專(zhuān)利名稱(chēng)：水性光固化不飽和聚酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類(lèi)具有紫外光固化特性的水性不飽和聚酯及其合成方法。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)60年代德國(guó)Bayer公司開(kāi)發(fā)了第一代紫外光固化涂料(UVCC)之后，由于此技術(shù)完全符合3E原則，具有固化速度快、無(wú)揮發(fā)性溶劑、節(jié)約能源、費(fèi)用低、可自動(dòng)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，一直保持著快速的發(fā)展。由于光固化涂料體系所用的主要成分即低聚物一般具有較高的黏度，在使用前必須加入較多的活性稀釋劑以調(diào)節(jié)黏度、改善流變性，而這些活性稀釋劑大部分具有毒性和刺激性；另一方面，隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸提高和各國(guó)環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，水性涂料已成為涂料發(fā)展的主要方向之一，其極易調(diào)節(jié)的低黏度使之適合于噴涂。在這種情況下，UV固化水性涂料應(yīng)運(yùn)而生，它結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，成為目前非?；钴S的研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能和耐化學(xué)腐蝕性能，加工工藝簡(jiǎn)便，所以近年來(lái)國(guó)外發(fā)展較為迅速，是熱固性樹(shù)脂中發(fā)展較快的品種之一。廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通以及運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。因此，光固化水性不飽和聚酯的合成研究是社會(huì)以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所需的，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。基態(tài)的O2本質(zhì)上是雙自由基，因此對(duì)光引發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的活性自由基有較強(qiáng)的加成活性，形成比較穩(wěn)定的過(guò)氧化自由基。此過(guò)程速率較快，可與活性自由基對(duì)單體的加成反應(yīng)相競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)聚合過(guò)程的阻礙作用最顯著。氧阻聚對(duì)UV固化過(guò)程危害很大，尤其在涂膜厚度較薄時(shí)。不僅配方體系中溶解的氧分子阻礙聚合，在光引發(fā)過(guò)程中，隨著固化體系中氧分子的消耗，涂層表面空氣中的氧也可以迅速擴(kuò)散至固化涂層內(nèi)，繼續(xù)阻礙聚合。自外界不斷擴(kuò)散至涂層內(nèi)部的氧是阻礙聚合的主要原因。氧阻聚也最容易發(fā)生在涂層的淺表層或整個(gè)較薄涂層內(nèi)，因?yàn)檫@些區(qū)域內(nèi)，環(huán)境中的氧分子擴(kuò)散更容易些。在空氣中光固化時(shí)，氧阻聚作用常常導(dǎo)致涂層底層固化、表面未固化而發(fā)黏的情況。氧阻聚最終可導(dǎo)致涂層表層出現(xiàn)大量羥基、羰基、過(guò)氧基等氧化性結(jié)構(gòu)，從而影響涂層的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，甚至可能影響固化后漆膜的硬度、光澤度和抗劃傷性等性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水性光固化不飽和聚酯及其制備方法，該方法制備的聚酯具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是水性光固化不飽和聚酯，其特征在于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.水性光固化不飽和聚酯，其特征在于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性光固化不飽和聚酯，其特征在于ql+q2=p，p=2或3。
3.如權(quán)利要求1所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于它包括以下步驟1)在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將質(zhì)量份為40-60的多元醇混合物，40-60質(zhì)量份的多元酸混合物，O. 1-0. 3質(zhì)量份的抗氧劑加入到帶有攪拌的四口反應(yīng)器中；所述多元醇混合物由①三羥甲基丙烷單烯丙基醚，②多元醇和③二羥甲基丙酸三種原料組成，其中三羥甲基丙烷單烯丙基醚占多元醇混合物質(zhì)量的33%-82. 5%，二羥甲基丙酸所占多元醇混合物質(zhì)量的16. 6-45% ；所述多元酸混合物由下述二種原料組成①飽和二元酸或飽和酸酐中的一種或二種按任意配比的混合，②以及不飽和二元酸或不飽和酸酐；其中，不飽和二元酸或不飽和酸酐所占多元酸混合物質(zhì)量的16. 6-52. 5% ；2)升溫至140°C，保溫lh，再升溫至150°C，保溫Ih;然后用Ih升溫至180°C，并保溫2h 后，再在真空度O. 040MPa下保持O. 5_lh脫水；3)降溫至150°C，并加入O.2-0. 5質(zhì)量份的阻聚劑，繼續(xù)降溫至95°C ;滴加7_15質(zhì)量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯加入反應(yīng)器中，并加入O. 1-0. 3質(zhì)量份四甲基碘化銨；降溫至 65°C，加入中和劑中和至產(chǎn)物的pH值為7-8，得到產(chǎn)物；產(chǎn)物攪拌并加入水稀釋?zhuān)募尤肓繛楫a(chǎn)物質(zhì)量的50%-200%，即得到水性光固化不飽和聚酯。
4.如權(quán)利要求1所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于它包括以下步驟①在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將質(zhì)量份為40-60的多元醇混合物，35-55質(zhì)量份的多元酸混合物，O. 1-0. 3質(zhì)量份的抗氧劑加入到帶有攪拌的四口反應(yīng)器中；所述多元醇混合物由①三羥甲基丙烷單烯丙基醚，②多元醇和③二羥甲基丙酸三種原料組成，其中三羥甲基丙烷單烯丙基醚占多元醇混合物質(zhì)量的33%-82. 5%，二羥甲基丙酸所占多元醇混合物質(zhì)量的16. 6 - 45% ；所述多元酸混合物由下述二種原料組成①飽和二元酸或飽和酸酐中的一種或二種按任意配比的混合，②以及不飽和二元酸或不飽和酸酐；其中，不飽和二元酸或不飽和酸酐所占多元酸混合物質(zhì)量的8. 5% - 27. 5% ；②升溫至140°C，保溫lh，再升溫至150°C，保溫Ih;然后用Ih升溫至180°C，再加入 5-10質(zhì)量份的不飽和酸或不飽和酸酐，并保溫2h后，再在真空度O. 040MPa下保持O. 5_lh 脫水；③降溫至150°C，并加入O.2-0. 5質(zhì)量份的阻聚劑，繼續(xù)降溫至95°C ;滴加7_15質(zhì)量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯進(jìn)入反應(yīng)器中，并加入O. 1-0. 3質(zhì)量份四甲基碘化銨；降溫至 65°C，加入中和劑中和至產(chǎn)物的pH值為7-8，得到產(chǎn)物；產(chǎn)物攪拌并加入水稀釋?zhuān)募尤肓繛楫a(chǎn)物質(zhì)量的50%-200%，即得到水性光固化不飽和聚酯。
5.按照權(quán)利要求3- 4所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于多元醇為丙二醇、乙二醇、己二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇或新戊二醇。
6.按照權(quán)利要求3— 4所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于所述飽和二元酸為己二酸、辛二酸、丁二酸、丙二酸、戊二酸中的任意一種或任意二種以上按任意配比的混合；所述飽和酸酐為鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐或偏苯三酸酐；不飽和二元酸為馬來(lái)酸或富馬酸；不飽和酸酐為馬來(lái)酸酐。
7.按照權(quán)利要求3- 4所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于所述抗氧劑是亞磷酸三苯酯。
8.按照權(quán)利要求3— 4所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于所述阻聚劑選用對(duì)苯二酚、甲基對(duì)苯二酚、對(duì)苯醌、特丁基苯鄰二酚、2，6- 二特丁基-4-甲酚中的任意一種或任意二種以上按任意配比的混合。
9.按照權(quán)利要求3- 4所述的水性光固化不飽和聚酯的制備方法，其特征在于所述中和劑是有機(jī)胺中和劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類(lèi)具有紫外光固化特性的水性不飽和聚酯及其合成方法。水性光固化不飽和聚酯，其特征在于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為該方法制備的聚酯具有穩(wěn)定性好、耐水好、固化速度快、光澤度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08F283/01GK103030745SQ201210523769
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者閆福安, 嚴(yán)晶 申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué)