[发明专利]一种可紫外光固化的组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种可紫外光固化的组合物及其制备方法，该组合物可广泛用于光固化涂料、胶粘剂、密封材料和表面涂装。

背景技术

紫外光固化聚合技术已经在众多领域得到应用，如印刷罩光用在木器、纸张、金属和塑料上，起到装饰和保护作用；在电子信息领域中用于光纤、光盘、电子线路板制造等。但现有技术中的光固化组合物通常采用线型聚合物作为活性预聚物。

超支化聚合物具有低粘度、高反应活性、较高的溶解度和良好的相容性等特点。这种聚合物在光固化树脂应用中有特别的意义，由于分子中可提供很多端基官能团，而且官能团可以是多样的及其特殊的分子形态，不容易发生分子链的缠结。与相近分子量的线型聚合物比较，同样浓度下的粘度要低得多，能改善可固化树脂得流动性；而其在溶剂中较大的溶解度可以减少溶剂的用量，降低成本，减少排放。同时，其众多的端基官能团可用于不同目标的改性，也使得树脂具有较好的附着力。

因此，超支化聚合物无疑是很有潜力的紫外光固化树脂，现已研究过各种不同结构的超支化聚合物，大都可以应用于光固化树脂中或通过端基改性后应用于其中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固化性能优良、合成方便的紫外光固化的组合物及其制备方法。

本发明采用开环多支化聚合物反应(ring-opening multibranching polymerization)合成了端基多羟基化的超支化聚醚预聚物，并在此化合物的基础上利用端基修饰引入了可光交联的环氧基团。通过与活性稀释剂、聚合引发剂和流平剂按一定的重量比例均匀地混合，涂膜后用紫外光照射一定时间即可固化成膜。

本发明提供的紫外光固化组合物，各组分按重量百分比计为：

a.超支化环氧预聚物    40～60％

b.活性稀释单体        20～45％

c.光聚合引发剂        0.5～10％

d.流平剂              1～10％

其中超支化环氧预聚物的分子结构如下：

其中，超支化聚醚为主体结构，而端基带有可光交联的环氧基团；

其中，R为C_nH_2n+1(n＝1～4)的烷基或芳基基团；

超支化环氧预聚物的分子量为1000～10000g/mol。

组合物中所用的光聚合引发剂是[4-(2-羟基-3-丁氧基-1-丙氧基)苯基]苯碘鎓-六氟锑酸盐、环戊二烯基-铁-二苯醚]六氟磷酸盐、三苯基硫鎓六氟锑酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐的一种或其混合物；

组合物中所用的活性稀释剂为带一个环氧基团的酯、带两环氧基团的酯和带大于3个环氧基团的酯组成，其中，带一个环氧基团的酯用量为10-20％，带两个环氧基团的酯的用量为5-15％，带3个环氧基团的酯的用量为5-10％，三者总量为20-45％；其中的百分数表示组成活性稀释剂的三种成份在组合物中的重量百分比。

本发明还提供上述给我的制备方法，其步骤如下：

(1)超支化环氧预聚物的制备，首先是在碱性催化条件下采用开环多支化聚合物反应由1份三醇分子和n份(n＝1～10)1-羟基-2，3-环氧丙烷(环氧丙醇)反应得到超支化聚醚，再将环氧化引入超支化聚醚的末端得到具有紫外光交联/固化作用的超支化环氧预聚物。

(2)组合物的制备：将上述超支化环氧预聚物与活性稀释剂、光聚合引发剂和流闰剂按重量比例均匀地混合即可。

由本发明制备的光固化组合物，固化性能好，制备工艺简单，成本低。

具体实施方式

为了更好地理解本发明专利的内容，下面通过具体的实例和图例来进一步说明本发明的技术方案。

实例按以下步骤进行：

实施例1、超支化聚醚预聚物的合成

采用机械搅拌，在氩气氛围下，在反应釜中加入三醇分子和10％摩尔比的甲醇钾溶液(市售的3.7mol/L的甲醇钾甲醇溶液)。加热蒸馏除去甲醇溶剂，并使得反应物处于熔体状态。在95℃下，12小时内缓慢加入n份(n＝1～10)1-羟基-2，3-环氧丙烷(加入量决定超支化聚合物的支化度)。反应完成后，将产物溶于甲醇中，采用阳离子交换树脂过滤以将溶液从碱性调回中性。在丙酮中沉降两次后，在真空烘箱内80℃干燥15小时，得到的多羟基聚醚为无色的、高粘性液体。产率随环氧丙醇的加入量不同在80～95％之间。

实施例2、超支化聚丙烯酸酯预聚物的合成