[发明专利]植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂及制备方法

说明书

本发明属于UV固化高分子材料技术领域，公开了一种植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂及其制备方法。本发明方法包括如下步骤：(1)将二异氰酸酯和催化剂的混合物加入植物油基多元醇中，加热反应，得到植物油基PU预聚物；(2)将步骤(1)的预聚物降温至45～55℃，加入(甲基)丙烯酸羟烷酯、阻聚剂反应，得到UV固化植物油基PUA预聚物；(3)将步骤(2)的UV固化植物油基PUA预聚物、自由基光引发剂、活性稀释剂、助剂混合均匀，得到植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂。其既实现了UV固化又具有优异的可生物降解性能，从而能够从根本上解决胶黏剂类高分子材料因为难以生物降解所带来的环境污染问题。

技术领域

本发明属于UV固化高分子材料技术领域，特别涉及一种植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂及其制备方法。

背景技术

UV固化材料具有固化速度快、固化能耗低和温度低、VOC排放量小、固化膜交联度高等优点而受到了广泛的应用。但是传统UV固化材料的原材料主要是来自石化资源的丙烯酸酯类单体和多元醇，所制备的固化材料完全不能够生物降解或者生物降解性能很差，长期残存在自然界中将会对环境造成极大的危害。聚合物的生物降解是在一定的条件下、一定的时间内能被生物、微生物和酶的作用而分解成低分子或小分子的过程。生物降解是指有机化学品在生物所分泌的各种酶的催化作用下，通过氧化、还原、水解、脱氢、脱卤等一系列化学反应，使复杂的高分子量的有机化合物转为简单的有机物或无机物(如水、CO₂)的过程。生物降解聚氨酯树脂的研究也越来越多，可降解聚氨酯合成方法可以从两方面来讨论，一方面是利用天然可降解的材料合成或者填充到聚氨酯中，另一方面是利用人工合成可降解聚合物来合成聚氨酯。利用人工合成的可降解高分子合成聚氨酯主要是采用合成可降解的多元醇或者可降解的二异氰酸酯以此来部分或全部代替聚氨酯合成时所用的不可降解的原料，从而合成可降解型聚氨酯。植物油是一种可再生资源，生物降解性能好，其分子结构中往往含有较多的双键和羟基，很容易转化为多羟基单体，如将其应用于合成UV固化聚氨酯丙烯酸酯，则可以大幅度提高UV固化材料的生物降解性能。

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植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂。

本发明的另一目的在于提供一种上述植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)植物油基PU预聚物：将二异氰酸酯和催化剂的混合物加入植物油基多元醇中，加热反应，得到植物油基PU预聚物；

(2)UV固化植物油基PUA预聚物：将步骤(1)的预聚物降温至45～55℃，加入(甲基)丙烯酸羟烷酯、阻聚剂反应，得到UV固化植物油基PUA预聚物；

(3)植物油基多元醇型可生物降解UV固化胶黏剂：将步骤(2)的UV固化植物油基PUA预聚物、自由基光引发剂、活性稀释剂、助剂混合均匀，得到产物。

步骤(1)中所述的植物油基多元醇由包括以下步骤的方法制备得到：

①按照有机醇与植物油的摩尔比1:4～1:8，将植物油加热后加入有机醇的碱性溶液，50～80℃搅拌下回流反应40～80min得到植物油酸酯；

②往步骤①的植物油酸酯中加入催化剂、氧化剂，40～70℃搅拌反应5～8h得到环氧植物油酸酯；

③往步骤②的环氧植物油酸酯中加入亲核试剂、溶剂、催化剂，50～2500W UV光照射反应5～30min，得到植物油基多元醇。

步骤①中所述的植物油优选为桐油、大豆油、花生油、芝麻油、亚麻油和蓖麻油等中的至少一种。