一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液及UVLED固化薄膜和制备方法技术

本发明专利技术属于功能性树脂技术领域。本发明专利技术提供了一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：将2,2

【技术实现步骤摘要】
一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液及UV LED固化薄膜和制备方法


[0001]本专利技术涉及功能性树脂
，尤其涉及一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液及UVLED固化薄膜和制备方法。

技术介绍

[0002]传统UV固化中，常用的光源中高压汞灯存在能耗高、臭氧污染以及重金属汞污染等缺点，从而限制了其应用。近年来，兼顾了水性和紫外光固化两种涂料优点的水性UV固化木器涂料以其优异的施工可操作性和环保性能，迅速成为了行业的发展趋势和关注热点。水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂分子中含有碳碳双键和氨基甲酸酯键，综合了丙烯酸酯和聚氨酯两种涂料的优点，固化后具有较好的附着力、柔韧性、耐磨性和耐候性，是目前紫外光固化水性木器涂料中广泛应用的一类涂料。
[0003]传统的PUA木器涂料一般采用石油基原料进行合成，不仅造成了石油资源的日益枯竭还带来了环境污染问题，因此开发环境友好的天然可再生材料具有重要意义。植物油(比如大豆油)作为一种产量大、易获得、低成本的生物质能源，因其具有甘油三酯结构、易改性、易生物降解等特点，能够参与较多反应，降低了合成成本，有利于保护环境。但是，植物油具有柔软的脂肪长链结构，导致其制备的丙烯酸酯漆膜存在一定的缺陷，如硬度较低、力学性能较差、固化速度较慢等，限制了它的进一步发展和应用。
[0004]因此，研究开发一种低成本、无污染，同时提高漆膜的力学性能、固化速度、硬度的木器涂料用UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液和UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂薄膜及其制备方法。本专利技术解决了传统UV汞灯光固化带来的高能耗、高成本、环境污染的问题，充分发挥了UV LED固化技术节能、环保、耐用、高效、可固化木制品复杂型面等优势，对提高涂装效率、节能降耗、降低成本有积极的促进作用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)将2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮在惰性气氛下进行反应，得到第一反应液；
[0009]2)将第一反应液、丙烯酸化环氧大豆油和丁酮进行反应，得到第二反应液；
[0010]3)将第二反应液和季戊四醇三丙烯酸酯进行反应，得到第三反应液；
[0011]4)将第三反应液和三乙胺进行反应，得到预聚体；
[0012]5)将预聚体和水混合后进行乳化，得到环氧大豆油基水性PUA树脂乳液。
[0013]作为优选，步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮的
质量比为2.5～4.5:17～20:0.15～0.40:40～60；所述反应的温度为70～90℃，时间为1～2h。
[0014]作为优选，步骤1)所述惰性气氛为氮气；所述反应在500～750r/min转速下进行。
[0015]作为优选，步骤2)所述丙烯酸化环氧大豆油、丁酮和步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸的质量比为20～25：10～20：2.5～4.5；所述反应的温度为70～90℃，时间为3.5～5.5h。
[0016]作为优选，步骤3)所述季戊四醇三丙烯酸酯和步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸的质量比为1.5～3.5：2.5～4.5；所述反应的温度为70～90℃，时间为1.5～3h。
[0017]作为优选，步骤4)所述三乙胺和步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸的质量比为2～3.5：2.5～4.5；所述反应的温度为20～40℃，时间为20～40min。
[0018]作为优选，步骤5)所述预聚体和水的混合液中固含量为25～35％；所述乳化的时间为35～55min；所述环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的粒径≤50nm。
[0019]本专利技术还提供了一种所述的制备方法得到的环氧大豆油基水性PUA树脂乳液。
[0020]本专利技术还提供了一种包含树脂乳液的UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂薄膜的制备方法，所述树脂薄膜由所述树脂乳液经过干燥、UV LED辐照而得。
[0021]本专利技术还提供了一种所述的制备方法得到的UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂薄膜。
[0022]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0023]1)本专利技术解决了传统UV汞灯光固化带来的高能耗、高成本、环境污染的问题，充分发挥了UV LED固化技术节能、环保、耐用、高效、可固化木制品复杂型面等优势。
[0024]2)本专利技术的环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的固化速度明显提高，UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂薄膜的力学性能、硬度显著提高，本专利技术对提高涂装效率、节能降耗、降低成本有积极的促进作用。
附图说明
[0025]图1为实施例3的环氧大豆油基水性PUA树脂乳液及UV LED固化环氧大豆油基水性PUA树脂薄膜在木器涂料中的应用过程图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0027]1)将2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮在惰性气氛下进行反应，得到第一反应液；
[0028]2)将第一反应液、丙烯酸化环氧大豆油和丁酮进行反应，得到第二反应液；
[0029]3)将第二反应液和季戊四醇三丙烯酸酯进行反应，得到第三反应液；
[0030]4)将第三反应液和三乙胺进行反应，得到预聚体；
[0031]5)将预聚体和水混合后进行乳化，得到环氧大豆油基水性PUA树脂乳液。
[0032]本专利技术步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮的质量比优选为2.5～4.5:17～20:0.15～0.40:40～60，进一步优选为3～4:18～19:0.2～0.3:45～55，更优选为3.5:18.6:0.26:50；所述反应的温度优选为70～90℃，进一步优选为75～85℃，更优选为80℃；所述反应的时间优选为1～2h，进一步优选为1.5h。
[0033]本专利技术步骤1)所述惰性气氛优选为氮气；所述反应优选在500～750r/min转速下进行，进一步优选为600～700r/min；所述反应优选在水浴条件下进行。
[0034]本专利技术步骤2)所述丙烯酸化环氧大豆油、丁酮和步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸的质量比优选为20～25：10～20：2.5～4.5，进一步优选为22～24：12～15：3～4；所述反应的温度优选为70～90℃，进一步优选为75～85℃，更优选为80℃；所述反应的时间优选为3.5～5.5h，进一步优选为4～5h；所述反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧大豆油基水性PUA树脂乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮在惰性气氛下进行反应，得到第一反应液；2)将第一反应液、丙烯酸化环氧大豆油和丁酮进行反应，得到第二反应液；3)将第二反应液和季戊四醇三丙烯酸酯进行反应，得到第三反应液；4)将第三反应液和三乙胺进行反应，得到预聚体；5)将预聚体和水混合后进行乳化，得到环氧大豆油基水性PUA树脂乳液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述2,2
‑
二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、丁二醇和丁酮的质量比为2.5～4.5:17～20:0.15～0.40:40～60；所述反应的温度为70～90℃，时间为1～2h。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述惰性气氛为氮气；所述反应在500～750r/min转速下进行。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述丙烯酸化环氧大豆油、丁酮和步骤1)所述2,2
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二羟甲基丙酸的质量比为20～25：10～20：2.5～4.5；所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦双颖，李秀，苏佳琦，刘莉，蔡梦圆，冯斌，赵隆英，侯星州，张思博，贾晓柯，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：