一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料领域，尤其涉及一种可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂及其制备方法。本发明专利技术提供了一种可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂，其具有不饱和双键，能够在紫外光下发生固化，实验结果表明，该可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂固化后具有较好的硬度，附着力高。此外，本发明专利技术可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂固化时间短，固化后光泽高，耐候性能好，固化时无需使用活性稀释剂，减少了对环境和人体健康的影响。本发明专利技术还提供了一种可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂的制备方法，脲‑异丁醛‑甲醛树脂的端醛基被氧化为羧基，再与丙烯酸缩水甘油酯一端的环氧开环接上不饱和双键，得到可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂，步骤少、工艺简单。

UV curable urea isobutyral formaldehyde resin and preparation method thereof

The invention belongs to the field of coatings, in particular to an ultraviolet curable urea isobutyraldehyde formaldehyde resin and a preparation method thereof. The invention provides a UV-curable urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin, which has an unsaturated double bond and can be cured under ultraviolet light. The experimental results show that the UV-curable urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin has good hardness and high adhesion after curing. In addition, the UV-curable urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin has the advantages of short curing time, high gloss after curing, good weathering resistance, no active diluent is used during curing, and the influence on environment and human health is reduced. The invention also provides a preparation method of ultraviolet curable urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin. The aldehyde-terminated group of urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin is oxidized to carboxyl group, and the unsaturated double bond is connected with the epoxy ring opening at the end of glycidyl acrylate to obtain ultraviolet curable urea-isobutyraldehyde-formaldehyde resin with fewer steps. The process is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法
本专利技术属于涂料领域，尤其涉及一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法。
技术介绍
脲-异丁醛-甲醛树脂是一种重要的多功能涂料助剂，具有耐黄变性好，溶解性能优良，不仅能提高涂膜的附着力，而且能提高涂膜的光泽度和硬度等性能。涂料助剂的应用水平，已成为衡量涂料生产技术水平的标志之一。紫外光固化(UV-curing)是利用紫外光的中、短波，在UV辐射下，液态UV材料中的光引发剂经辐照转变为自由基或阳离子，从而引发含活性官能团的树脂聚合交联成不溶不熔的固体涂膜的过程，紫外光固化技术因具有高效、经济、节能、适用性广、环境友好等优点而广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂等领域。可紫外光固化涂料助剂通常在室温下为粘稠的液态，加入光引发剂混合均匀后，通过紫外光辐照后形成具有良好附着力和剥离强度的涂膜制品。但是，现有可紫外光固化涂料助剂固化后的硬度和附着力有待于提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，用于解决现有可紫外光固化涂料助剂固化后的硬度和附着力有待于提高的问题。本专利技术的具体技术方案为：一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构；本专利技术还提供一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括：a)将脲-异丁醛-甲醛树脂溶解于有机溶剂中，加入3wt％～10wt％的双氧水，进行氧化反应，得到式(III)结构的化合物；b)将式(III)结构的化合物与丙烯酸缩水甘油酯和/或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯溶解于有机溶剂中，在抗氧化剂保护下，进行催化反应，得到具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构的可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂。优选的，所述氧化反应的温度为60～80℃；所述氧化反应的时间为3～5h。优选的，所述催化反应的温度为85～120℃；所述催化反应的时间为6～10h。优选的，所述脲-异丁醛-甲醛树脂的分子量为800～5000；所述脲-异丁醛-甲醛树脂的羟值为50～200mgKOH/g。优选的，所述催化反应的催化剂为三苯基膦、三乙胺或N-N-二甲基苄胺中的一种或多种。优选的，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基苯酚、对苯二酚、亚磷酸酯三苯酯或1,3,6[5,7-双(1,1-二甲基乙基)-3-(2,3-二甲基苯基)-2(3H)-苯并呋喃酮]中的一种或多种。优选的，所述脲-异丁醛-甲醛树脂和所述双氧水的质量比为18～21：10～12。优选的，所述脲-异丁醛-甲醛树脂、所述丙烯酸缩水甘油酯和/或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、所述催化剂与所述抗氧化剂的质量比为18～21：5～8：0.6～1.4：0.3～0.8。优选的，步骤a)将脲-异丁醛-甲醛树脂溶解于有机溶剂中，加入3wt％～10wt％的双氧水，进行氧化反应，得到式(III)结构的化合物具体为：将脲-异丁醛-甲醛树脂在40～50℃下搅拌溶解于有机溶剂中，300～500rpm搅拌下加入3wt％～10wt％的双氧水，进行氧化反应，得到式(III)结构的化合物。综上所述，本专利技术提供了一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，具有式(Ⅰ)所示结构。本专利技术可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂具有不饱和双键，能够在紫外光下发生固化，实验结果表明，本专利技术可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂固化后具有较好的硬度，附着力高。此外，本专利技术可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂固化时间短，固化后光泽高，耐候性能好，固化时无需使用活性稀释剂，减少了对环境和人体健康的影响。本专利技术还提供了一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，该制备方法中，脲-异丁醛-甲醛树脂的端醛基被氧化为羧基，再与丙烯酸缩水甘油酯一端的环氧开环接上不饱和双键，得到可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，步骤少、工艺简单。具体实施方式本专利技术提供了一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，用于解决现有可紫外光固化涂料助剂固化后的硬度和附着力有待于提高的问题。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的产品及制备方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构；本专利技术可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂具有不饱和双键，能够在紫外光下发生固化，并且固化后具有较好的硬度，并且附着力高。此外，本专利技术可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂固化时间短，固化后光泽高，耐候性能好，固化时无需使用活性稀释剂，减少了对环境和人体健康的影响。本专利技术还提供一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括：a)将脲-异丁醛-甲醛树脂溶解于有机溶剂中，加入3wt％～10wt％的双氧水，进行氧化反应，得到式(III)结构的化合物；b)将式(III)结构的化合物与丙烯酸缩水甘油酯和/或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯溶解于有机溶剂中，在抗氧化剂保护下，进行催化反应，得到具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构的可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂。本专利技术中，脲-异丁醛-甲醛树脂的结构式为：本专利技术中，可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法中的其中一个化学反应式为：本专利技术中，氧化反应的温度为60～80℃；氧化反应的时间为3～5h。本专利技术中，3wt％～10wt％的双氧水通过30wt％的双氧水使用去离子水稀释得到。氧化反应为保温反应，在氧化反应中，脲-异丁醛-甲醛树脂的端醛基被氧化为羧基。进行氧化反应之后，得到式(III)结构的化合物之前，还包括：对式(III)结构的化合物进行提纯，加入亚硫酸钠和/或亚硫酸钾将剩余的双氧水还原，乙酸乙酯萃取出式(III)结构的化合物后，旋转蒸发出乙酸乙酯。本专利技术中，催化反应的温度为85～120℃；催化反应的时间为6～10h。本专利技术中，通过滴定酸值和/或红外光谱控制催化反应的反应程度。在催化反应中，式(III)结构的化合物与丙烯酸缩水甘油酯一端的环氧开环接上不饱和双键，得到可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂。并且，在催化反应中，为了保护式(III)结构的化合物不被氧化，催化反应在氮气氛围中进行，并通过主抗氧剂、副抗氧剂、自由基捕捉剂多重抗氧化保护，从而得到淡黄色澄清透明的可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂。脲-异丁醛-甲醛树脂的分子量为800～5000；脲-异丁醛-甲醛树脂的羟值为50～200mgKOH/g。本专利技术中，催化反应的催化剂为三苯基膦、三乙胺或N-N-二甲基苄胺中的一种或多种。抗氧化剂为2,6-二叔丁基苯酚、对苯二酚、亚磷酸酯三苯酯或1,3,6[5,7-双(1,1-二甲基乙基)-3-(2,3-二甲基苯基)-2(3H)-苯并呋喃酮]中的一种或多种。脲-异丁醛-甲醛树脂和双氧水的质量比为18～21：10～12。脲-异丁醛-甲醛树脂、丙烯酸缩水甘油酯和/或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、催化剂与抗氧化剂的质量比为18～21：5～8：0.6～1.4：0.3～0.8。甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯相比，侧链上含有甲基，侧链上含有的甲基会使得光固化速率变慢，粘度不同。丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可紫外光固化脲‑异丁醛‑甲醛树脂，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构；

【技术特征摘要】
1.一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构；2.一种可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括：a)将脲-异丁醛-甲醛树脂溶解于有机溶剂中，加入3wt％～10wt％的双氧水，进行氧化反应，得到式(III)结构的化合物；b)将式(III)结构的化合物与丙烯酸缩水甘油酯和/或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯溶解于有机溶剂中，在抗氧化剂保护下，进行催化反应，得到具有式(Ⅰ)所示结构和/或式(II)所示结构的可紫外光固化脲-异丁醛-甲醛树脂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为60～80℃；所述氧化反应的时间为3～5h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应的温度为85～120℃；所述催化反应的时间为6～10h。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述脲-异丁醛-甲醛树脂的分子量为800～5000；所述脲-异丁醛-甲醛树脂的羟值为50～200mgKOH/g。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应的催...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏嘉辉，刘晓暄，邹庆鹏，黄国辉，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44