[发明专利]一种紫外光固化型绿色聚酯丙烯酸酯树脂、组合物及其制备

说明书

本发明涉及一种紫外光固化型绿色聚酯丙烯酸酯树脂、组合物及其制备，该聚酯丙烯酸树脂的制备过程具体为：(1)取聚酯单体加入反应釜中，再加入二元醇和辛酸亚锡，在惰性气体保护下反应，得到聚酯二元醇；(2)往聚酯二元醇中加入阻聚剂并分散，随后加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，继续在惰性气体下反应，反应结束后除去残余小分子，即得到目的产物。与现有技术相比，本发明的树脂以生物基乳酸等形成主体结构，其组合物作为光固化材料，除了具有固含量高、低气味、不含有机溶剂，可在紫外光辐射下快速固化的特点，还有较好的涂层性能是一种优质的绿色环保型树脂材料，可用于功能型涂料、胶黏剂等的研发和生产应用。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种紫外光固化型绿色聚酯丙烯酸酯树脂、组合物及其制备。

背景技术

紫外光固化技术是指在紫外光的辐照下，液态物质迅速转变为固态而实现在基体表面快速成膜的一项固化技术。紫外光固化材料具有优良的宏观力学性能，在涂料、胶黏剂、微电子、齿科修复和生物材料等领域应用广泛。

低聚物是紫外固化体系重要组成部分，决定着固化物的固化速率、固化程度、交联密度、柔韧性、硬度、粘接强度和收缩率等性能。(甲基)丙烯酸酯类树脂是目前光固化领域内用量最大的一类低聚物，约占整个光固化市场的82％，主要以环氧树脂和聚氨酯结构为主。环氧丙烯酸酯是由环氧树脂的环氧基和(甲基)丙烯酸或含有羟基的丙烯酸酯化而得到的，是目前国内光固化产业内消耗量最大的一类光固化低聚物，具有抗化学腐蚀性好、附着力强、硬度高和价格便宜等优点。聚氨酯丙烯酸酯，通常由二元醇(或多元醇)等端羟基的大分子与二异氰酸酯反应得到-NCO封端的预聚体，再由此预聚体与丙烯酸酯类单体反应制得，其综合了聚氨酯和丙烯酸酯的优良性能，具有固化速率快，易于其他树脂混溶，固化后柔韧性、附着力、耐热性、耐黄变、耐磨性好等优点。

深圳飞扬兴业科技有限公司的CN 111875780 A公开了一种多元酸改性环氧丙烯酸UV树脂的制备方法，其将二元羧酸和环氧树脂反应，得到预聚物，再将该预聚物和丙烯酸基化合物反应，得到多元酸改性环氧丙烯UV树脂。该UV树脂在室温下可快速固化，且固化产物具有良好的抗冲击性和硬度，可广泛应用于家具漆、3D打印等领域。

江苏睿浦树脂科技有限公司的CN 110092885 A公开了一种UV光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法，其将聚酯二元醇、二异氰酸酯和催化剂混合，在65-75℃的搅拌条件下，反应至其中的异氰酸根含量为初始浓度的50％，再向其中加入阻聚剂和羟基丙烯酸酯进行反应，直至异氰酸根含量小于0.05％，得到UV光固化聚氨酯丙烯酸树脂。所得聚氨酯丙烯酸树脂在固化后不仅具有良好的附着力和表面硬度，而且有优异的柔韧性和耐水性能。

现有的丙烯酸酯类UV树脂，基本上都来源于传统的石化资源。在环境污染和原油短缺日益严重的今天，绿色可持续的生物基材料的发展越来越受到人们的关注。上述专利所述的两种UV树脂虽然具有较快的固化速度与较好的涂层性能，但其原料主要来自于石油基材料，在产品的绿色环保方面仍有着较大不足。

聚酯丙烯酸酯也是一种使用较多的丙烯酸酯类树脂，与其他低聚物相比，其突出优点是价格低廉、黏度低、与其他树脂相容性好。但是由于其固化收缩率比较高，使得产品在定型过程中尺寸不稳定，而且光固化速率较慢，化学稳定性较差等缺点，也使它在某些应用领域受到了限制。不过聚酯丙烯酸酯低聚物近几年的成长非常迅速，功能性越来越强，在胶黏剂领域的应用也越来越重要，如在聚酯丙烯酸酯主链上引入醚键，或引入芳环作为侧链，提高固化速率等。

安庆北化大科技园有限公司的CN 109734885 A公开了一种阳离子型水性聚酯丙烯酸酯光固化树脂的制备方法，其通过含羟基化合物与马来酸酐反应，再与甲基丙烯酸缩水甘油酯开环反应，以活性仲胺与树脂进行迈克尔加成反应，引入叔胺结构，再通过季铵盐化反应使其离子化，获得阳离子型水性聚酯丙烯酸酯光固化树脂。所制备的树脂具备致密的交联网络，涂层固化后力学性能良好。该发明的光固化树脂用于水性产品中，产品中需加入水作为溶剂，这使得其固含量较低，表干较慢，同时，整理制备比较简单。

发明内容