一種新的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其製備方法與應用的製作方法

2023-07-07 20:11:56 3

一種新的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明屬於材料領域，涉及一種新的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其製備方法與應用。先由丁二酸酐在催化劑、阻聚劑作用下與(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯反應製得含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(I)，中間體(I)與季戊四醇縮水甘油醚在催化劑、阻聚劑的作用下製得4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯。本發明製備的4官能度UV光固化脂肪族環氧丙烯酸酯固化後，具有硬度高、耐磨、耐刮、耐熱、耐候性等優良，能夠在作為UV塗料、油墨、粘合劑的原料應用。
【專利說明】一種新的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於材料領域，涉及一種4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的迅速發展和環境保護法規對溶劑的嚴格限制，UV光固化高分子材料越來越受到人們的重視。UV光固化材料具有固化快、能耗低、汙染少、效率高等優良性能，因而廣泛用於塗料、印刷以及電子工業等領域，近年來發展迅速。環氧丙烯酸酯Gpoxyacrylate,EA)是由含環氧基團的化合物和丙烯酸或甲基丙烯酸經開環酯化而製得，是一種重要的光固化低聚物，具有低刺激、固化速度快、高透明性、硬度高等優良性能，廣泛用於光固化油墨、塗料、膠粘劑等領域，在美國、日本、歐洲發達國家應用廣泛。近年來，隨著紫外光固化技術在我國的興起，新型光固化材料作為UV塗料、油墨、粘合劑的原料用途越來越廣，使用量在逐年增加。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯。
[0004]本發明的另一目的是提供該4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法。
[0005]本發明的又一目的是提供該4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的應用。
[0006]本發明的目的可通過如下技術方案實現:
[0007]一種4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，通過如下方法製備得到:先由丁二酸酐(CASN0.108-30-5,中文別名:琥珀酸酐，分子式=C4H4O3，分子量100.07)在催化劑、阻聚劑作用下與(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯反應製得含I個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1)，中間體(1)與季戊四醇縮水甘油醚(CAS: 3126-63-4，分子式=C17H28O8，分子量:360.3994)在催化劑、阻聚劑的作用下製得4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯(脂肪族環氧四丙稀酸酯)。所述的(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯選自甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的任意一種。
[0008]其中，
[0009]以丙烯酸羥乙酯為例，第一步反應式為:
[0010]
【權利要求】
1.一種4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，其特徵在於所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯通過以下方法製備的到:第一步反應:先由丁二酸酐在催化劑、阻聚劑作用下與(甲基)丙烯酸酯羥乙(丙)酯反應製得含1個羧基的1官能度丙烯酸酯中間體(1);第二步反應:中間體(1)與季戊四醇縮水甘油醚在催化劑、阻聚劑的作用下製得4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯；其中，所述的(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯選自甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的任意一種。
2.根據權利要求1所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，其特徵在於(甲基)丙烯酸酯羥乙(丙)酯與丁二酸酐在催化劑和阻聚劑作用下，在反應釜中於.60°C _120°C反應1-6小時，然後冷卻至50°C以下，製得含I個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1);其中，所述的(甲基)丙烯酸酯羥乙(丙)酯與丁二酸酐的摩爾比為1:(0.8~1.5)。
3.根據權利要求1所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，其特徵在於季戊四醇縮水甘油醚與所述的含1個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1)在催化劑及阻聚劑作用下，於.600C _120°C反應1-10小時而製得所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯；其中，所述的季戊四醇縮水甘油醚與第一步反應加入的丁二酸酐的摩爾比為(0.22~0.30):1。
4.根據權利要求1~3中任一項所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯，其特徵在於所述的催化劑選自路易斯鹼類、季銨鹽類、季鱗鹽類中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；優選自三乙胺、N，N- 二甲基苄胺、N，N- 二乙基苄胺、三苯基磷、三丁基磷、苄基三甲基氯化銨、苄基三乙基氯化銨、四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丁基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、三苯基乙基溴化鱗、四丁基溴化鱗中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；催化劑用量為反應物總質量的0.1wt% -2wt% ;所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚或對苯二酚，其用量為100-5000ppm。
5.權利要求1所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於包含以下步驟先由丁二酸酐在催化劑、阻聚劑作用下與(甲基)丙烯酸酯羥乙(丙)酯反應製得含I個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1)，中間體(1)與季戊四醇縮水甘油醚在催化劑、阻聚劑的作用下製得4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯。
6.根據權利要求5所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯與丁二酸酐在催化劑和阻聚劑作用下，在反應釜中於60°C-120°C反應1-6小時，然後冷卻至50°C以下，製得含1個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1);其中，所述的(甲基)丙烯酸羥乙(丙)酯與丁二酸酐的摩爾比為1:(0.8~1.5)。
7.根據權利要求5所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於季戊四醇縮水甘油醚與所述的含1個羧基的I官能度丙烯酸酯中間體(1)在催化劑及阻聚劑作用下，於60°C -120°c反應1-10小時而製得所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯；其中，所述的季戊四醇縮水甘油醚與第一步反應加入的丁二酸酐的摩爾比為(0.22~0.30):1.
8.根據權利要求7所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於第一步反應結束後無需進行中間體(1)的分離純化，直接加入季戊四醇縮水甘油醚，並補加催化劑和阻聚劑進行第二步反應。
9.根據權利要求5~8中任一項所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於所述的催化劑選自路易斯鹼類、季銨鹽類、季鱗鹽類中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；優選自三乙胺、N，N- 二甲基苄胺、N，N- 二乙基苄胺、三苯基磷、三丁基磷、苄基三甲基氯化銨、苄基三乙基氯化銨、四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丁基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、三苯基乙基溴化鱗、四丁基溴化鱗中的一種或兩種或兩種以上任意比例混和物；催化劑用量為反應物總質量的0.1wt% -2wt% ;所述的阻聚劑為對羥基苯甲醚或對苯二酚，其用量為100-5000ppm。
10.權利要求 1所述的4官能度脂肪族環氧丙烯酸酯在製備UV塗料、油墨或粘合劑中的應用。
【文檔編號】C09D4/02GK104003874SQ201410172932
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】張麗麗, 胡劍飛 申請人:江蘇利田科技股份有限公司