[发明专利]一种全生物基热固性树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全生物基热固性树脂，按质量百分比计，包括如下组分：邻苯二酚衍生物10‑60％、生物基丙烯酸酯和/或生物基衣康酸酯10‑60％、环氧化合物0‑40％和复合光引发剂1‑10％；其中，复合光引发剂由自由基光引发剂和阳离子光引发剂按质量比(1‑9)：(1‑9)组成。本发明全生物基热固性树脂的三种主要的固化原料均可为生物基材料，从而可以有效节约石油资源，其固化后形成的光固化膜具有极高的交联度和良好的力学性能，同时其附着力高，柔韧性、耐热性、耐酸碱性和耐沸水性好，可广泛应用于UV固化涂料、UV固化油墨、UV固化胶黏剂、和3D打印等领域。

技术领域

本发明属于UV固化材料技术领域，具体涉及一种全生物基热固性树脂及其制备方法和应用。

背景技术

热固性树脂是一种高分子聚合物材料，分子链通过化学交联在一起，形成一个刚性的三维网络结构，具有高强度、耐热性好、电性能优良、抗腐蚀、耐老化、尺寸稳定性好等优良的综合性能。热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，但其柔韧性很差，性脆。传统热固性树脂是一种石油基材料，其原材料主要来自石化资源，在资源危机日益严重、环境问题日趋严峻的形势下，石油基高分子材料的发展面临着新的挑战，开发新型生物基材料迫在眉睫。

植物油脂是一种可再生资源，其分子结构上的双键可以直接聚合或者转化为环氧基进行聚合，还可以利用植物油中的双键、羟基、酯基等活性基团，通过化学转化，将其转化为高活性的聚合单体。因此植物油具备构建聚合物材料体系的结构基础，是大规模合成和制备生物基材料的理想替代资源。但是植物油中的双键和羟基均位于脂肪酸链段的中间部位，其化学反应空间位阻较大，因此反应活性较低，这在极大程度上限制了其应用范围，尤其是在需要高效快速聚合的领域中。紫外光固化技术是快速合成聚合物的一种最有效的方法，其聚合反应可以在分秒之间完成。因具有能量利用率高、溶剂排放少、固化速度快、生产效率高、涂层性能好等五大技术优势，紫外光固化技术在高分子材料领域获得了快速的发展。但是，众所周知，传统的自由基紫外光固化技术因单纯依靠双键一种官能团发生自由基聚合固化成膜，其同时还存在氧阻聚效应、体积收缩效应、固化深度受限、光线穿透受限等四大技术壁垒，从而在一定程度上限制了其发展。而阳离子光固化体系虽然可以克服以上缺陷，但是其存在着价格昂贵、固化膜脆性大等缺陷。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种全生物基热固性树脂，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的另一目的在于提供上述全生物基热固性树脂的制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的再一目的在于提供上述全生物基热固性树脂在UV固化涂料、UV固化油墨、UV固化胶黏剂、3D打印领域中的应用，以解决上述技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种全生物基热固性树脂，其主要由邻苯二酚衍生物、生物基丙烯酸酯和/或生物基衣康酸酯、环氧化合物和复合光引发剂组成，其中，复合光引发剂为由自由基光引发剂和阳离子光引发剂组成的混合物。按质量百分比计，本发明全生物基热固性树脂包括如下组分：邻苯二酚衍生物10-60％、生物基丙烯酸酯和/或生物基衣康酸酯10-60％、环氧化合物0-40％和复合光引发剂1-10％。

在一些实施方式中，复合光引发剂可以由自由基光引发剂和阳离子光引发剂按质量比(1-9)：(1-9)组成。