[发明专利]一种可UV固化聚酯及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种可UV固化聚酯及其制备方法与应用。其制备方法是：1)按摩尔分数计，将1份三缩水甘油醚和3‑4份的丙烯酸单体混合于反应釜中，并加入季铵盐类催化剂、阻聚剂有机溶剂于105‑125℃下反应至酸值低于10mgKOH/g；2)在步骤1)制备的基质中加入酸酐、阻聚剂和对甲苯磺酸，于105‑130℃下反应2‑4h，然后加入酸酐摩尔数的0.9‑1.2的环氧化合物，并加入季铵盐类催化剂和有机溶剂反应至酸值小于10mgKOH/g，减压蒸馏脱除溶剂，降温出料；该树脂固体分达到100％以上，黏度为3000‑30000mPa·s。采用该聚酯制备的UV固化涂料，涂膜性能优异和较低成本。

技术领域

本发明涉及一种聚酯树脂，特别涉及一种可UV固化聚酯及其制备方法与应用，属于精细化工合成领域。

背景技术

涂料的发展趋势是发展环境友好型涂料包括高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料和UV固化涂料。UV固化涂料具有固化速度快、节约能源、涂膜性能优异等优点。常用的光固化涂料有环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚丙烯酸酯，其中环氧丙烯酸酯制备出的涂料粘度大、脆性高、柔性不好；聚氨酯丙烯酸酯价格昂贵；聚丙烯酸酯工艺复杂；聚酯丙烯酸酯制备过程中先需在180-240℃高温酯化反应制备羟基聚酯树脂，然后通过酯化反应将乙烯基引入到聚酯链上，同样需要160-200℃，反应过程需要苯或二甲苯等苯的同系物作为脱水溶剂，苯及其同系物有毒，不易从树脂中脱除。中国发明专利申请N105061738A通过将对苯二甲酸与2,2,4,4一四甲基一1,3一环丁二醇以及乙二醇在催化剂的作用下发生缩聚反应，反应温度200‐260℃，得到缩聚产物，而后向上述反应后的体系中加入丙烯酸或丙烯酸酯，反应制得聚酯型丙烯酸UV固化单体。中国专利申请CN105504245A先制备含羧基的聚酯树脂，其酯化反应温度在200℃，然后与丙烯酸缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油醚反应制备乙烯基聚酯树脂，因为用到丙烯酸缩水甘油醚，价格昂贵。文献报道可UV固化聚酯树脂的制备需要在较高温度(180℃以上)酯化，引入乙烯基或丙烯酸单体工艺复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种UV固化聚酯丙烯酸酯及其制备方法，其合成工艺简单、原料价廉易得、反应温度低于130℃、无副产物水生成，无需苯类溶剂回流，具有安全、绿色环保和节能的优点；该工艺的反应终点易控制，工艺简单，不会形成凝胶化产物；所制得的UV固化聚酯、黏度低。

本发明的目的之二是提供所述可UV固化聚酯在涂料中的应用。应用可UV固化聚酯制备的涂膜性能优异，其涂膜硬度在H以上，耐冲击性能在50kg.cm以上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可UV固化聚酯的制备方法，包括如下步骤：

1)乙烯基多元醇的制备：按摩尔分数计，将1份三缩水甘油醚和3-4份的丙烯酸单体混合于反应釜中，并加入季铵盐类催化剂、阻聚剂和有机溶剂于105-125℃下反应至酸值低于10mgKOH/g；

2)可UV固化聚酯的制备：按摩尔分数计，在步骤1)制备的基质中加入3-8份酸酐单体，并加入阻聚剂和对甲苯磺酸，于105-130℃下反应2-4h，然后加入酸酐单体摩尔数的0.90-1.2倍的环氧化合物，还加入季铵盐类催化剂和有机溶剂于105-130℃下反应至酸值小于10mgKOH/g，减压蒸馏脱除溶剂，降温出料；

步骤1)和步骤2)所述的季铵盐类催化剂都为四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、十六烷基溴化铵和四辛基溴化铵中的一种或多种混合物；

所述的环氧化合物为环氧氯丙烷、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、C12‐C14缩水甘油醚和叔碳酸缩水甘油酯中的一种或多种混合物；

所述的酸酐为苯酐、六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、马来酸酐和衣康酸酐中的一种或多种混合物。