[发明专利]一种多官能度环氧植物油基丙烯酸酯及其制备方法和应用

说明书

本申请公开一种多官能度环氧植物油基丙烯酸酯及其制备方法和应用，采用环氧植物油与衣康酸和衣康酸单丁酯进行开环反应制备出具有脂肪酸长链的环氧植物油丙烯酸酯，然后再用衣康酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制备衣康酸丙烯酸酯；再通过将环氧植物油丙烯酸酯与衣康酸丙烯酸酯混合制备生物质光固化膜。能有效地将生物质植物油引用于光固化涂料中，降低了石油基原料的使用；选择衣康酸或衣康酸单丁酯代替来源于石油产物的甲基丙烯酸，增加生物质在光固化涂料中的应用，且上述两者均含有活性双键，能有效代替石油基类甲基丙烯酸进行光固化作用，同时还能提高光固化膜的柔韧性和拉伸强度等相关性能。

技术领域

本发明属于UV固化材料领域，具体涉及一种多官能度环氧植物油基丙烯酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

环氧丙烯酸酯一般是由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸在催化剂的作用下经过开环反应制得。环氧丙烯酸酯因为其含有较多的羟基，有利于附着于极性基材和颜料的润湿，且环氧丙烯酸酯也有较快的固化速度，在目前，环氧丙烯酸酯在光固化涂料中是应用最为广泛，含量最大的一类原材料。然而，到目前为止，光固化涂料中的环氧丙烯酸酯大多来源于石油产物；由于石油资源短缺，极大限制了环氧丙烯酸酯在光固化涂料中的使用，而且，石油基类环氧丙烯酸酯有较差的生物可降解性，在一定程度上破坏生态环境。

在生物基类环氧丙烯酸酯中，大多是利用含有不饱和双键的生物质油脂类、生物质羧酸或者生物质醇类物质进行环氧化作用，然后再利用环氧基团与丙烯酸或者甲基丙烯酸经过开环反应制得生物质类环氧丙烯酸酯，然而，(甲基)丙烯酸主要来自于石油产物，且其具有较强的挥发性，对人体有较大的伤害。如何采用可再生，环保健康的材料制备环氧丙烯酸酯是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种多官能度环氧植物油基丙烯酸酯的制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种多官能度环氧植物油基丙烯酸酯的制备方法，包括如下步骤：

(1)在带有温度计的三口烧瓶中加入环氧植物油、衣康酸、催化剂和阻聚剂，在70～90℃下于搅拌机中搅拌0.5～1h，然后升温至110～130℃继续反应0.5～1h，缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续反应1～2h，得到环氧植物油丙烯酸酯M₁。

优选的，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,5-二叔丁基对甲苯酚、对甲氧基苯酚、2-叔丁基对苯二酚或对苯醌中的至少一种。

优选地，所述催化剂为N,N-二甲基苯胺、三乙胺、四乙基溴化铵、三苯基膦、三甲基苄基溴化铵或N,N-二甲基苄铵中的至少一种。

优选的，所述环氧植物油与所述衣康酸的摩尔比为1：(3～3.30)。

优选的，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯与所述衣康酸的摩尔比为1：(1～1.30)。

优选的，所述催化剂含量为所述环氧植物油、所述衣康酸和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯三者总重量的0.5％～2％。

优选的，所述阻聚剂的含量为所述甲基丙烯酸缩水甘油酯与所述衣康酸总重量的0.01％～1％。

(2)在带有温度计的三口烧瓶中加入环氧植物油、衣康酸、衣康酸单丁酯、催化剂和阻聚剂，在70～90℃下于搅拌机中搅拌0.5～1h，然后升温至110～130℃继续反应1～3h，得到环氧植物油丙烯酸酯M₂。

优选的，所述环氧植物油、所述衣康酸和所述衣康酸单丁酯的摩尔比为1：(0.5～1)：(1～2)。

优选的，所述催化剂含量为环氧植物油、衣康酸和衣康酸单丁酯三者总重量的0.5％～2％。

优选的，所述阻聚剂的含量为衣康酸单丁酯与衣康酸两者总重量的0.01％～1％。