[发明专利]一种衣康酸基水性UV树脂及其制备方法

说明书

一种衣康酸基水性UV树脂及其制备方法，所述树脂包含：衣康酸、二元醇、甘油、环氧丙烯酸酯、酯化催化剂、阻聚剂、缩聚催化剂、稳定剂、中和剂和水。所述方法包括以下步骤：（1）在容器中加入衣康酸、二元醇、甘油、环氧丙烯酸酯、酯化催化剂和阻聚剂，通入氮气保护，加热，再减压反应脱水至无水生成为止，冷却，得预缩聚物；（2）加入缩聚催化剂和稳定剂，在减压条件下，加热反应后，降温，再加入中和剂，最后加水，即成。本发明衣康酸基水性UV树脂外观颜色浅，涂膜固化速度快，硬度高，附着力、耐水性好，生物质含量高，绿色环保，应用广泛；本发明方法工艺简单，流程短，无溶剂，成本低。

技术领域

本发明涉及一种树脂及其制备方法，具体涉及一种环氧丙烯酸酯共聚改性衣康酸基水性UV树脂及其制备方法。

背景技术

UV固化涂料由于具有快速固化、节能环保、经济、适用性广等优点，已广泛应用于印刷、包装、广告、建材、电子等领域。但是，传统的UV固化涂料由于其成分中的低聚物粘度较大，影响施工使用，为此需额外添加小分子的活性稀释剂来降低体系的粘度，如HDDA、PETA、TMTA等，然而这些活性稀释剂通常具有较强烈的刺激性及一定的毒性，且在固化的过程中不能完全固化，会在后续的使用中迁移出来，这也就影响了UV固化涂料的安全性，也限制了其在一些领域的使用，如食品包装及少儿读物等。

水性UV固化涂料很好的解决了传统UV固化涂料的问题，与传统UV固化涂料相比，水性UV涂料以水替代活性稀释剂，有以下优点：（1）产品流变性易控制，从而避免了因使用活性稀释剂调节体系黏度而导致后续固化时的收缩；（2）产品具有较低的VOC排放量、毒性低，且几乎没有低刺激性气味；（3）提高了固化膜的光洁度，降低了涂膜的易燃性；（4）其低聚物是高相对分子质量的水性分散体，但其黏度只与固含量有关，与相对分子质量无关，因此，可以用高相对分子质量的低聚物，而不用考虑到其粘度问题，从而解决了光固化涂层高硬度和高柔韧性不能同时兼顾的难题，可以说UV技术与水性树脂的结合拓宽了UV固化涂料的应用领域。但是，现今几乎所有水性UV树脂都是由石化材料制备而成，如使用最广泛的环氧水性丙烯酸树脂则是由双酚A环氧树脂、丙烯酸、酸酐等为原料制备，随着石化资源的日益枯竭及其所带来的环境问题，使得利用生物质可再生资源来制备水性UV树脂逐渐受到人们的关注。

衣康酸学名亚甲基丁二酸，在工业上可以通过生物发酵的方式生产，是一种重要的天然可再生资源。衣康酸在结构上含不饱和双键和两个羧基，具有非常活泼的化学性质，可以发生加成反应，酯化反应和聚合反应，是化学合成工业的重要原料。

Jingyue Dai等人以衣康酸及二元醇类酯化缩聚，经中和，加入去离子水，得衣康酸基水性UV树脂。虽然用于涂膜具有良好的硬度，附着力，但产物颜色深，且固化速度慢，固化时间长。（Jinyue Dai et al. Synthesis of bio-based unsaturated polyesterresins and their application in waterborne UV-curable coatings. Progress inOrganic Coatings,2015,78,49-54.）。

CN 105061727 A公开了一种紫外光固化水性环氧衣康酸树脂及其制备方法，是采用环氧树脂与衣康酸进行开环反应，经中和，加入去离子水，得水性UV环氧衣康酸树脂。虽然，树脂经固化成膜后具有良好的柔韧性，附着力及铅笔硬度，但是，衣康酸含量仅占17～26%，生物质含量低，此外，制备过程中加入的助溶剂为小分子化合物，固化过程时难以固化完全，且具有一定皮肤刺激性，难以达到水性UV树脂的安全环保的要求。

CN105440252A公开了一种紫外光固化水性聚氨酯改性环氧衣康酸树脂及其制备方法，是采用环氧树脂与衣康酸进行开环反应制得UV固化环氧衣康酸树脂，另用聚二醇及异氰酸酯制得-NCO封端聚氨半加成物与所制备的UV固化环氧衣康酸树脂反应，经中和，加入去离子水，得水性UV聚氨酯改性环氧衣康酸树脂。虽然该方法树脂固化速度快，涂膜性能好，但是制备过程较复杂，制备过程中要避水以防止异氰酸酯水解，此外，异氰酸酯价格较贵，不利于广泛应用。