丙氧基化甘油三丙烯酸酯(Easmer GPTA):聚焦生物基特性与多元应用
发布时间:
2025-06-23
丙氧基化甘油三丙烯酸酯(Propoxylated GlyceryI Triacrylate,GPTA,CAS#52408-84-1) ,作为一种三官能团丙烯酸酯单体,在紫外光(UV) 和电子束(EB) 固化技术领域扮演着日益重要的角色。它不仅具备传统丙烯酸酯单体所赋予的快速固化、高交联密度等特性,更因其核心骨架源自生物基甘油,而在全球追求可持续发展和绿色化学的浪潮中备受瞩目。GPTA为高性能光固化材料的开发提供了一种兼顾环境效益与优异性能的解决方案。
Easmer GPTA的结构与产品规格
GPTA的分子结构是其性能表现的根本原因。其核心骨架源自甘油(一种三元醇),甘油的三个羟基分别与环氧丙烷反应进行丙氧基化,引入柔性的聚醚链段,随后这些丙氧基化链段的末端羟基再与丙烯酸(或其衍生物)发生酯化反应,最终形成含有三个丙烯酸酯官能团的分子。丙氧基化程度(即每个甘油分子平均连接的环氧丙烷单元数,通常表示为PO的摩尔数)可以调控,Easmer GPTA产品其丙氧基化程度约为3.5个PO单元。
这种三官能团结构使得GPTA在光引发剂作用下,能够通过自由基聚合形成高度交联的三维网络结构,这是其快速固化和形成坚韧涂层的基础。同时,引入的丙氧基链段赋予了分子一定的柔性,改善了传统高官能度丙烯酸酯(如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,TMPTA) 固化后可能存在的脆性问题。
化学结构示意图:

其中n,m,p代表丙氧基单元数,其总和通常在3-4左右。
产品规格参数
外观 | 透明液体 |
颜色/APHA | 50 Max |
粘度/cps@25 ℃ | 70-110 |
酸价/ mgKOH/g | 0.5 Max |
水分/wt.% | 0.1 Max |
抑制剂 MEHQ /ppm | 500 Max |
Easmer GPTA的核心性能优势
高反应活性与快速固化
GPTA分子中含有三个丙烯酸酯官能团,这些双键在UV或EB辐射下,通过光引发剂的引发,能够迅速参与自由基聚合反应。这种高反应活性直接转化为快速的固化速度,这对于提高生产效率、缩短生产周期、降低单位产品能耗具有重要意义。
优异的柔韧性与成膜平衡
与一些传统的高反应性三官能团单体(如TMPTA) 相比, GPTA在分子结构中引入了丙氧基(PO)链段。这些聚醚链段具有较好的柔顺性,能够在固化网络中起到”内增塑”作用,从而显著改善固化膜的柔韧性。
低皮肤刺激性
许多传统的丙烯酸酯类单体因其较高的皮肤刺激性而限制了其应用范围,并对操作人员的健康构成潜在风险。GPTA在这方面表现出改进,被描述为具有”低皮肤刺激”特性。
良好的颜料润湿性与分散性
GPTA的分子结构,特别是其中的聚醚链段,有助于改善其对颜料、填料等固体颗粒的润湿和分散能力。良好的润湿性意味着单体能够更好地包覆颜料粒子,降低界面张力,从而使得颜料在树脂体系中更容易分散均匀,不易沉降或絮凝。这对于制备色彩鲜艳、均一稳定的UV油墨和色漆至关重要,有助于提高产品的展色性、光泽度和储存稳定性。
生物基原料的追溯与价值
Easmer GPTA产品的分子主链为生物基原料甘油经丙氧基化改性。使用源自可再生资源的生物基甘油替代传统的石化基甘油,对于减少对有限化石资源的依赖、降低温室气体排放(因为生物质在生长过程中会吸收CO2)、促进农业和林业废弃物的增值利用、以及推动循环经济发展都具有非常重要的战略意义。
Easmer GPTA的应用舞台:多元化场景与实例解析
凭借其快速固化、良好柔韧性、低粘度、低刺激性以及生物基来源等综合优势,GPTA在众多工业领域中作为关键的反应性单体或稀释剂得到了广泛应用。它不仅能提升产品性能,还能改善工艺效率和环境友好性。
UV涂料领域
UV涂料以其高效、环保、节能的特点,在木器、塑料、金属、纸张等多种基材表面处理中占据重要地位。GPTA在UV涂料配方中主要扮演以下角色:
·活性稀释剂:GPTA的低粘度特性有助于降低UV涂料配方的施工粘度,改善其流动性和流平性,减少或避免使用挥发性有机溶剂(VOCs),使涂料更环保。
·性能改良剂:参与固化反应,提高涂层的交联密度,从而提升涂层的硬度、耐磨性、耐化学性和附着力。其引入的柔性链段能改善涂层的柔韧性,防止开裂。
·固化速率促进剂:作为三官能团单体,能显著提高涂料的固化速率。
应用场景细分与案例分析:
·木器涂料:用于家具、地板等表面的UV清漆或色漆。
·案例:高性能木器UV清漆。GPTA的加入可以在保证涂层丰满度和高光泽的同时,提供优异的耐刮擦性和柔韧性,以适应木材的湿胀干缩。其快速固化特性也适应了现代家具工业高效生产的需求。
·塑料涂料:用于3C产品外壳、汽车内外饰件、化妆品包装等。
·案例:汽车内饰塑料件UV罩光漆。汽车内饰件对耐磨、耐化学品(如清洁剂、防晒霜)以及一定的柔韧性有较高要求。GPTA能帮助涂层在满足这些性能的同时,与塑料基材(如ABS,PC)实现良好附着,并因其较低的刺激性而更受欢迎。
·金属涂料:如卷材涂料、罐头内外壁涂料。GPTA可提供快速固化和良好的附着力、耐腐蚀性。
·纸张上光油:用于印刷品表面,提高光泽度、耐磨性和保护性。GPTA的低粘度和快速固化非常适合高速上光工艺。
UV油墨领域
UV油墨因其瞬时固化、不含溶剂或低溶剂、印品质量高等优点,在包装印刷、商业印刷、标签印刷乃至特种印刷(如电路板)中应用广泛。GPTA在UV油墨中的作用与涂料中类似,但更侧重于:
·粘度调节与流变性控制:对于不同印刷方式(胶印、丝印、柔印、喷墨),油墨粘度要求各异。GPTA的低粘度有助于配制符合要求的油墨。
·颜料润湿与分散:GPTA良好的颜料润湿性(佳化化学品)对油墨的色彩表现、稳定性和印刷适性至关重要。
·固化性能与印品特性:快速固化适应高速印刷;赋予印品良好的附着力、耐磨擦性、耐化学性和光泽度。
应用场景细分与案例分析:
·胶印/丝印/柔印油墨:用于纸张、塑料薄膜等多种承印物。
·案例:塑料薄膜UV柔版印刷油墨。柔性包装材料要求油墨具有良好的柔韧性和对非吸收性基材的附着力。GPTA能提供这种柔韧性,同时保证油墨快速固化,避免粘脏。
·UV喷墨墨水:对粘度要求极为苛刻(通常<20mPa·s) 。GPTA作为反应性稀释剂,有助于将墨水粘度降至可用范围,同时保证固化速度和打印图像的耐久性。
UV粘合剂领域
UV粘合剂以其固化快速、按需固化、粘接强度高、透明性好等特点,在电子组装、光学器件、医疗器械、标签等领域有重要应用。GPTA在UV粘合剂中:
·提供快速固化能力:实现”秒级”粘接,提高生产效率。
·调节粘接性能:参与形成交联网络,影响粘合剂的内聚强度、剥离强度和剪切强度。
改善柔韧性:对于需要承受振动或热胀冷缩的粘接部件,GPTA的柔韧性非常关键。
应用场景细分与案例分析:
·电子元器件粘接与封装:如芯片固定、线路板元件粘接。
·案例:触摸屏光学透明胶(OCA)。OCA用于粘合触摸屏的各层光学组件,要求高透光率、低雾度、快速固化和对玻璃、PET等基材的良好粘接。GPTA可以作为配方的一部分,贡献于快速固化和最终的粘接性能,同时其低挥发性也有利于精密光学组件的清洁生产环境。
·医疗器械组装:如导管、针头粘接。GPTA的低刺激性在此类应用中可能是一个额外优势(但任何医疗应用均需严格的生物相容性测试)。
3D打印(增材制造)领域
在光固化3D打印技术 (如SLA,DLP,LCD) 中,液态光敏树脂在特定波长的光照下逐层固化成型。GPTA是这类光敏树脂配方中的重要组分:
·反应性单体/稀释剂:调节树脂的粘度,确保打印过程的流畅性和精度。
·固化速度与成型效率:GPTA的高反应活性有助于提高打印速度。
·机械性能调控:影响打印部件的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、抗冲击韧性等。特别是其赋予的柔韧性,对于制备柔性或半柔性部件非常重要。
·工程原型制造:快速制造具有特定力学性能要求的原型件。
·案例:工程用柔性3D打印树脂。某些应用场景(如卡扣、密封件、减震垫的原型)需要打印部件具备一定的柔韧性和抗撕裂性能。GPTA可以与其他单体、齐聚物(如聚氨酯丙烯酸酯)配合,通过调整其在配方中的比例,来制备出具有从半刚性到高柔性等不同力学特性的3D打印部件。
电子化学品与其他新兴应用
除了上述主流应用,GPTA的特性使其在一些新兴或特种电子化学品领域也具有应用潜力:
·光刻胶:在微电子制造中,光刻胶用于图形转移。UV固化型光刻胶需要高分辨率、快速固化和良好的显影性能。GPTA的反应性和成膜性可能使其在特定类型的光刻胶配方中找到应用。
·电子封装材料与保形涂料:用于保护敏感电子元器件免受湿气、灰尘、化学品和机械应力的影响。GPTA可提供快速固化、良好的绝缘性和一定的柔韧性。
·生物医用材料:尽管GPTA本身宣称低刺激性,但任何用于直接接触人体或植入的生物医用材料,都必须经过极其严格的生物相容性、细胞毒性等系列评估和认证。其生物基来源可能为探索更可持续的医用材料提供一个起点,但这需要大量的专门研究。
·探索性分析:GPTA在这些前沿领域的应用,主要依赖于对其性能的进一步优化(如超低离子含量、极低固化收缩率)以及与其他功能性材料的有效复合。其生物基来源带来的可持续性标签,在一些对环境友好性要求较高的精密电子或高端消费品领域,可能成为一个额外的竞争优势。
趋势与发展
在全球对环保法规日益严格、消费者绿色意识不断提升的大背景下,生物基化学品市场正迎来前所未有的发展机遇。GPTA作为其中的一员,其未来发展充满潜力:
·应用深化与拓展:
·现有领域:在传统优势领域,GPTA将凭借其性能和环保特性,进一步替代传统溶剂型产品或性能不足的单体。
·新兴领域:在生物医疗(需严格认证)、智能材料、高性能复合材料、柔性电子等前沿领域的探索,有望为GPTA开辟新的增长点。例如,其柔韧性和生物基来源可能使其在可穿戴设备、生物传感器等领域具有潜力。
·技术创新驱动:
·提升生物基含量:通过采用生物基环氧丙烷、生物基丙烯酸等原料,或优化合成路线,有望进一步提高GPTA的整体生物基含量,强化其绿色属性。
·绿色合成工艺:开发更高效、原子经济性更高、使用更少有害溶剂和催化剂的合成工艺,降低生产过程的环境足迹。
·性能定制化与功能化:通过精确调控丙氧基化程度、引入其他功能基团等方式,开发具有特定性能(如更高柔韧性、更低气味、自修复能力、抗菌性等)的GPTA衍生物,以满足更细分和高端的市场需求。
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