[发明专利]植物油基环氧预聚物和UV固化预聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种植物油基环氧预聚物及其制备方法，该植物油基环氧预聚物具有如通式(I)所示的结构。本发明还公开一种植物油基UV固化预聚物及其制备方法和应用。本发明先通过植物油D‑A反应产物与水、环氧氯丙烷预聚合制得植物油基环氧预聚物，然后通过植物油基环氧预聚物与季戊四醇三丙烯酸酯进行反应制得植物油基UV固化预聚物，在UV固化预聚物中引入植物油，从而大大减少了传统的石化来源原材料的使用量。本发明植物油基UV固化预聚物具有很高的UV固化活性，可在10～60s内快速固化成膜，其固化膜附着力好，力学性能、机械性能和热性能优异，能够广泛应用于UV固化涂料、油墨、胶黏剂及3D打印等UV固化材料领域中。

技术领域

本发明属于UV固化材料领域，特别涉及植物油基环氧预聚物及其制备方法、植物油基UV固化预聚物及其制备方法和应用。

背景技术

UV固化材料主要由活性稀释剂、预聚物、光引发剂和助剂等组成，因其具有固化速度快、固化温度低、污染低、节省能源等优点而获得了迅速发展，在胶黏剂、涂料、油墨、光电功能材料及3D打印等领域等到了广泛应用。预聚物是UV固化材料的主体，其性能基本上决定了固化后材料的主要性能，因此预聚物的合成是UV固化材料配方设计的重要环节。传统UV固化材料的原材料主要来自石化资源，其中预聚物主要为UV固化聚氨酯丙烯酸酯、UV固化聚氨酯环氧树脂、UV固化聚酯丙烯酸树脂、UV固化聚醚丙烯酸树脂等含有不饱和丙烯酸酯双键的预聚物，制备这些预聚物的原材料二异氰酸酯、丙烯酸羟基酯、二元醇等均来自传统石化路线，石化来源原材料使用量大。在石油化工的压力日益增大和石油资源价格不断攀升的情况下，将天然可再生资源引入光固化材料体系，利用可再生资源开发新的UV固化预聚物具有重要的社会和经济意义。

我国植物油脂资源丰富，由这些植物油脂开发出的衍生物被广泛应用于高分子材料的生产当中，目前主要应用于涂料、油墨、聚氨酯等材料以及精细化工产品，较好的替代了石油化工产品。将植物油引入UV固化材料体系，部分取代化石资源路线的原材料，可大大缓解资源危机。

中国专利申请CN107189750A公开了一种桐油基可生物降解UV固化胶黏剂，其中，预聚物为UV固化植物油基聚氨酯桐油酸酯预聚物，主要由植物油基多元醇、二异氰酸酯、桐油酸酯醇制得。该发明采用桐油酸酯醇取代丙烯酸酯制备UV固化胶黏剂，提高了UV固化胶黏剂的可生物降解性、扩宽了UV固化聚氨酯的原材料范围以及降低了石化资源的压力，但制得的UV固化胶黏剂的固化活性及固化膜的性能有待提高。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种植物油基环氧预聚物，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的第二目的在于提供上述植物油基环氧预聚物的制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的第三目的在于提供一种植物油基UV固化预聚物，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的第四个目的在于提供上述植物油基UV固化预聚物的制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的第五个目的在于提供上述植物油基UV固化预聚物在制备UV固化材料中的应用，以解决上述技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种植物油基环氧预聚物，其具有如通式(I)所示的结构：

其中，n为自然数且n1；l＝7；R₁为C₁～C₄直链或支链烷基；R₂为-(CH＝CH)_y-(CH₂)_t-CH₃，y＝0，1或2；t为自然数且t＝2～6。