[发明专利]高乙烯基官能度的可UV固化不饱和聚酯树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了高乙烯基官能度的可UV固化不饱和聚酯树脂及其制备方法与应用。该制备方法是在氮气保护下，将酸酐、环氧化合物、催化剂和溶剂，搅拌并加热到90～120℃并保温1‑3h；然后在1‑2h内逐滴加溶有阻聚剂的乙烯基缩水甘油醚，在90～120℃下开环共聚反应4‑6h，测定反应体系酸值至15mg KOH/g以下，减压蒸馏脱除未反应的单体和溶剂，得到浅黄色透明不饱和聚酯。本发明的制备方法简单，所制备的高乙烯基官能度的可UV固化不饱和聚酯树脂，乙烯基官能度高，固体含量高达85％以上，黏度为2000～6000mPa·s。采用该聚酯制备UV固化涂料成本较低，涂膜具有优异的光泽度和耐介质性。

技术领域

本发明涉及一种聚酯树脂，特别涉及一种可紫外光固化的不饱和聚酯树脂及其制备方法与应用，属于精细化工领域。

背景技术

UV固化涂料是指UV光照射使得光引发剂裂解成为自由基或阴阳离子，进一步引发含活性基团的单体发生聚合反应，聚合成不溶不熔的固体涂膜。与传统的固化技术相比，UV固化技术节约能源、固化速度快、涂膜性能好、适用于大规模工业化生产。常用的聚酯丙烯酸酯的制备是在羟基聚酯树脂分子链上，通过酯化反应将丙烯酸引入到聚酯链上，需要160-200℃酯化反应，作为脱水溶剂的苯及其同系物有毒，不易从树脂中脱除。如中国发明专利申请CN105061738A通过将对苯二甲酸与2,2,4,4-四甲基-1,3-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。中国发明专利申请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，原料成本高，且耗能高，不利于大规模工业生产。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。

中国发明专利申请2016111382348(CN106748765A，2017.5.31)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倍的环氧化合物，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，涂膜性能优异且成本较低。但该技术制备的聚酯丙烯酸树脂的乙烯基含量少，因一份三缩水甘油醚与丙烯酸反应，最多可在树脂分子链上引入3个乙烯基，即产物树脂的乙烯基官能度为3，UV固化后期涂膜的交联密度低，降低涂膜的耐化学品性。起始物三缩水甘油醚大多价格昂贵，提高了可UV固化聚酯丙烯酸树脂的成本。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种成本相对较低，交联密度高，耐化学品性能好，且节能的高乙烯基官能度的可UV固化不饱和聚酯树脂及其制备方法；本发明可获得固含为85wt％以上，黏度为2000～6000mPa·s(25℃)的UV固化聚酯。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的UV固化树脂在涂料中的应用。采用本发明可UV固化树脂制备的涂膜性能优异，其涂膜硬度可达2H。

本发明的目的通过以下技术方案实现：