本發(fā)明涉及一種能大幅度降低環(huán)境污染及生產(chǎn)成本的紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，可廣泛應(yīng)用于木器底漆面漆、塑膠漆、油墨紙品上光等諸多領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光固化技術(shù)是通過一定波長(zhǎng)的紫外光照射，使液態(tài)的環(huán)氧丙烯酸酯樹脂和UV單體高速聚合而成固態(tài)的一種光加工工藝。由于光固化獨(dú)特的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，被迅速?gòu)V泛的應(yīng)用到木地板制造，光固化油墨、紙張光油、塑料扣板等領(lǐng)域，被譽(yù)為全新的環(huán)保新材料……

環(huán)氧丙烯酸酯樹脂是目前應(yīng)用最廣泛，用量最大的光固化低聚物，其光固化后的涂膜具有硬度高、光澤度好、耐腐蝕性強(qiáng)、耐熱性及電化學(xué)性優(yōu)異等特點(diǎn)。舊有的環(huán)氧丙烯酸酯一般粘度比較高，需要用活性稀釋劑（即UV單體）兌稀。而傳統(tǒng)的UV單體生產(chǎn)，一般需要分五步水洗，產(chǎn)生的廢水多（平均每生產(chǎn)一噸單體產(chǎn)生2.5噸廢水），處理這些廢水對(duì)環(huán)境造成重大污染，而且成本也高。

本發(fā)明所述制備的紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂的特點(diǎn)是單體樹脂聯(lián)產(chǎn)，生產(chǎn)UV單體水洗次數(shù)由原來的五次降到一次多，同時(shí)又保留了大量的丙烯酸。然后再和環(huán)氧樹脂合成環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，這樣合成的環(huán)氧樹脂相對(duì)一般的環(huán)氧樹脂來說大幅度地降低了對(duì)環(huán)境的污染，而且還降低了成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1. 本發(fā)明旨在提供一種紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，其特征在于單體樹脂聯(lián)產(chǎn)。

2. 首先合成單體半成品，由下述重量份數(shù)組成：

小分子多元醇 20~43；

丙烯酸 35~57；

溶劑 18~25；

催化劑 1.5~2；

阻聚劑 0.05~0.1；

抗氧劑 0.3~0.4；

所述小分子多元醇采用以下一種或幾種：二丙二醇、三丙二醇、三羥甲基丙烷、1，6-己二醇、季戊四醇。

所述丙烯酸為普通丙烯酸。

所述溶劑采用以下一種或幾種：環(huán)己烷、甲苯。

所述催化劑采用以下一種或幾種：甲基磺酸、對(duì)甲苯磺酸。

所述阻聚劑采用以下一種或幾種：對(duì)羥基苯甲醚、2-甲氧基對(duì)苯二酚、氯化銅。

所述抗氧劑采用次磷酸。

3.然后合成樹脂，由下述重量份數(shù)組成：

UV單體半成品 50~70；

丙烯酸 3~10；

環(huán)氧樹脂 25~32；

催化劑 0.3~0.4；

阻聚劑 0.05~0.15；

所述的UV單體半成品采用下列一種或幾種：二丙二醇二丙烯酸酯半成品（以下簡(jiǎn)稱DPGDA半成品）、二縮三丙二醇二丙烯酸酯半成品（以下簡(jiǎn)稱TPGDA半成品）、 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯半成品（以下簡(jiǎn)稱TMPTA半成品）、1,6-己二醇二丙烯酸酯半成品（以下簡(jiǎn)稱HDDA半成品）、季戊四醇四丙烯酸酯半成品（以下簡(jiǎn)稱PETA半成品）。

所述的丙烯酸采用標(biāo)準(zhǔn)丙烯酸，（水分含量＜2000ppm）。

所述的環(huán)氧樹脂采用下列一種或幾種：GELR124（環(huán)氧當(dāng)量170~174）、GELR127（環(huán)氧當(dāng)量176~184）、GELR128（環(huán)氧當(dāng)量184~190）。

所述的催化劑采用下列一種或幾種：三苯基磷、三乙胺。

所述的阻聚劑采用下列一種或幾種：對(duì)羥基苯甲醚、2-甲氧基對(duì)苯二酚。

本發(fā)明還提供一種紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂的制備方法。包括以下步驟：

（1）UV單體半成品的合成：在四口燒瓶中投入一定比重的丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至85～90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：根據(jù)UV單體半成品的酸值，加入一定量的酸將體系酸值調(diào)至110左右，然后計(jì)算配方。按照配方在四口燒瓶中加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，觀察外觀，并測(cè)量其粘度。

具體實(shí)施方式

以下份數(shù)均為重量份數(shù)。

實(shí)施例1：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成PETA半成品有下述重量比原料制成：

季戊四醇 23.66；

環(huán)己烷 19；

丙烯酸 55.5；

甲基磺酸 1.4；

氯化銅 0.07；

對(duì)羥基苯甲醚 0.02；

次磷酸 0.35；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

PETA半成品 66.8；

丙烯酸 5.6；

GELR128 27.2；

三苯基磷 0.32；

對(duì)羥基苯甲醚 0.08；

（1）PETA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述PETA半成品的酸值為54mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度。

實(shí)施例2：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成TMPTA半成品有下述重量比原料制成：

三羥甲基丙烷 27.9；

環(huán)己烷 20.1；

丙烯酸 50；

甲基磺酸 1.6；

氯化銅 0.06；

對(duì)羥基苯甲醚 0.01；

次磷酸 0.33；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

TMPTA半成品 67.2；

丙烯酸 5.05；

GELR128 27.3；

三苯基磷 0.35；

對(duì)羥基苯甲醚 0.1；

（1）TMPTA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述TMPTA半成品的酸值為60mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度。

實(shí)施例3：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成TPGDA半成品有下述重量比原料制成：

三丙二醇 42.3；

環(huán)己烷 20；

丙烯酸 35.5；

甲基磺酸 1.7；

氯化銅 0.06；

對(duì)羥基苯甲醚 0.01；

次磷酸 0.34；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

TPGDA半成品 69.1；

丙烯酸 3.3；

GELR128 27.2；

三苯基磷 0.35；

對(duì)羥基苯甲醚 0.05；

（1）TPGDA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述TPGDA半成品的酸值為79mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度。

實(shí)施例4：實(shí)施例4：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成DPGDA半成品有下述重量比原料制成：

二丙二醇 35.45；

環(huán)己烷 20.7；

丙烯酸 42.4；

甲基磺酸 1；

氯化銅 0.06；

對(duì)羥基苯甲醚 0.02；

次磷酸 0.37；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

DPGDA半成品 68.2；

丙烯酸 4.24；

GELR128 27.12；

三苯基磷 0.34；

對(duì)羥基苯甲醚 0.1；

（1）DPGDA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述DPGDA半成品的酸值為68.5mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度。

實(shí)施例5：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成HDDA半成品有下述重量比原料制成：

1,6-己二醇 33.83；

甲苯 20；

丙烯酸 45.7；

甲基磺酸 0.9；

氯化銅 0.06；

對(duì)羥基苯甲醚 0.01；

次磷酸 0.4；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

HDDA半成品 65.2；

丙烯酸 3.3；

GELR127 31.1；

三苯基磷 0.32；

對(duì)羥基苯甲醚 0.08；

（1）HDDA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述HDDA半成品的酸值為76mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度

實(shí)施例6：本發(fā)明紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，分兩步進(jìn)行，合成PETA半成品有下述重量比原料制成：

季戊四醇 21.6；

甲苯 25；

丙烯酸 51.36；

對(duì)甲苯磺酸 1.6；

氯化銅 0.07；

2-甲氧基對(duì)苯二酚 0.02；

次磷酸 0.35；

合成樹脂有下述重量比原料制成：

PETA半成品 69；

丙烯酸 5.1；

GELR124 25.4；

三苯基磷 0.35；

2-甲氧基對(duì)苯二酚 0.15；

（1）PETA半成品的合成：在四口燒瓶中按照上述配方投入丙烯酸及其他原料和助劑，在加熱套上裝上四口燒瓶、機(jī)械攪拌器和回流冷凝管。升溫至70℃，然后緩慢升溫至90℃；保溫反應(yīng)6~8h，在保溫過程中，時(shí)刻注意回流速度，反應(yīng)到?jīng)]有水生成時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，稱量酯化水的質(zhì)量，計(jì)算收率，然后水洗、脫溶得UV單體半成品，并測(cè)量其酸值（50＜Av＜110）。

（2）環(huán)氧丙烯酸酯的合成：測(cè)量上述PETA半成品的酸值為60.5mgKOH/g,計(jì)算將酸值調(diào)至110所需要的丙烯酸的量，然后計(jì)算所需要的環(huán)氧樹脂的量，確定配方，再在四口燒瓶中按照上述配方比列加入反應(yīng)原料及助劑，升溫到100℃再緩慢升溫到110℃，保溫4~5h，測(cè)量酸值小于4（即Av＜4）時(shí)，降溫出料，即得到光固化環(huán)氧丙烯酸酯，觀察外觀，并測(cè)量其25℃下的粘度。