV固化原材料，大大开拓了UV固化材料的原材料来源。

已有研究表明酚羟基也可以通过紫外光引发聚合，并且酚羟基表现出比双键更高的反应活性，固化速度更快，交联程度更高。其机理为在紫外光辐照下，酚羟基断裂成酚半醌自由基，进而进攻苯环侧链发生自由基聚合反应，或进攻苯环发生自由基取代反应，这些反应不断进行下去形成聚合物。

专利号为ZL201210100911.2的中国发明专利发明了一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，该低聚物由单官能的烷基酚聚氧乙烯醚与二异氰酸酯反应，并以丙烯酸羟基酯封端得到；其分子结构中引入长的柔性链段，并为单官能度，分子链可自由旋转，使树脂具有优异的柔韧性的同时具有极低的粘度；同时结构中含有苯环，使分子也不失刚性。专利号为ZL201310098419.0的中国发明专利发明了一种聚氨酯丙烯酸酯低聚物，该低聚物由羟基酯型二异氰酸酯、磷酸酯型二异氰酸酯及丙烯酸酯制备得到；该发明将磷酸酯单体引入到树脂链中，提高了产品对基材的附着力，且柔韧性有了明显的提高。以上两种发明虽然都在PUA预聚物中引入的新的结构，赋予了新的性能，但是都还是单一的双键固化体系，没有引入酚羟基。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物。

本发明另一目的在于提供上述含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物的制备方法。

本发明再一个目的在于提供上述含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物在水性UV固化涂料、水性UV固化油墨和水性UV固化胶黏剂等方面的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物，其具有以下式(1)或式(2)所示的结构：

式(1)和式(2)中R和R₅为CH₃或H等；R₁和R₆为C1～C4直链或支链烷烃基；R₂和R₇为H、Cl、CH₃、-OH、-OCH₃、-C(CH₃)₃等其中的一种或几种；R₃和R₈为芳香族或脂肪族的有机基团；R₄和R₉为C1～C5直链或支链亚烃基。

一种含双键/酚羟基双UV固化基团PUA预聚物的制备方法，包括以下步骤：

(1)桐油酸酯的合成及分离纯化：将桐油加热后加入有机醇的碱性溶液，在搅拌的条件下，回流反应一段时间，然后加入适量的酸中和，将反应液静置、分层，分出下层甘油层；再将上层的液体用水洗涤，除去下层的水相，减压蒸馏除去有机醇及大部分水等，最后干燥，即得到桐油酸酯；

(2)桐油酸酯烷基化产物的合成：将邻苯二酚或其衍生物溶于有机溶剂，加入步骤(1)制得的桐油酸酯，混合均匀后加入催化剂A，搅拌反应一段时间后，用有机溶剂萃取产物与原料，之后减压蒸馏，得到桐油酸酯烷基化产物；