[发明专利]一种复合型紫外光固化水性涂料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于轻化工领域中的可紫外光固化水性涂料及其制备方法，具体涉及一种复合型紫外光固化水性涂料及其制备方法。

技术背景：

紫外光固化涂料是一种受紫外光照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化的涂料。它具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广等优点，另外它也不含挥发性大的溶剂，从而有利于消除VOC(Volatile Organic Content，挥发性有机物)对环境的污染，也有利于节省有机溶剂。但是，由于紫外光固化涂料所用的主要成分即预聚体一般具有较高的粘度，在使用前必须加入活性稀释单体以调节其粘度，改善流变性。这些活性稀释单体大部分具有强烈的气味，同时对人体的感官和皮肤有较强的刺激性，而且许多活性单体在紫外光固化过程中难以完全反应，其残留物的可渗透性，有可能会影响固化产品的卫生安全指标和长期使用性能。近年来，水性涂料的环保优势已经日益受到重视，而且其极易调节的低粘度使之适合于喷涂，已成为涂料发展的主要方向之一。水性光固化涂料继承和发展了传统UV固化技术和水性涂料技术的许多优点，诸如低成本、低粘度、良好的涂布适应性、设备易于清洗、无毒性、无刺激性、不燃性等，具有越来越广泛的应用。

在众多的感光性低聚物中，环氧-丙烯酸酯是光固化涂料中应用最为广泛的一种，所形成的固化膜硬度高、光泽度高、抗张强度大、耐化学药品性优异，但同时也存在脆性和柔韧性不好的缺点。

发明内容：

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种复合型水性紫外光固化涂料及其制备方法。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

本发明的一种复合型紫外光固化水性涂料的制备方法，其特征在于，取环氧-丙烯酸酯、聚氨酯-丙烯酸酯混合，搅拌0.5h-4h，转速为100-150rpm，再加入水性光引发剂、有机硅消泡剂及水性防腐防霉剂搅拌0.5h-2h，最后加入分散剂分散均匀，所述分散剂为去离子水或醇溶剂；

上述原料重量份用量如下：

环氧-丙烯酸酯                            10-70；

聚氨酯-丙烯酸酯                          10-70；

水性光引发剂                             1.0-8.0；

有机硅消泡剂                             0.05-1.0；

水性防腐防霉剂                            0.3-2.0；

分散剂                                    10-90。

所述的环氧-丙烯酸酯的制备方法为：在装有分液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中加入环氧树脂、对苯二酚和N，N-二甲基苯胺，搅拌均匀后，用分液漏斗缓慢滴加丙烯酸，1h-3h内滴完，升温至60℃-100℃，搅拌，转速为100-150rpm，反应3h-8h，冷却至室温。环氧树脂∶丙烯酸用量摩尔比为1-1.4∶1，对苯二酚占混合物总量的0.01％-1％质量百分数，N，N-二甲基苯胺占混合物总量的0.1％-2％质量百分数。

所述的聚氨酯-丙烯酸酯的制备方法为：在装有分液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中加入聚醚或聚酯二元醇或多元醇、亲水扩链剂搅拌，再加入多异氰酸酯和催化剂，升温至60℃-100℃反应3h-8h，冷却后再逐渐滴入单羟基丙烯酸酯，升温到60℃-100℃，反应1h-4h，冷却后加入成盐剂搅拌，中和，制得聚氨酯-丙烯酸酯。聚醚或聚酯二元醇或多元醇∶单羟基丙烯酸酯∶多异氰酸酯用量摩尔比为1∶2∶2，亲水扩链剂占混合物总量的0.005％-1％质量百分数，催化剂占混合物总量的0.1％-1％质量百分数，成盐剂占混合物总量的0.05％-1％质量百分数。

所述的聚醚或聚酯二元醇或多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇或聚1，4-丁二醇。

所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。

所述的单羟基丙烯酸酯为丙烯酸-β-羟乙基酯或丙烯酸-β-羟丙酯。

所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸，催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，成盐剂为三乙胺。

所述的水性光引发剂为二苯甲酮WB-4784、二苯甲酮WB-4792、二苯甲酮WB-4785、二苯甲酮WB-4789、2，2-二甲基-2-羟基苯乙酮、2，2-二甲基-2-羟乙氧基苯乙酮、α-羟基环己基苯甲酮或环戊二烯基异丙苯铁六氟磷酸盐。