一种增强型含氟硅中间体紫外光固化丙烯酸树脂涂料及其制备

摘要

本发明制备了一种紫外光固化含氟的硅中间体，在树脂合成的后期加入到紫外光固化丙烯酸树脂反应中改性树脂成膜的强度。该中间体不会影响树脂固化成膜的效果，具有较好的稳定性，并且能较明显地提高树脂固化成膜的强度。

权利要求

1.一种丙烯酸紫外光固化树脂涂料，其特征在于，各组分的质量含量如下：紫外光固化丙烯酸树脂               85％～95％含氟硅中间体                       5～10％光引发剂                           0.5～1％含氟硅改性中间体中反应物各组分的质量含量：

硅烷偶联剂                         18％～25％多氟单元醇                         70～80％催化剂                             0.01～0.05％所述的硅烷偶联剂选自甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷中的一种或两种,多氟单元醇选自十三氟辛醇。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸紫外光固化树脂涂料，其特征在于，所述的紫外光固化树脂选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸紫外光固化树脂涂料，其特征在于，所述催化剂为浓度为98％以上的浓硫酸。

4.根据权利要求1所述的丙烯酸紫外光固化树脂涂料，其特征在于，所述含氟硅中间体的制备方法为：将硅烷偶联剂与多氟单元醇加入反应釜中搅拌，控温30～40℃，加入催化剂，持续控温

30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料。

5.根据权利要求1所述的丙烯酸紫外光固化树脂涂料，其特征在于，将合成的含氟硅中间体作为中间反应物加入到紫外光固化丙烯酸树脂中，然后加入光引发剂合成得到紫外光固化树脂涂料。

说明书

一种增强型含氟硅中间体紫外光固化丙烯酸树脂涂料及其

制备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种紫外光固化丙烯酸树脂涂料及其制备。

背景技术

[0002] 在含氟丙烯酸类型树脂尤其是紫外光固化丙烯酸树脂的合成中由于加入了含氟的丙烯酸单体作为稀释剂，对固化成膜的耐冲击强度有较大影响。加入的含氟丙烯酸单体会使固化薄膜强度降低，降低树脂物理性能。会对含氟光固化树脂在光纤，光缆等专业领域航空的应用带来局限性，因此需开发一种针对紫外光固化含氟树脂可用的硅改性中间体加入树脂合成过程中以改善树脂固化成膜的强度。

[0003] 目前解决该问题的主要方法有两种，一是在合成树脂后加入含硅的稀释剂，物理搅拌后达到增强树脂成膜强度的目的，但是由于含硅的稀释剂种类较少而且会影响紫外光固化进程，成膜表面有较强的阻聚化作用，树脂成膜效果不好；二是在合成前期加入硅烷类单体，使得合成的树脂本身就具有较好的强度，但这种方法对硅烷类单体的选择比较严格，而且由于硅烷类的加入会对自由基聚合过程中链端的控制造成影响，树脂合成产物往往稳定性欠佳。

[0004] 如申请号为201310388298的中国发明专利发明了一种UV固化可剥离蓝胶涂层其中使用了含氟硅改性的丙烯酸树脂，参照其使用的氟改性丙烯酸树脂可以发现其虽然有较好的耐酸碱耐热性能但是其使用环境较为苛刻且由于对丙烯酸树脂进行了氟改性其强度会有较大的下降，而且，这种氟改性的丙烯酸树脂组成单一无法和其他类型的丙烯酸树脂例如环氧类，聚氨酯类搭配使用，稳定性较差，无法长时间保存。

发明内容

[0005] 本发明的目的是制备一种紫外光固化体系的含氟硅中间体，加入丙烯酸树脂合成中，使合成的含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂产物固化成膜强度增强且不影响树脂其他性能。

[0006] 本发明的丙烯酸紫外光固化树脂各组分的质量含量以及制备方法[0007] 紫外光固化丙烯酸树脂              85％～94.5％

[0008] 含氟硅中间体                      5％～10％

[0009] 光引发剂                          0.5％～5％

[0010] 所述的紫外光固化树脂选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂中的一种但不限于一种。

[0011] 本发明的含氟硅改性中间体中反应物各组分的质量含量以及制备方法：

[0012] 硅烷偶联剂                        16％～25％

[0013] 多氟单元醇                        74％～83％

[0014] 催化剂                            0.01％～1.0％

[0015] 所述的硅烷偶联剂选自甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-571)，甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷(KH-570)中的一种但不限于一种。

[0016] 所述多氟单元醇选自十三氟辛醇(S104)。

[0017] 所述催化剂为浓度为98％以上的浓硫酸。

[0018] 所述含氟硅中间体的制备方法为：

[0019] 将硅烷偶联剂与多氟单元醇加入反应釜中搅拌，控温30～40℃，加入催化剂，持续控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料。

[0020] 将合成的含氟硅中间体作为中间反应物加入到紫外光固化丙烯酸树脂合成中，得到紫外光固化树脂。

[0021] 本发明所制得的含氟硅中间体可以作为反应物加入紫外光固化丙烯酸树脂合成的后期步骤中，得到的含有含氟硅中间体的紫外光固化丙烯酸树脂。树脂固化成膜后其膜的强度有显著提高。

具体实施方式

[0022] 实施例1

[0023] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入11.6gKH571、52.4gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.15g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-1，取8g中间体加入到100g环氧丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-1，加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化
15s，形成涂层1#，同时取未加入含氟硅中间体的环氧丙烯酸树脂100g并加入光引发剂
0.1g1173D制成涂层1#1

[0024] 实施例2

[0025] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入11.6gKH571、52.4gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.15g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-1，取8g中间体加入到100g聚氨酯丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-2，加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化
15s，形成涂层2#，同时取未加入含氟硅中间体的聚氨酯丙烯酸树脂100g并加入光引发剂
0.1g1173D制成涂层2#2

[0026] 实施例3

[0027] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入11.6gKH571、52.4gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.15g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-1，取8g中间体加入到100g聚酯丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-3加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化
15s，形成涂层3#，同时取未加入含氟硅中间体的聚酯丙烯酸树脂100g并加入光引发剂
0.1g1173D制成涂层3#3

[0028] 实施例4

[0029] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入17.4gKH571、76.46gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.19g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-2，取8g中间体加入到100g环氧丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-4，加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化15s，形成涂层4#，同时取未加入含氟硅中间体的环氧丙烯酸树脂100g并加入光引发剂
0.1g1173D制成涂层4#4

[0030] 实施例5

[0031] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入17.4gKH571、76.46gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.19g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-2，取中间体8g加入到100g聚氨酯丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-5，加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化15s，形成涂5#，同时取未加入含氟硅中间体的聚氨酯丙烯酸树脂100g并加入光引发剂0.1g1173D制成涂层5#5

[0032] 实施例6

[0033] 含氟硅中间体以及相关漆膜制备：在反应器中加入17.4gKH571、76.46gS104，搅拌，加热，保温在30～40℃，然后滴入0.19g浓硫酸，保持控温30～40℃搅拌反应1h，减压抽真空1h，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，减压结束立即冰水浴控温≤5℃，产物倒入分液漏斗，冰蒸馏水洗涤三次，每次取清液使用ph试纸测量酸碱程度，待基本中性后倒入反应釜中，搅拌升温，减压抽真空，真空压0.06Mpa～0.07Mpa，控温≤70℃，抽真空1h，停止反应，出料得到含氟硅中间体G-2，取中间体8g加入到100g聚酯丙烯酸树脂中，室温搅拌3h得到含硅改性中间体紫外光固化丙烯酸树脂UV-6，加入光引发剂0.108g1173D搅拌均匀后涂覆，紫外光固化15s，形成涂层6#，同时取未加入含氟硅中间体的聚氨酯丙烯酸树脂100g并加入光引发剂
0.1g1173D制成涂层6#6

[0034] 表一 涂层性能测试

[0035]

[0036] 表二 涂层性能对比测试

[0037]

[0038] 表三 涂层稳定性对比测试

[0039]

[0040] 通过表一，表二，表三可以看出使用含氟硅中间体的紫外光固化丙烯酸树脂拥有比较好的泛用性其在环氧，聚氨酯，聚酯类型的丙烯酸树脂中均能较好地改善涂层的强度，并且拥有良好的树脂稳定性。