[发明专利]超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于水性UV固化高分子材料领域，具体涉及一种超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物及其制备方法和应用。所述方法包括如下步骤：在反应釜中加入二羟甲基丙酸、蓖麻油与酯化催化剂，加热下抽真空脱水反应，然后降温并加入溶剂溶解，再加入析出剂使产物结晶沉淀析出，真空干燥即得到超支化羟基树脂；将二异氰酸酯和催化剂的混合物滴入超支化羟基树脂中，升温搅拌反应即得到中间产物；将中间产物用溶剂溶解，滴加聚乙二醇丙烯酸酯与阻聚剂，反应后即得到超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物。本发明制备的超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物由于具有高交联密度，使用其制备的涂膜具有优异的力学和耐水等性能，可作为涂料、油墨领域的成膜基料。

技术领域

本发明属于水性UV固化材料领域，具体涉及一种超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物及其制备方法和应用。

背景技术

全球性化石资源的消耗和由此带来的环境污染问题使人们深刻认识到资源问题不仅影响我们的生态环境，也阻碍以化石原料为基础的有机高分子化工的发展，而生物质资源是目前唯一可以持续利用的原料和化学资源。因此以综合利用生物质资源制造高性能生物基化学品和生物基材料为重点，加强生物基材料和化学品制造过程中的生物转化、化学转化、复合成型等核心关键技术的研究具有重要的理论和现实意义。UV固化涂料具有能量利用率高；无溶剂排放，安全无污染；固化速度快，生产效率高；可涂装对热敏感的基材；涂膜质量高、涂层性能优异等优点，是一种环保型涂料。然而UV固化涂料所依赖的主要原材料丙烯酸类单体主要来自化石原料，挥发度较高，气味较大，不可再生等缺陷大大限制了UV固化涂料的原料来源。农林资源中能够提取大量的天然产物，其中很多都含有双键或者羟基等活泼反应基团，很容易构建UV固化体系，从而将农林天然资源转化为UV固化原材料，大大开拓了UV固化材料的原材料来源。油性UV固化涂料可以获得极好的综合性能，但因其粘度调节需使用活性稀释剂导致的刺激性和毒性问题使得其在环保方面的优势有所削弱。现有的水性涂料虽然在环保方面比较出色，但是使用性能较差，特别是在外观和硬度等方面亟需改进。因此结合二者长处的水性UV涂料的研究成为目前涂料行业的热门研究领域。

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超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物的制备方法。

本发明以蓖麻油为制备超支化树脂的中心，以二羟甲基丙酸对其进行接枝，制备端羟基的二代超支化预聚物。以二异氰酸酯交联剂，将具有亲水性和UV固化活性的聚乙二醇丙烯酸酯对上述超支化预聚物进行接枝封端，即得到超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物。所制备的超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物中含有十二条亲水性的聚乙二醇丙烯酸酯长链，可以保证该预聚物具有良好的亲水性，从而可以稳定的分散在水中。

本发明的另一目的在于提供上述超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物。

本发明的再一目的在于提供上述超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物在水性UV固化涂料、水性UV固化油墨和水性UV固化胶黏剂等领域中的应用。

一种超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中加入二羟甲基丙酸、蓖麻油与酯化催化剂，搅拌并升温至120～150℃抽真空脱水反应2～3h，然后降温至65～75℃并加入溶剂溶解，再将其置于5～15℃中再加入析出剂使产物结晶沉淀析出，真空干燥即得到超支化羟基树脂；

(2)在15～25℃下，将二异氰酸酯和催化剂的混合物滴入步骤(1)所制得的超支化羟基树脂中，注意调节滴加速度控制在1～2h滴完，升温50～80℃搅拌反应2～3h后，即得到中间产物；

(3)将步骤(2)得到的所有中间产物用溶剂溶解，滴加聚乙二醇丙烯酸酯与阻聚剂，控制温度60～78℃反应1.5～2.5h后，旋转蒸发除去溶剂即得到超支化蓖麻油基水性UV固化预聚物。