考慮到環氧大豆油價格較便宜等因素,環氧豆油丙烯酸酯為基的光敏性涂料具有廣闊的發展前景。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,國內外有關環氧豆油丙烯酸酯涂料的研究十分活躍,美國的UCB公司已經進行了商業化生產,如Ebecry 860。環氧豆油丙烯酸酯的合成一般采取的方法有:直接將環氧豆油同丙烯酸進行酯化反應、方法是利用半酯改性法,目前普遍采用的是前者。UV自由基光固化環氧丙烯酸酯涂料主要用的是雙酚A型和酚醛型環氧,缺點是其固化膜柔性不足、脆性高;而環氧豆油丙烯酸酯恰能彌補這一缺點,國內安徽理工大學采用第1種合成方法對此體系進行了深入的研究,探討了環氧豆油丙烯酸酯的合成工藝,實驗發現環氧豆油稍過量對丙烯酸的轉化有利,在確定n(環氧基):n(酸)=1.12的基礎上通過正交試驗分析確定了最佳反應條件。在此基礎上用馬米酸酐對上述體系進行改性,在環氧丙烯酸酯分子中引入親水基團羧基,最后用胺或氨水中和制得水基光敏環氧丙烯酸酯預聚物。
由于馬來酸酐的加入使雙鍵的密度增大,增大了交聯產物的交聯密度,從而提高了固化速度和固化膜的硬度。此外,考慮到雙酚A環氧丙烯酸酯分子剛性大,形成固化膜的強度高、固化速度快、黏度較大,而環氧豆油丙烯酸酯黏度小、價廉、附著力強,但同化速度慢,固化膜硬度小的特點,將環氧豆油和雙酚A環氧樹脂按照一定的比例混合制備環氧丙烯酸酯,既解決了合成時黏度大的問題,又提高了固化膜的綜合性能。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說,國內還合成了環氧豆油丙烯酸酯齊聚物,并將此體系采用紫外光固化,研究了SiO2消光劑(UV55C)對涂膜性能的影響:測試表明UV55C的最佳用量為5%左右,由于消光劑粒子具有粒徑小、比表面積大、表面活性高等因素,它的加入在提高了涂膜的硬度、耐磨性和附著力的同時也使得固化速率及涂膜光澤度有所下降,具有一定的經濟意義。
半酯改性法也用來制備環氧豆油丙烯酸酯型光敏涂料。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,如將馬來酸酐和丙烯酸羥乙酯進行加成反應生成一端是羧基,另一端是丙烯酸酯基的加成物,此半酯分子再與環氧豆油反應合成環氧豆油丙烯酸酯光敏預聚物。由于這種半酯分子中含有的不飽和雙鍵比丙烯酸多一倍,且容易與環氧化物進行開環反應,故此法合成的環氧豆油丙烯酸酯光敏涂料比直接將環氧豆油與丙烯酸進行酯化反應所制備的光敏涂料的光固化時間短,35秒即可完全固化、光敏性較強,且由于其光敏預聚物為脂肪鏈結構,附著力和柔韌性優于雙酚A型環氧樹脂光敏性涂料,具有較大的開發價值。同時環氧豆油丙烯酸酯是黏度低、刺激性小,對顏料潤濕性優良的光活性齊聚物,廣泛用于紫外光固化色漆中,最近有科研人員制備出有色環氧豆油丙烯酸酯涂料,并發現此體系具有良好的光敏性,可用于紫外光固化。
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