[发明专利]一种环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于辐射固化涂料、油墨、3D打印树脂等领域，具体涉及一种环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂及其制备方法和应用。

背景技术

光固化 (又称光聚合)技术是利用紫外光或可见光引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态物质的过程，该技术具有高效、适应性、经济、节能和环境友好的特点，近年来发展势头十分迅猛。光固化体系包括三种主要成分：低聚物；单体，又称活性稀释剂；光引发剂。其中，活性稀释剂通常是一类粘度低、分子量小、含有可聚合官能团的小分子。

腰果酚是天然可再生资源腰果壳液的主要成分，因含有刚性的苯环结构和不饱和脂肪软段结构，使得其具有很大的改性空间，而且来源广泛、价格低廉，同时具有较高的反应活性。以生物质基资源腰果酚衍生物替代传统的石油基稀释剂，将生物基资源与光固化相结合，不仅降低成本、减少环境污染，具有节约石油资源和保护环境的双重功效。环氧腰果酚基丙烯酸酯作为光固化树脂的稀释剂，不仅降低了固化体系的黏度，参与聚合物的交联，且有效地减少了体积收缩率，有利于推动涂料行业向更加环保、可持续的方向发展，对于节约石化资源、保护环境等都具有重大意义。

发明内容

解决的技术问题：针对石油资源的日益减少以及环保要求，本发明提供了一种环氧腰果酚基稀释剂及其制备方法和应用，不仅降低了体系的黏度，也有效地减小了体积收缩率。且合成工艺简单，生产成本低，质量稳定。

技术方案：一种环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂的制备方法，制备步骤为：在腰果酚基丙烯酸酯中加入有机溶剂、占腰果酚基丙烯酸酯1-3wt.%的催化剂和占腰果酚基丙烯酸酯10-40 wt.%的有机酸，将温度升至20-90℃，加入腰果酚基丙烯酸酯质量0.8-3倍的过氧源，加完后反应3-13小时，得到环氧腰果酚基丙烯酸酯粗品，反应结束后移至分液漏斗中，静置分层后保留有机层，再用饱和碳酸氢钠水溶液和超纯水清洗至中性，再用无水硫酸钠干燥静置一夜，过滤后旋蒸除去溶剂得到最终产品。

上述有机溶剂为甲苯、二甲苯、正已烷、正辛烷或四氢呋喃中的至少一种，加入量为腰果酚基丙烯酸酯体积的1/2。

上述催化剂为阳离子交换树脂、对甲苯磺酸或浓硫酸中的至少一种，用量占腰果酚基丙烯酸酯质量的2wt.%。

上述有机酸为甲酸或乙酸，用量占腰果酚基丙烯酸酯质量的20 wt.%。

上述过氧源为双氧水，双氧水的浓度为30wt.%-50wt.%

上述饱和碳酸氢钠水溶液温度在30-70℃，超纯水在40-80℃。

上述方法制备而得的环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂。

环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂在制备光固化树脂、涂料、油墨或3D打印材料中的应用。

制备光固化树脂的步骤为：将占反应物总质量≤50%的环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂，与蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯光固化树脂，以及占反应物总质量1%-4%光引发剂进行混合，充分搅拌后超声分散，浇注或涂膜成型，得到高生物质含量的光固化树脂。

上述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮、二苯甲酮、安息香二甲醚、氯化二苯甲酮中的至少一种。

有益效果：本发明的环氧腰果酚基丙烯酸酯稀释剂具有稀释、降低体系黏度的作用，且参与交联成膜，有效地降低了有机物的挥发，提高了涂料的固体成分，同时还降低了体积收缩率。合成工艺简单，产品质量稳定，便于大规模生产应用。

附图说明

图1为腰果酚丙烯酸酯、环氧腰果酚基丙烯酸酯的FT-IR谱图；

图2为腰果酚丙烯酸酯、环氧腰果酚基丙烯酸酯的的¹H-NMR谱图；

图3为不同含量环氧化腰果酚丙烯酸酯的体积收缩率图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围，所有原料均为市售工业级产品。

实施例1