一种水性UV/EB敏感树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种水性UV/EB敏感树脂及其制备方法和应用。该水性UV/EB敏感树脂具有如式(Ⅰ)的结构：其中，其中，R为含有(甲基)丙烯酸酯基团的C

【技术实现步骤摘要】
一种水性UV/EB敏感树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，更具体地，涉及一种水性UV/EB敏感树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水性UV/EB固化涂料结合了传统UV/EB固化涂料和水性涂料的特点，其可以水作为溶剂，对丙烯酸酯配方体系进行稀释，从而方便在多种材料上进行喷涂、淋涂。自由基光固化是水性UV/EB固化涂料最常用的固化方式之一，但由于空气中存在的处于稳定三线态的氧气会与自由基固化体系中的活性自由基作用，使活性自由基失活，从而导致涂料的固化不完全，严重影响了涂料的性能。更为严重的是，涂料暴露于空气的表面因氧气的阻聚作用而不易固化，形成发粘的状态，即发生表面氧阻聚，该现象对于涂料的性能及扩大应用都起到极大的负面作用。
[0003]目前抑制氧阻聚的常用方法包括添加助剂、增加光引发剂含量、使用惰性气体氛围等，此类方法导致涂料生产成本变高或施工工艺变复杂。例如，已有专利公开了一种家居地板高耐污紫外固化涂料，其同为丙烯酸酯配方体系，为了抑制氧阻聚的发生，加入较高含量(5～10％)的光引发剂，从而带来较高的生产成本。
[0004]若丙烯酸酯配方体本身具有抗氧阻聚的特性，则可在不添加光引发剂的情况下实现水性涂料的完全固化。因此，一种能抑制氧阻聚的水性UV/EB树脂亟待研发。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中水性涂料存在的氧阻聚进而导致涂料固化不完全的问题，提供一种水性UV/EB敏感树脂。该水性UV/EB敏感树脂能阻挡氧气渗透进入涂层内部，抑制氧阻聚，且其在EB辐照条件下容易产生活性自由基，引发丙烯酸酯键聚合，从而对EB具有高的响应活性。此外，本专利技术的水性UV/EB敏感树脂能稳定地乳化分散在水中。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述水性UV/EB敏感树脂的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述水性UV/EB敏感树脂在制备水性涂料中的应用。
[0008]为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种水性UV/EB敏感树脂，具有如式(Ⅰ)的结构：
[0010][0011]其中，R为含有(甲基)丙烯酸酯基团的C
1～5
直链或支链烷基，R1为H或CH3，n为8～50的整数。
[0012]应当理解的是，C
1～5
指的是R中除(甲基)丙烯酸酯基团外其余碳原子的数量
[0013]本专利技术的水性UV/EB敏感树脂由带有(甲基)丙烯酸酯基团、聚异丁烯基团的羧酸和带有(甲基)丙烯酸酯基团的叔胺反应生成羧酸铵结构制备得到。其中，该树脂结构中的带有负电荷，其一端含有聚异丁烯基团，另一端含有多个(甲基)丙烯酸酯基，同时特定位点上取代有羧基基团；该树脂结构中的带正电荷，其含有氨基和一个(甲基)丙烯酸酯基。
[0014]本专利技术的水性UV/EB敏感树脂具有如上所述的分子结构，一方面，特定聚合度的聚异丁烯基团结构具有低表面张力，从而富集在涂层表面形成致密结构，阻挡氧气渗透进入涂层内部，抑制氧阻聚；另一方面，在EB辐照条件下，此特定的分子结构中的聚异丁烯基团的C
‑
C键容易被电子束能量打断，产生活性自由基，引发丙烯酸酯键聚合，使得该树脂对EB固化具有很高的响应活性。此外，疏水端为n＝8～50的聚异丁烯链段，如此分子结构下的羧酸铵结构仍具有较好的亲水性，从而使树脂能稳定的乳化分散在水溶液体系中。
[0015]因此，本专利技术通过构建特定分子结构的水性UV/EB敏感树脂，从而使其具有抑制氧阻聚特性、高EB响应活性和在水中稳定的乳化分散性。
[0016]优选地，R中(甲基)丙烯酸酯基团的数量为1～5个。
[0017]优选地，R中(甲基)丙烯酸酯基团的数量为1～3个。
[0018]优选地，
‑
O
‑
R为如下化合物与羧基反应后失去一个氢的残基：(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、2
‑
甲基
‑2‑
(甲基)丙烯酸
‑
1,2
‑
丙二醇酯、2
‑
(甲基)丙烯酸
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
丙二酯、2,3
‑
二羟基丙烷(甲基)丙烯酸酯或季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
[0019]优选地，n为12～45的整数。
[0020]优选地，所述水性UV/EB敏感树脂的分子量M
n
为800～4000。
[0021]更为优选地，所述水性UV/EB敏感树脂的分子量M
n
为1000～3000。
[0022]上述水性UV/EB敏感树脂的制备方法包括如下步骤：
[0023]S1：将如式(Ⅱ)聚异丁烯丁二酸酐、如式(Ⅲ)带羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物、催
化剂和阻聚剂混合，进行开酸酐反应，得如式(Ⅳ)化合物；
[0024][0025]S2：再将式(Ⅳ)化合物和(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯混合，反应，即得所述水性UV/EB敏感树脂。
[0026]优选地，步骤S1中所述式(Ⅱ)聚异丁烯丁二酸酐的分子量M
n
为500～3000。
[0027]更为优选地，步骤S1中所述式(Ⅱ)聚异丁烯丁二酸酐的分子量M
n
为700～2000。
[0028]优选地，步骤S1中所述式(Ⅲ)带羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、2
‑
甲基
‑2‑
(甲基)丙烯酸
‑
1,2
‑
丙二醇酯、2
‑
(甲基)丙烯酸
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
丙二酯、2,3
‑
二羟基丙烷(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
[0029]优选地，步骤S1中所述式(Ⅱ)聚异丁烯丁二酸酐和步骤S1中所述式(Ⅲ)带羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物的物质的量之比为1:(1.10～2)。
[0030]优选地，步骤S1中所述式(Ⅳ)化合物和步骤S2中所述(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的物质的量之比为(1～1.1):1。
[0031]优选地，步骤S1中所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三苯基膦、N,N
‑
二甲基苄胺或三乙胺中的一种或多种。
[0032]更为优选地，步骤S1中所述催化剂的加入量为式(Ⅱ)聚异丁烯丁二酸酐和式(Ⅲ)带羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物质量总和的100～2000ppm。
[0033]优选地，步骤S1中所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、甲基氢醌、吩噻嗪或二丁基羟基甲苯中的一种或多种。
[0034]优选地，步骤S1中所述反应的温度为90～120℃，反应时间为5～12h。
[0035]优选地，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性UV/EB敏感树脂，其特征在于，具有如式(Ⅰ)的结构：其中，R为含有(甲基)丙烯酸酯基团的C
1～5
直链或支链烷基，R1为H或CH3，n为8～50的整数。2.根据权利要求1所述的水性UV/EB敏感树脂，其特征在于，R中(甲基)丙烯酸酯基团的数量为1～5个。3.根据权利要求2所述的水性UV/EB敏感树脂，其特征在于，R中(甲基)丙烯酸酯基团的数量为1～3个。4.根据权利要求1所述的水性UV/EB敏感树脂，其特征在于，
‑
O
‑
R为如下化合物与羧基反应后失去一个氢的残基：(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、2
‑
甲基
‑2‑
(甲基)丙烯酸
‑
1,2
‑
丙二醇酯、2
‑
(甲基)丙烯酸
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
丙二酯、2,3
‑
二羟基丙烷(甲基)丙烯酸酯或季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的水性UV/EB敏感树脂，其特征在于，n为12～45...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄李江，刘焕彬，庞来兴，谭照华，陈壹其，覃海定，
申请(专利权)人：广东博兴新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：