[发明专利]一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法

说明书

本发明属于光固化涂料用树脂制备领域，具体涉及一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法；其制备方法为：将二异氰酸酯与聚醚二元醇反应得到聚氨酯预聚物，加入二羟甲基丙酸扩链，在分子结构中引入羧基反应位点，再与丙烯酸羟乙酯反应，制备了含有羧基的聚氨酯丙烯酸酯树脂；将植物油脂肪酸与环氧氯丙烷在催化剂催化下反应，制备脂肪酸缩水甘油酯；将其与上述含有羧基的聚氨酯丙烯酸酯反应，在聚氨酯丙烯酸酯分子结构中接枝不饱和脂肪酸酯侧基；所制备的氨酯油丙烯酸酯光固化树脂，硬度高、具有良好的附着力和机械性能，且工艺简单可控，原料来源广泛、价格低廉。

技术领域

本发明属于光固化涂料用树脂制备领域，具体涉及一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法。

背景技术

紫外光固化技术是一种利用紫外光引发具有光化学活性的引发剂分解，产生活性种引发活性化合物聚合交联的一种表面涂层固化技术。光固化具有高效/节能/环保等优点。光固化所用的活性化合物通常含有丙烯酸酯双键或甲基丙烯酸酯双键基团，对于阳离子光固化体系则其活性官能团通常为环氧基团或乙烯基醚等可发生阳离子聚合的活性单体。光固化体系种功能性低聚物赋予固化膜主体性能，因此设计合成新型光固化树脂对光固化涂层改善具有重要意义。

聚氨酯丙烯酸酯低聚物，分子结构中含有氨酯键，能够在聚合物分子间形成氢键，使固化后涂层具有较高的耐磨性，柔韧性；通过调节聚氨酯丙烯酸酯分子结构中软段和硬段含量的比例，可以调节固化后材料的模量和拉伸强度。

氨酯油是利用植物油与多元醇酯交换后制备脂肪酸酯多元醇，再与异氰酸酯反应制备的一种聚氨酯树脂。根据采用的植物油的碘值，所制备氨酯油的油度的差异，可以用作不同涂料的成膜树脂；例如采用干性油制备长油度的氨酯油可用作木器涂料的成膜树脂。氨酯油的制备通常采用酯交换的醇为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等，酯交换反应程度的差异所获得的脂肪酸酯多元醇官能度多变，通常制备的聚氨酯树脂具有较高的支化度。采用酯交换法制备氨酯油的工艺制备氨酯油丙烯酸酯，所得产物分子量较高，分子量分布款宽，但是产品稳定性难以控制。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂及其制备方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

本发明首先提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂，化学结构式如下：

其中，R₁为

中的任意一种；

R₂为n取值为300～800；

R₃为R₄为植物油脂肪酸的脂肪链。

本发明还提供一种氨酯油丙烯酸酯光固化树脂的制备方法，具体步骤如下：

(1)称取植物油脂肪酸，加入环氧氯丙烷、催化剂，在N₂保护下升温至一定温度进行反应，监测反应体系酸值，当反应至体系酸值小于10mgKOH/g，再降至一定温度，加入NaOH水溶液，继续反应一段时间后停止反应，静置，分离出上层油层，先用盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，然后经减压蒸馏，得到脂肪酸缩水甘油酯；

优选的，步骤(1)中所述的植物油脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻油酸、脱水蓖麻油酸或蓖麻油酸中的一种或多种。

优选的，步骤(1)中所述环氧氯丙烷、植物油脂肪酸、催化剂和NaOH水溶液的质量比为32.4:100：0.32:20；所述NaOH水溶液的浓度为20wt％。

优选的，步骤(1)中所述的催化剂为四丁基溴化铵、四甲基氯化铵或三苯基膦中的一种或多种。