[发明专利]二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于环境友好感光高分子化合物合成技术领域，涉及一种可紫外光固化的磷酸酯类丙烯酸酯的合成方法，特别涉及一种金属玻璃附着力促进剂二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯及其合成方法。 

背景技术

紫外光固化涂料与传统涂料相比，不含任何有机溶剂或惰性稀释剂，固化时不需加热，具有环境友好、能耗低、效率高、化学稳定性好、适用性好等特点，是一种业内人士广泛赞同的“5E”涂料(Economy，Efficiency，Ecology，Energy-saving，Enabling)，已广泛应用于各个领域。随着各种光敏涂料的开发应用，紫外光固化涂料配方设计的关键之一便是如何提高其与各种基材的附着力，因为良好的附着力是涂膜获得良好加工性能、耐介质性能及户外耐候性能的前提。所以如何通过提高涂料的附着力来提高涂膜的性质是我们大家所关注的问题。一般情况下是通过添加各种附着力促进剂来改善其附着力。磷酸酯类丙烯酸酯因含有羟基等官能团能与金属、玻璃等基材表面形成较强的化学键合而获得良好的附着力以及具有的C=C双键官能团能较好地应付光固化时的体积收缩性及收缩内应力等问题，同时在通用的（甲基）丙烯酸活性单体及（甲基）丙烯酸树脂中有很好的溶解性，是一种性能良好的光固化涂料附着力促进剂，对明显提高涂料对金属、玻璃等基材的附着力，且分子中含有四官能团，光固化速度快。 

目前国内外的文献报道了几种磷酸酯类丙烯酸酯的合成方法，一是以三氯化磷为磷酸酯化试剂与甲基丙烯酸羟乙酯反应先生成亚磷酸酯，再经氧化变成磷酸酯，最后经水解脱氯可得纯度大于90%的双酯。此方法生产的磷酸酯具有双酯含量高、酸值低，所得产物质量好，但上述方法存在以下几个问题，第一：生产工艺过程多、收率低，生产成本过高，第二：反应中有大量副产物HCl产生，污染大，需要对其进行后处理，第三：三氯化磷是发烟液体，其气体有毒、有刺激性和强腐蚀性，生产条件苛刻。另外几种合成方法是以三氯氧磷、五氧化二磷、聚磷酸、焦磷酸等为磷酸酯化试剂与甲基丙烯酸羟乙酯进行酯化反应，但所得产物都存在C=C双键官能团含量低，酸值高，在树脂光固化过程中存在光固化速度慢及树脂的耐受性受到影响。 

发明内容

本发明的目的是提供一种以五氧化二磷为磷酸酯化试剂、生产工艺简单、无副产物排放、C=C双键官能团含量高、酸值低、附着力好的磷酸酯类丙烯酸酯及其合成方法。 

本发明实施例第一个目的是提供一种二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯，其分子结构式如下： 

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本发明实施例的另一个目的是提供一种上述二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯的合成方法：在装有冷却和加热装置、机械搅拌的反应釜中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，在快速搅拌及催化剂和阻聚剂存在条件下与甲基丙烯酸进行开环加成反应生成二甲基丙烯酸甘油酯；二甲基丙烯酸甘油酯与催加坡讯社五氧化二磷进行酯化反应生成二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯。 

进一步，在快速搅拌及催化剂和阻聚剂存在条件下甲基丙烯酸缩水甘油酯与甲基丙烯酸进行开环加成反应生成二甲基丙烯酸甘油酯；甲基丙烯酸缩水甘油酯与甲基丙烯酸开环加成反应的质量比为1:0.5~0.6；开环加成反应的温度为20~100℃，开环加成反应的时间为1~12小时。 

进一步，开环加成反应的催化剂为对甲基苯磺酸、三苯基膦、三苯基氧膦、六次甲基四胺、四甲基溴化铵、四丁基溴化铵、N,N-二甲基苄胺、三氟化硼乙醚络合物，活性铬(Ⅲ)络合物。催化剂用量为反应物总质量的0.3~1.0%。 

进一步，开环加成反应的阻聚剂是对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、氯化铁。阻聚剂用量为反应物总质量的0.08~0.3%。 

进一步，二甲基丙烯酸甘油酯与五氧化二磷进行酯化反应，二甲基丙烯酸甘油酯与五氧化二磷进行酯化反应的质量比1:0.15~0.30，酯化反应温度为10~90℃, 酯化反应时间为1~8小时。 

本发明采用的合成方法具有工艺简单，环境友好，制取的目的产物具有黏度低、C=C双键官能团含量高、酸值低、附着力强、颜色浅，可广泛应用在金属、玻璃等基材上，改善紫外光固化涂料的附着力、固化速度及树脂耐受性能等。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明实施例的目的是提供了一种二甲基丙烯酸甘油酯磷酸酯，其分子结构式如下：