含氮多官能度丙烯酸酯树脂、制备方法及其应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310494829.7

申请日:

20131021

公开号:

CN104558596B

公开日:

20170201

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C08G73/02,C08G73/04,C07C269/04,C07C271/12,C09D179/02,C09D4/02

主分类号:

C08G73/02,C08G73/04,C07C269/04,C07C271/12,C09D179/02,C09D4/02

申请人:

乐凯华光印刷科技有限公司

发明人:

翟效平,张涛,李合成,高峰,曹雷,陈裕意,张顺清

地址:

河南省南阳市车站南路718号

优先权:

CN201310494829A

专利代理机构:

郑州中原专利事务所有限公司

代理人:

霍彦伟;王晓丽

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内容摘要

本发明公开一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂、制备方法及其应用,其结构如下通式(I)所示:g(I)其中,(1)R1、R2和R3各自独立地为氢或甲基,条件是R1和R2不同时为甲基;(2)m=0或1,n为0‑16的整数,优选n为1‑10,最优n为1‑5;k=2或3;(3)其中R4选自下列基团:、、、、、。该树脂在光固化应用中同时具有含氮树脂和多官能度树脂的优点,应用性能优异固化速度快、固化后材料的耐磨性、柔韧性及硬度明显优于现有产品;本发明公开的树脂可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化领域中。

权利要求书

1.一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂,其结构如下通式(I)所示:其中,(1)R、R和R各自独立地为氢或甲基,条件是R和R不同时为甲基;(2)m=0或1,n为0-16的整数,k=2;(3)其中R选自下列基团: 2.一种权利要求1所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,包括以下步骤:(1)将式(II)所示胺类化合物加入反应釜中,然后在氮气气氛下加入式(III)所示环碳酸酯类化合物,其中环碳酸酯类化合物的物质的量与胺类化合物中氮原子的物质的量的比为1:1;加料完成后升温,反应生成下式(IV)所示的中间产物,反应温度为60-120℃,反应结束后,降温;(2)向上述含有中间产物(IV)的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、阻聚剂、催化剂及带水剂,其中中间产物(IV)与丙烯酸的摩尔比为1:(n+1)~(n+2);加料完成后,升温并在回流状态下反应,同时除去反应生成的水,反应温度70-130℃,反应时间为5-18h,反应结束后,降温;(3)向反应釜中加入多异氰酸酯R(NCO)、催化剂,其中异氰酸酯基(-NCO)与残留羟基的摩尔比为1:1;反应温度为70℃-130℃,通过二正丁胺法确定该步反应终点,当NCO完全反应完后,降温;(4)向反应釜中加入水,混合后静置分液;取有机相,除去溶剂和残余水后,得到产物含氮多官能度丙烯酸酯树脂(I)。 3.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中阻聚剂的加入量是中间产物(IV)的物质的量的1%-5%;催化剂的加入量是中间产物(IV)的物质的量的1%-8%;带水剂的加入量为中间产物(IV)与丙烯酸或甲基丙烯酸的总物质的量10%-200%;所述步骤(3)中催化剂的加入量是中间产物(IV)的物质的量的1%-8%。 4.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,其特征在于:上述步骤中所述的阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、对苯醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、硝基苯、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼中的任一种。 5.根据权利要求2所述含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,其特征在于:上述步骤中所述带水剂为常用有机溶剂苯、甲苯或环己烷中的任一种,其加入量为中间产物(IV)与丙烯酸或甲基丙烯酸的总物质的量。 6.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,其特征在于:上述步骤(2)中所述的催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、强酸性离子交换树脂中的任一种,上述步骤(3)中所述的催化剂为草酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、单丁基锡、单丁基二羟基氯化锡、强酸性离子交换树脂中的任一种。 7.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,其特征在于:所述带水剂是苯、甲苯或环己烷中的任一种。 8.根据权利要求1所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用,其特征在于:含氮多官能度丙烯酸酯用于光固化涂料、油墨或胶粘剂光固化技术领域。 9.根据权利要求8所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用,其特征在于:含有含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分:活性稀释剂0-80%,含氮多官能度丙烯酸酯树脂15-90%,光引发剂5-10%,将各组分混合均匀即可得到所述光固化组合物;所述活性稀释剂为单官能团、双官能团或者多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或至少两种;所述光引发剂是苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺或者樟脑醌/叔胺中的任何一种或至少两种。 10.根据权利要求8或9所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用,其特征在于:所述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

说明书

技术领域

本发明属于感光高分子材料领域,具体涉及一类含氮多官能度丙烯酸酯类树脂及其制备方法和其在光固化组合物中的应用。

背景技术

辐射固化是指在光(包括紫外、可见光)或高能射线(主要是电子束)的作用下,液态的低聚物(包括单体)经过交联聚合而形成固态产物的过程。辐射固化技术具有固化速度快(因而生产效率高)、少污染、节能、固化产物性能优异等优点,是一种环境友好的绿色技术。任何一个光固化组合物都包括三种主要组分:光引发剂,单体和低聚物(树脂)。

光固化体系中的树脂一般都含有可聚合官能团,可以参加固化反应。含有3个或3个以上的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯光活性基团的树脂被称为多官能团树脂。由于官能团含量增加,这些树脂与单官能团树脂相比,具有以下特点:(1)光固化速度快;(2)固化产物硬度大;(3)由于多官能团单体一般分子量较大,因此挥发性低;(4)可以针对使用要求调节某些性能,如加快固化速度,增加干膜的硬度及提高其耐刮性等。

含氮丙烯酸酯类化合物,如聚氨酯丙烯酸酯树脂,是一种反应型预聚物,其性能可因构造的不同而在较大的范围内变化,是一类比较重要的光固化组分,在光固化涂料、油墨、胶黏剂等领域有着广泛的应用。

由于常见的聚氨酯丙烯酸树脂分子中只含有三种化学结构的链段:异氰酸酯形成的氨基甲酸酯嵌段,多元醇形成的主链和丙烯酸羟烷酯形成的链端。其中主链的组成与结构影响聚氨酯丙烯酸树脂的性能,而其固化特性则取决于位于链端的丙烯酸酯。但是由于随着聚氨酯丙烯酸树脂分子量的增加,固化膜的刚性会降低,柔性及在溶剂中的溶胀性增加;反之,交联密度增大,涂膜脆性增加。另外,聚氨酯丙烯酸树脂分子中的官能团增加会增加其交联密度和固化速率,固化膜脆性增加。

因此,通过分子设计定向合成出同时具有高反应活性、柔韧性与固化后高硬度的聚氨酯丙烯酸酯具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题,提供一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂、制备方法及其应用,该树脂在光固化应用中同时具有含氮树脂和多官能度树脂的优点,应用性能优异固化速度快、固化后材料的耐磨性、柔韧性及硬度明显优于现有产品;本发明公开的树脂可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化领域中。

本发明中的含氮多官能度丙烯酸酯树脂,其结构如下通式(I)所示:

(I)

其中,

(1)R1、R2和R3各自独立地为氢或甲基,条件是R1和R2不同时为甲基;

(2)m=0或1,n为0-16的整数,k=2或3。

(3)其中R4选自下列基团:

、、、、、。

本发明所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将式(II)所示胺类化合物加入反应釜中,然后在氮气气氛下加入式(III)所示环碳酸酯类化合物,其中环碳酸酯类化合物与胺类化合物中氮原子的摩尔比为1:1;加料完成后升温,反应生成下式(IV)所示的中间产物,反应温度为60-120 oC,反应结束后,降温;

(II)

(III)

(IV)

(2)向上述含有中间产物(IV)的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、阻聚剂、催化剂及带水剂,其中中间产物(IV)中的羟基与丙烯酸的摩尔比为1:n+1-n+2;加料完成后,升温并在回流状态下反应,同时除去反应生成的水,反应温度70-130 oC,反应时间为5-18 h,反应结束后,降温;

(3)向反应釜中加入多异氰酸酯R4(NCO)k、催化剂及阻聚剂,其中残留羟基与异氰酸酯基(-NCO)的摩尔比为1:1;反应温度为70-130 oC,通过二正丁胺法确定该步反应终点,当NCO完全反应完后,降温;

(4)向反应釜中加入水,混合后静置分液;取有机相,除去溶剂和残余水后,得到产物含氮多官能度丙烯酸酯树脂(I)。

上述带水剂为常用有机溶剂,如苯、甲苯、环己烷等。优选为甲苯、环己烷,加入量为10~200%。

上述步骤中所述的阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、对苯醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、硝基苯、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼等,优选对羟基苯甲醚、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚,其加入量为1~5%。

上述步骤中所述的催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、草酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、单丁基锡、单丁基二羟基氯化锡、强酸性离子交换树脂等,优选为对甲苯磺酸、二月桂酸二丁基锡,其加入量为1~8%。

本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):

活性稀释剂 0-80%

含氮多官能度丙烯酸酯树脂 15-90%

光引发剂 5-10%

根据应用需要,上述活性稀释剂可为单官能团、双官能团和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或多种,包括但不仅限于此:乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

将上述各组分混合均匀即可得到所述光固化组合物。

与现有技术相比较,本发明具有以下有益效果:

本发明提供的这类新型含氮多官能度丙烯酸酯树脂光聚合反应活性高,可以增加固化涂层的柔顺性、降低应力收缩和改善附着力,应用性能优异,明显优于现有的同类产品;同时制备方法具有转化率高、反应条件温和、副反应少、产品分离纯化容易等优势。

具体实施方式

一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂,其结构如下通式(I)所示:

(I)

其中,

(1)R1、R2和R3各自独立地为氢或甲基,条件是R1和R2不同时为甲基;

(2)m=0或1,n为0-16的整数,优选n为1-10,最优n为1-5;k=2或3;

(3)其中R4选自下列基团:

、、、、、。

上述含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将式(II)所示胺类化合物加入反应釜中,然后在氮气气氛下加入式(III)所示环碳酸酯类化合物,其中环碳酸酯类化合物的物质的量与胺类化合物中氮原子的物质的量的比为1:1;加料完成后升温,反应生成下式(IV)所示的中间产物,反应温度为60-120oC,优选70-98 oC,反应结束后,降温;

(II)

(III)

(IV)

式II中n为0-16的整数,优选n为1-10,最优1-5;式III中R1、R2和R3各自独立地为氢或甲基,条件是R1和R2不同时为甲基;式III中m=0或1,式IV中n与式I中的一样,m与式III中一样。

(2)向上述含有中间产物(IV)的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、阻聚剂、催化剂及带水剂,其中中间产物(IV)中与丙烯酸的摩尔比为1:(n+1)-(n+2);加料完成后,升温并在回流状态下反应,同时除去反应生成的水,反应温度70-130oC,优选反应温度是78-85oC,反应时间为5-18h,优选反应时间是5-10h,反应结束后,降温;

(3)向反应釜中加入多异氰酸酯R4(NCO)k、催化剂,其中异氰酸酯基(-NCO)与残留羟基的摩尔比为1:1;反应温度为70oC-130oC,优选70-90 oC,通过二正丁胺法确定该步反应终点,当NCO完全反应完后,降温;

(4)向反应釜中加入水,混合后静置分液;取有机相,除去溶剂和残余水后,得到产物含氮多官能度丙烯酸酯树脂(I)。

以下实施例中的“份”指的是“摩尔份数”。

实施例1

将100份二乙烯三胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加300份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及200份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加50份己二异氰酸酯(HDI),小心保持反应釜温度不超过50oC。滴加完后,缓慢升温至80oC,搅拌半小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例2

将100份三乙烯四胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加400份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及300份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加50份二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),小心保持反应釜温度不超过50 oC。滴加完后,缓慢升温到80 oC搅拌1小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例3

将100份四乙烯五胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加500份碳酸丙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份甲苯及400份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至100-110 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加50份甲苯二异氰酸酯(TDI),小心保持反应釜温度不超过50 oC。滴加完后,缓慢升温到80 oC搅拌1小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例4

将100份五乙烯六胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加600份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及500份甲基丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约6.5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加50份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),小心保持反应釜温度不超过50 oC。滴加完后,缓慢升温到80 oC,搅拌1小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例5

将100份六乙烯七胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加700份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及650份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加25份己二异氰酸酯(HDI),小心保持反应釜温度不超过50℃,。滴加完后,缓慢升温至80℃,搅拌半小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例6

将100份二乙烯三胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加300份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的2-叔丁基对苯二酚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及180份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 ℃,以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加60份二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),小心保持反应釜温度不超过50 oC。滴加完后,缓慢升温至80oC,搅拌半小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例7

将100份三乙烯四胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加400份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份浓硫酸、500份环己烷及250份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加75份甲苯二异氰酸酯(TDI),小心保持反应釜温度不超过50℃。滴加完后,缓慢升温至80℃,搅拌半小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

实施例8

将100份四乙烯五胺加入5L的双层玻璃反应釜中,该反应釜装有机械搅拌器、温度计、取样口、气体入口、恒压滴液漏斗、分水器、真空接头和真空夹套冷凝柱。通入氮气10分钟后,慢慢添加500份碳酸乙烯酯,同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50 oC。加料完成后,将反应釜温度缓慢升到80oC。通过红外监测反应,当1805 cm-1 处环碳酸酯的特征吸收峰完全消失后,继续反应0.5小时后完成反应,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、3份对甲基苯磺酸、500份环己烷及440份丙烯酸。加料完成后,将反应釜温度缓慢升至78-85 oC 回流,通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。继续该反应至生成的水达到计量数。酯化反应时间约5小时,降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡,滴加30份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),小心保持反应釜温度不超过50 oC。滴加完后,缓慢升温至80oC,搅拌半小时后测残余NCO值,待NCO值降低到0.01%后降温。

待反应釜温度降至40 oC以下时,向反应釜内添加300份水,搅拌该混合物半小时后静置分液。将有机相分出后,在真空下除去溶剂和残余的水,得到透明、略带黄色的丙烯酸酯树脂。

本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):活性稀释剂0-80%,含氮多官能度丙烯酸酯树脂15-90%,光引发剂5-10%。

根据应用需要,上述活性稀释剂可为单官能团、双官能团和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或多种,包括但不仅限于此:乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

应用例1:本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):含氮多官能度丙烯酸酯树脂90%,光引发剂10%。

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

应用例2:本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):活性稀释剂10%,含氮多官能度丙烯酸酯树脂80%,光引发剂10%。

根据应用需要,上述活性稀释剂可为单官能团、双官能团和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或多种,包括但不仅限于此:乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

应用例3:本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):活性稀释剂70%,含氮多官能度丙烯酸酯树脂22%,光引发剂8%。

根据应用需要,上述活性稀释剂可为单官能团、双官能团和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或多种,包括但不仅限于此:乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

应用例4:本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、油墨、胶粘剂等各种光固化技术领域。示例性地,含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分(质量百分比):活性稀释剂29%,含氮多官能度丙烯酸酯树脂65%,光引发剂6%。

根据应用需要,上述活性稀释剂可为单官能团、双官能团和多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一种或多种,包括但不仅限于此:乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯,

上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷基氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、二苯甲酮/叔胺、蒽醌/叔胺、硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的任何一种或多种。

上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯、新戊二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。

将上述各组分混合均匀即可得到所述光固化组合物。

性能测试

按照以下方法将合成实施例1-8的样品按照质量百分比配成以下配方,

树脂:65 wt.%

单体:30 wt.%

光引发剂3-异丙基硫杂蒽酮(ITX):2 wt.%

光引发剂二苯甲酮(BP):1.5 wt.%

助引发剂N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB):1.5 wt.%

其中,

(1)NCO含量GB/T 18446-2009色漆和清漆用漆基.异氰酸酯树脂中二异氰酸酯单体的测定;

(2)涂覆基材马口铁板参照GB/T 9271-2008 《色漆和清漆 标准试板》制备。

(3)样板用30um的线棒涂布器在马口铁上涂布的方法进行制备

(4)涂膜固化条件:光固化强度a:300 mW/cm2 时间:60 s

a:光固化强度使用北京师范大学的紫外辐照计UV-A测试

(5)涂膜附着力按照GB/T 5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》

(6)涂膜柔韧性按照GB/T 6742-2007《色漆和清漆弯曲试验(圆柱轴)》进行测试;

(7)涂膜硬度按照GB/T 6739-2006《色漆和清漆.铅笔法测定漆膜硬度》进行测试;

(8)涂膜耐磨性使用RCA纸带磨耗试验机进行测试:在175g负荷下,分别进行200,300,400,500圈循环测试,观察涂膜是否磨破。

(9)对比样品为:沙多玛公司的CN966

本发明不限于上述实施例和应用例,凡与本发明构思相同的方案均落入本发明的保护范围。

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资源描述

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310494829.7 (22)申请日 2013.10.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104558596 A (43)申请公布日 2015.04.29 (73)专利权人 乐凯华光印刷科技有限公司 地址 河南省南阳市车站南路718号 (72)发明人 翟效平张涛李合成高峰 曹雷陈裕意张顺清 (74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公 司 41109 代理人 霍彦伟王晓丽 (51)Int.Cl. C08G 73/02(2006.01) C08G 73/。

2、04(2006.01) C07C 269/04(2006.01) C07C 271/12(2006.01) C09D 179/02(2006.01) C09D 4/02(2006.01) 审查员 李细珍 (54)发明名称 含氮多官能度丙烯酸酯树脂、 制备方法及其 应用 (57)摘要 本发明公开一种含氮多官能度丙烯酸酯树 脂、 制备方法及其应用, 其结构如下通式 (I) 所 示: g (I) 其中,(1) R1、 R2和R3各自独立地为氢或甲基, 条件是R1和R2不同时为甲基;(2) m=0或1, n为0- 16的整数, 优选n为1-10, 最优n为1-5; k=2或3; (3) 其中R4选自下。

3、列基团:、 、 、。 该树脂在光固化 应用中同时具有含氮树脂和多官能度树脂的优 点, 应用性能优异固化速度快、 固化后材料的耐 磨性、 柔韧性及硬度明显优于现有产品; 本发明 公开的树脂可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等 各种光固化领域中。 权利要求书3页 说明书11页 CN 104558596 B 2017.02.01 CN 104558596 B 1.一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂, 其结构如下通式(I)所示: 其中, (1)R1、 R2和R3各自独立地为氢或甲基, 条件是R1和R2不同时为甲基; (2)m0或1, n为0-16的整数, k2; (3)其中R4选自下列基团: 2.一种权利要。

4、求1所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 包括以下步骤: (1)将式(II)所示胺类化合物加入反应釜中, 然后在氮气气氛下加入式(III)所示环碳 酸酯类化合物, 其中环碳酸酯类化合物的物质的量与胺类化合物中氮原子的物质的量的比 为1:1; 加料完成后升温, 反应生成下式(IV)所示的中间产物, 反应温度为60-120, 反应结 束后, 降温; 权利要求书 1/3 页 2 CN 104558596 B 2 (2)向上述含有中间产物(IV)的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、 阻聚剂、 催化剂及 带水剂, 其中中间产物(IV)与丙烯酸的摩尔比为1:(n+1)(n+2); 加料完成后, 升温并。

5、在回 流状态下反应, 同时除去反应生成的水, 反应温度70-130, 反应时间为5-18h, 反应结束 后, 降温; (3)向反应釜中加入多异氰酸酯R4(NCO)k、 催化剂, 其中异氰酸酯基(-NCO)与残留羟基 的摩尔比为1:1; 反应温度为70-130, 通过二正丁胺法确定该步反应终点, 当NCO完全反 应完后, 降温; (4)向反应釜中加入水, 混合后静置分液; 取有机相, 除去溶剂和残余水后, 得到产物含 氮多官能度丙烯酸酯树脂(I)。 3.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 其特征在于: 所述步 骤(2)中阻聚剂的加入量是中间产物(IV)的物质的量的1-5; 。

6、催化剂的加入量是中间产 物(IV)的物质的量的1-8; 带水剂的加入量为中间产物(IV)与丙烯酸或甲基丙烯酸的 总物质的量10-200; 所述步骤(3)中催化剂的加入量是中间产物(IV)的物质的量的 1-8。 4.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 其特征在于: 上述步 骤中所述的阻聚剂为对苯二酚、 对羟基苯甲醚、 对苯醌、 2-叔丁基对苯二酚、 2,5-二叔丁基 对苯二酚、 硝基苯、 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼中的任一种。 5.根据权利要求2所述含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 其特征在于: 上述步骤 中所述带水剂为常用有机溶剂苯、 甲苯或环己烷中的任一种, 其。

7、加入量为中间产物(IV)与 丙烯酸或甲基丙烯酸的总物质的量。 6.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 其特征在于: 上述步 骤(2)中所述的催化剂为对甲苯磺酸、 浓硫酸、 强酸性离子交换树脂中的任一种, 上述步骤 (3)中所述的催化剂为草酸亚锡、 二月桂酸二丁基锡、 单丁基锡、 单丁基二羟基氯化锡、 强酸 权利要求书 2/3 页 3 CN 104558596 B 3 性离子交换树脂中的任一种。 7.根据权利要求2所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 其特征在于: 所述带 水剂是苯、 甲苯或环己烷中的任一种。 8.根据权利要求1所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用, 。

8、其特征在于: 含氮多官能 度丙烯酸酯用于光固化涂料、 油墨或胶粘剂光固化技术领域。 9.根据权利要求8所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用, 其特征在于: 含有含氮多 官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分: 活性稀释剂0-80, 含氮多官能度丙烯酸 酯树脂15-90, 光引发剂5-10, 将各组分混合均匀即可得到所述光固化组合物; 所述活性稀释剂为单官能团、 双官能团或者多官能团(甲基)丙烯酸酯单体中的任何一 种或至少两种; 所述光引发剂是苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟烷基苯 酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺或者樟脑醌/叔胺。

9、中的任何 一种或至少两种。 10.根据权利要求8或9所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的应用, 其特征在于: 所述活 性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三 羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 权利要求书 3/3 页 4 CN 104558596 B 4 含氮多官能度丙烯酸酯树脂、 制备方法及其应用 技术领域 0001 本发明属于感光高分子材料领域, 具体涉及一类含氮多官能度丙烯酸酯类树脂及 其制备方法和其在光固化组合物中的应用。 背景技术 0002 辐射固化是指在光 (包括紫外、 可见光) 或高能射线 (主要是电子束。

10、) 的作用下, 液 态的低聚物 (包括单体) 经过交联聚合而形成固态产物的过程。 辐射固化技术具有固化速度 快 (因而生产效率高) 、 少污染、 节能、 固化产物性能优异等优点, 是一种环境友好的绿色技 术。 任何一个光固化组合物都包括三种主要组分: 光引发剂, 单体和低聚物 (树脂) 。 0003 光固化体系中的树脂一般都含有可聚合官能团, 可以参加固化反应。 含有3个或3 个以上的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯光活性基团的树脂被称为多官能团树脂。 由于官能团含 量增加, 这些树脂与单官能团树脂相比, 具有以下特点:(1) 光固化速度快;(2) 固化产物硬 度大;(3) 由于多官能团单体一般分子量较。

11、大, 因此挥发性低;(4) 可以针对使用要求调节某 些性能, 如加快固化速度, 增加干膜的硬度及提高其耐刮性等。 0004 含氮丙烯酸酯类化合物, 如聚氨酯丙烯酸酯树脂, 是一种反应型预聚物, 其性能可 因构造的不同而在较大的范围内变化,是一类比较重要的光固化组分, 在光固化涂料、 油 墨、 胶黏剂等领域有着广泛的应用。 0005 由于常见的聚氨酯丙烯酸树脂分子中只含有三种化学结构的链段: 异氰酸酯形成 的氨基甲酸酯嵌段, 多元醇形成的主链和丙烯酸羟烷酯形成的链端。 其中主链的组成与结 构影响聚氨酯丙烯酸树脂的性能, 而其固化特性则取决于位于链端的丙烯酸酯。 但是由于 随着聚氨酯丙烯酸树脂分子。

12、量的增加, 固化膜的刚性会降低, 柔性及在溶剂中的溶胀性增 加; 反之, 交联密度增大, 涂膜脆性增加。 另外, 聚氨酯丙烯酸树脂分子中的官能团增加会增 加其交联密度和固化速率, 固化膜脆性增加。 0006 因此, 通过分子设计定向合成出同时具有高反应活性、 柔韧性与固化后高硬度的 聚氨酯丙烯酸酯具有重要意义。 发明内容 0007 本发明的目的在于解决现有技术中的问题, 提供一种含氮多官能度丙烯酸酯树 脂、 制备方法及其应用, 该树脂在光固化应用中同时具有含氮树脂和多官能度树脂的优点, 应用性能优异固化速度快、 固化后材料的耐磨性、 柔韧性及硬度明显优于现有产品; 本发明 公开的树脂可用于光固。

13、化涂料、 油墨、 胶粘剂等各种光固化领域中。 0008 本发明中的含氮多官能度丙烯酸酯树脂, 其结构如下通式 (I) 所示: 说明书 1/11 页 5 CN 104558596 B 5 0009(I) 0010 其中, 0011 (1) R1、 R2和R3各自独立地为氢或甲基, 条件是R1和R2不同时为甲基; 0012 (2) m=0或1, n为0-16的整数, k=2或3。 0013 (3) 其中R4选自下列基团: 0014、 、。 0015 本发明所述的含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 包括以下步骤: 0016 (1) 将式 (II) 所示胺类化合物加入反应釜中, 然后在氮气气氛下加入。

14、式 (III) 所示 环碳酸酯类化合物, 其中环碳酸酯类化合物与胺类化合物中氮原子的摩尔比为1:1; 加料完 成后升温, 反应生成下式 (IV) 所示的中间产物, 反应温度为60-120oC, 反应结束后, 降温; 0017 (II) 0018 (III) 说明书 2/11 页 6 CN 104558596 B 6 0019 (IV) 0020 (2) 向上述含有中间产物 (IV) 的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、 阻聚剂、 催化 剂及带水剂, 其中中间产物 (IV) 中的羟基与丙烯酸的摩尔比为1:n+1-n+2; 加料完成后, 升 温并在回流状态下反应, 同时除去反应生成的水, 反应温度7。

15、0-130oC, 反应时间为5-18h, 反应结束后, 降温; 0021 (3) 向反应釜中加入多异氰酸酯R4(NCO)k、 催化剂及阻聚剂, 其中残留羟基与异氰 酸酯基 (-NCO) 的摩尔比为1:1; 反应温度为70-130oC, 通过二正丁胺法确定该步反应终点, 当NCO完全反应完后, 降温; 0022 (4) 向反应釜中加入水, 混合后静置分液; 取有机相, 除去溶剂和残余水后, 得到产 物含氮多官能度丙烯酸酯树脂 (I) 。 0023 上述带水剂为常用有机溶剂, 如苯、 甲苯、 环己烷等。 优选为甲苯、 环己烷, 加入量 为10200%。 0024 上述步骤中所述的阻聚剂为对苯二酚、。

16、 对羟基苯甲醚、 对苯醌、 2-叔丁基对苯二 酚、 2,5-二叔丁基对苯二酚、 硝基苯、 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼等, 优选对羟基苯甲醚、 对 苯二酚、 2-叔丁基对苯二酚, 其加入量为15%。 0025 上述步骤中所述的催化剂为对甲苯磺酸、 浓硫酸、 草酸亚锡、 二月桂酸二丁基锡、 单丁基锡、 单丁基二羟基氯化锡、 强酸性离子交换树脂等, 优选为对甲苯磺酸、 二月桂酸二 丁基锡, 其加入量为18%。 0026 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各种光固化 技术领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组分 (质量 百分比) : 。

17、0027 活性稀释剂0-80% 0028 含氮多官能度丙烯酸酯树脂15-90% 0029 光引发剂5-10% 0030 根据应用需要, 上述活性稀释剂可为单官能团、 双官能团和多官能团 (甲基) 丙烯 酸酯单体中的任何一种或多种, 包括但不仅限于此: 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二 醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯, 0031 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种或多种。 0032 将上述各。

18、组分混合均匀即可得到所述光固化组合物。 0033 与现有技术相比较, 本发明具有以下有益效果: 说明书 3/11 页 7 CN 104558596 B 7 0034 本发明提供的这类新型含氮多官能度丙烯酸酯树脂光聚合反应活性高, 可以增加 固化涂层的柔顺性、 降低应力收缩和改善附着力, 应用性能优异, 明显优于现有的同类产 品; 同时制备方法具有转化率高、 反应条件温和、 副反应少、 产品分离纯化容易等优势。 具体实施方式 0035 一种含氮多官能度丙烯酸酯树脂, 其结构如下通式 (I) 所示: 0036(I) 0037 其中, 0038 (1) R1、 R2和R3各自独立地为氢或甲基, 条件。

19、是R1和R2不同时为甲基; 0039 (2) m=0或1, n为0-16的整数, 优选n为1-10, 最优n为1-5; k=2或3; 0040 (3) 其中R4选自下列基团: 0041、 、。 0042 上述含氮多官能度丙烯酸酯树脂的制备方法, 包括以下步骤: 0043 (1) 将式 (II) 所示胺类化合物加入反应釜中, 然后在氮气气氛下加入式 (III) 所示 环碳酸酯类化合物, 其中环碳酸酯类化合物的物质的量与胺类化合物中氮原子的物质的量 的比为1:1; 加料完成后升温, 反应生成下式 (IV) 所示的中间产物, 反应温度为60-120oC, 优 选70-98oC, 反应结束后, 降温;。

20、 0044 (II) 说明书 4/11 页 8 CN 104558596 B 8 0045 (III) 0046 (IV) 0047 式II中n为0-16的整数, 优选n为1-10, 最优1-5; 式III中R1、 R2和R3各自独立地为氢 或甲基, 条件是R1和R2不同时为甲基; 式III中m=0或1, 式IV中n与式I中的一样, m与式III中 一样。 0048 (2) 向上述含有中间产物 (IV) 的反应釜中加入丙烯酸或甲基丙烯酸、 阻聚剂、 催化 剂及带水剂, 其中中间产物 (IV) 中与丙烯酸的摩尔比为1: (n+1) - (n+2) ; 加料完成后, 升温 并在回流状态下反应, 同。

21、时除去反应生成的水, 反应温度70-130oC, 优选反应温度是78- 85oC, 反应时间为5-18h, 优选反应时间是5-10h, 反应结束后, 降温; 0049 (3) 向反应釜中加入多异氰酸酯R4(NCO)k、 催化剂, 其中异氰酸酯基 (-NCO) 与残留 羟基的摩尔比为1:1; 反应温度为70oC-130oC, 优选70-90oC, 通过二正丁胺法确定该步反应 终点, 当NCO完全反应完后, 降温; 0050 (4) 向反应釜中加入水, 混合后静置分液; 取有机相, 除去溶剂和残余水后, 得到产 物含氮多官能度丙烯酸酯树脂(I)。 0051 以下实施例中的 “份” 指的是 “摩尔份。

22、数” 。 0052 实施例1 0053 将100份二乙烯三胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加300份碳酸乙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征吸 收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0054 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份环己烷及200份丙。

23、烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流, 通 过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应时 间约5小时, 降温。 0055 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 50份己二异氰酸酯 (HDI) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温至80oC,搅 说明书 5/11 页 9 CN 104558596 B 9 拌半小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0056 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时后 静置分液。。

24、 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯酸 酯树脂。 0057 实施例2 0058 将100份三乙烯四胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加400份碳酸乙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0059 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反。

25、应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份环己烷及300份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应 时间约5小时, 降温。 0060 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 50份二苯甲烷二异氰酸酯 (MDI) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温到 80oC搅拌1小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0061 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合。

26、物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0062 实施例3 0063 将100份四乙烯五胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加500份碳酸丙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0064 待反应釜温度降至。

27、40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份甲苯及400份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至100-110oC回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应 时间约5小时, 降温。 0065 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 50份甲苯二异氰酸酯 (TDI) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温到80oC 搅拌1小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0066 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加30。

28、0份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0067 实施例4 0068 将100份五乙烯六胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 说明书 6/11 页 10 CN 104558596 B 10 钟后, 慢慢添加600份碳酸乙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸。

29、收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0069 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份环己烷及500份甲基丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC 回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化 反应时间约6.5小时, 降温。 0070 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 50份异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温 到80oC, 搅拌1小时后测残余NCO值。

30、, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0071 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0072 实施例5 0073 将100份六乙烯七胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加700份碳酸乙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 。

31、当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0074 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份环己烷及650份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应 时间约5小时, 降温。 0075 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 25份己二异氰酸酯 (HDI) , 小心保持反应釜温度不超过50,。 滴加完后, 缓慢升温至80, 搅拌半小时后测。

32、残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0076 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0077 实施例6 0078 将100份二乙烯三胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加300份碳酸乙烯酯, 同时保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外。

33、监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0079 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的2-叔丁基对苯二酚、 3份对 甲基苯磺酸、 500份环己烷及180份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC 回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化 反应时间约5小时, 降温。 说明书 7/11 页 11 CN 104558596 B 11 0080 待反应釜温度降至40,以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 60份二苯甲烷二异氰酸酯 (MD。

34、I) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温至 80oC,搅拌半小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0081 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0082 实施例7 0083 将100份三乙烯四胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加400份碳酸乙烯酯, 同时保持反应。

35、釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0084 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份浓硫 酸、 500份环己烷及250份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流, 通过 环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应时间 约5小时, 降温。 0085 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 75份甲苯二。

36、异氰酸酯 (TDI) , 小心保持反应釜温度不超过50。 滴加完后, 缓慢升温至80, 搅拌半小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0086 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0087 实施例8 0088 将100份四乙烯五胺加入5L的双层玻璃反应釜中, 该反应釜装有机械搅拌器、 温度 计、 取样口、 气体入口、 恒压滴液漏斗、 分水器、 真空接头和真空夹套冷凝柱。 通入氮气10分 钟后, 慢慢添加500份碳酸乙烯酯, 同时。

37、保持反应釜在氮气气氛下且温度不超过50oC。 加料 完成后, 将反应釜温度缓慢升到80oC。 通过红外监测反应, 当1805cm-1处环碳酸酯的特征 吸收峰完全消失后, 继续反应0.5小时后完成反应, 降温。 0089 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入2份的对羟基苯甲醚、 3份对甲基 苯磺酸、 500份环己烷及440份丙烯酸。 加料完成后, 将反应釜温度缓慢升至78-85oC回流, 通过环己烷及分水器将反应生成的水移走。 继续该反应至生成的水达到计量数。 酯化反应 时间约5小时, 降温。 0090 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内加入1份的二月桂酸二丁基锡, 滴加 。

38、30份异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI) , 小心保持反应釜温度不超过50oC。 滴加完后, 缓慢升温 至80oC,搅拌半小时后测残余NCO值, 待NCO值降低到0.01%后降温。 0091 待反应釜温度降至40oC以下时, 向反应釜内添加300份水, 搅拌该混合物半小时 后静置分液。 将有机相分出后, 在真空下除去溶剂和残余的水, 得到透明、 略带黄色的丙烯 酸酯树脂。 0092 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各种光固化 说明书 8/11 页 12 CN 104558596 B 12 技术领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下组。

39、分 (质量 百分比) : 活性稀释剂0-80%, 含氮多官能度丙烯酸酯树脂15-90%, 光引发剂5-10%。 0093 根据应用需要, 上述活性稀释剂可为单官能团、 双官能团和多官能团 (甲基) 丙烯 酸酯单体中的任何一种或多种, 包括但不仅限于此: 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二 醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯, 0094 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种或多种。 0095 上述活。

40、性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二 醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 0096 应用例1: 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各 种光固化技术领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下 组分 (质量百分比) : 含氮多官能度丙烯酸酯树脂90%, 光引发剂10%。 0097 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种。

41、或多种。 0098 上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二 醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 0099 应用例2: 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各 种光固化技术领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下 组分 (质量百分比) : 活性稀释剂10%, 含氮多官能度丙烯酸酯树脂80%, 光引发剂10%。 0100 根据应用需要, 上述活性稀释剂可为单官能团、 双官能团和多官能团 (甲基) 丙烯 酸酯单体中的任何一种或多种, 包括但不仅限于此: 乙氧。

42、基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二 醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯, 0101 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种或多种。 0102 上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二 醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 0103 应用例3: 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各 种光固化技术。

43、领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下 组分 (质量百分比) : 活性稀释剂70%, 含氮多官能度丙烯酸酯树脂22%, 光引发剂8%。 0104 根据应用需要, 上述活性稀释剂可为单官能团、 双官能团和多官能团 (甲基) 丙烯 酸酯单体中的任何一种或多种, 包括但不仅限于此: 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二 醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯, 0105 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔。

44、胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种或多种。 0106 上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二 说明书 9/11 页 13 CN 104558596 B 13 醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 0107 应用例4: 本发明的含氮多官能度丙烯酸酯可用于光固化涂料、 油墨、 胶粘剂等各 种光固化技术领域。 示例性地, 含有上述含氮多官能度丙烯酸酯的光固化组合物含有以下 组分 (质量百分比) : 活性稀释剂29%, 含氮多官能度丙烯酸酯树脂65%, 光引发剂6%。 0108 根据应用需要, 上述活性稀释剂可为单官能团、。

45、 双官能团和多官能团 (甲基) 丙烯 酸酯单体中的任何一种或多种, 包括但不仅限于此: 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二 醇双丙烯酸酯、 新戊二醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯, 0109 上述光引发剂可选自苯偶姻及其衍生物、 苯偶酰衍生物、 二烷基氧基苯乙酮、 -羟 烷基苯酮、 -胺烷基苯酮、 二苯甲酮/叔胺、 蒽醌/叔胺、 硫杂蒽酮/叔胺和樟脑醌/叔胺中的 任何一种或多种。 0110 上述活性稀释剂是乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 新戊二 醇双丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的任一种或至少两种。 0111 。

46、将上述各组分混合均匀即可得到所述光固化组合物。 0112 性能测试 0113 按照以下方法将合成实施例1-8的样品按照质量百分比配成以下配方, 0114 树脂: 65wt.% 0115 单体: 30wt.% 0116 光引发剂3-异丙基硫杂蒽酮 (ITX) : 2wt.% 0117 光引发剂二苯甲酮 (BP) : 1.5wt.% 0118 助引发剂N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯 (EDAB) : 1.5wt.% 0119 其中, 0120 (1) NCO含量GB/T18446-2009色漆和清漆用漆基.异氰酸酯树脂中二异氰酸酯单 体的测定; 0121 (2) 涂覆基材马口铁板参照GB/T9271-。

47、2008 色漆和清漆标准试板 制备。 0122 (3) 样板用30um的线棒涂布器在马口铁上涂布的方法进行制备 0123 (4) 涂膜固化条件: 光固化强度a: 300mW/cm2时间: 60s 0124 a: 光固化强度使用北京师范大学的紫外辐照计UV-A测试 0125 (5) 涂膜附着力按照GB/T5210-2006 色漆和清漆拉开法附着力试验 0126 (6) 涂膜柔韧性按照GB/T6742-2007 色漆和清漆弯曲试验(圆柱轴) 进行测试; 0127 (7) 涂膜硬度按照GB/T6739-2006 色漆和清漆.铅笔法测定漆膜硬度 进行测试; 0128 (8) 涂膜耐磨性使用RCA纸带磨耗试验机进行测试: 在175g负荷下,分别进行200, 300,400,500圈循环测试, 观察涂膜是否磨破。 0129 (9) 对比样品为: 沙多玛公司的CN966 说明书 10/11 页 14 CN 104558596 B 14 0130 0131 本发明不限于上述实施例和应用例, 凡与本发明构思相同的方案均落入本发明的 保护范围。 说明书 11/11 页 15 CN 104558596 B 15 。

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