[发明专利]一种阳离子水性紫外光固化树脂涂料及制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子水性紫外光固化树脂涂料及制法。 

背景技术

紫外光固化涂料具有高效、节能、生成效率高、涂层耐磨、硬度高、附着力强、耐腐蚀性能优良和生产成本低等优点，其市场潜力极大。由于紫外光固化涂料聚合物的粘度一般都比较大，难于施工和应用，必须加入大量的活性稀释剂来调节到合适的施工粘度，活性稀释剂大都为丙烯酸类功能单体，涂膜固化后体积收缩大、附着力变差。大多活性稀释剂的沸点较低，在光固化过程中难于反应完全，会导致涂层的易挥发有机组分(VOC)的含量升高，会污染环境；有毒、强烈刺激性气味的活性稀释单体，对人体有害；同时，活性稀释剂的使用也增加了涂料的成本。水性紫外光固化树脂涂料由于以水为稀释剂，无毒、无味、对皮肤没有刺激性，解决了VOC的排放问题，并且可以用水调节到合适的施工粘度，也降低了生产成本，同时避免了活性稀释剂所引起的光固化收缩。 

中国专利200610035457.1和200610038981.4公开了阴离子水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料树脂，在聚氨酯丙烯酸酯主链中引入了羟基丙酸扩链剂，然后加入三乙胺成盐，由于是阴离子成盐得到的树脂，因而此树脂耐酸性差，在酸性介质中不稳定，而凝结成块。Kim(J.Appl.Polym.Sci，1996，62：1775～178，1997，64：2657～2664，Polym. Bull，1997，38：287～294)报道了将乙二醇亲水基团改性聚氨酯丙烯酸酯，制备了非离子水性光固化树脂，由于是通过烷氧基提供亲水性，因而水分散稳定性较差。 

针对水性光固化树脂存在耐酸性差的缺点，阳离子水性光固化树脂涂料可以解决此问题。然而，阳离子水性光固化树脂报道较少，美国专利US6143363报道了一类阳离子水性光固化树脂，通过二乙醇胺与环氧丙烯酸酯开环得到环氧丙烯酸低聚体，然后通过酸来中和胺制备水性光固化树脂。但是，这类水性环氧丙烯酸类阳离子光固化树脂得到的漆膜柔韧性差。 

本发明提供了一种新型阳离子水性光固化低聚体为基体树脂的涂料，其中基体树脂的制备原理是叔胺多元醇类扩链剂引入到聚氨酯丙烯酸酯主链结构中，通过与加入的质子酸成阳离子季铵盐，从而得到水性阳离子聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化低聚体。由于是聚氨酯丙烯酸酯类结构，因而光固化后可以得到较好柔韧性的漆膜。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外光固化阳离子水性树脂涂料及制法。 

该涂料的组成成分及重量百分比为： 

阳离子水性紫外光固化低聚体   95.6～97.8％， 

光引发剂                    0.8～2.1％， 

附着力促进剂                1.0～1.8％， 

流平剂                      0.2～1.3％，

所述的阳离子水性紫外光固化低聚体的结构式1为： 

式中，R₁为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯或双季戊四醇五丙烯酸酯；R₂为2，4-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己基二异氰酸酯、异佛二酮二异氰酸酯或二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯；R₃为分子量为1000或2000的聚酯二元醇，分子量为1000、1500或2000的聚碳酸酯二元醇，分子量为200、400、600、800、1000、1500、2000、3000、4000或8000的聚丙二醇，分子量为1000或2000的聚四氢呋喃醚二醇，或蓖麻油类二元醇；R₄为N-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-苄基二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺或双(2-羟乙基)苄基苯胺；R₅为盐酸、硫酸、冰醋酸或羟基乙酸； 

所述的光引发剂选用Irgacure1173、Irgacure2959、Irgacure 184和Irgacure500中的一种或几种的混合物； 

所述的附着力促进剂为磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯； 

所述的流平剂为BYK366、BYK333、BYK307、EFKA3883、EFKA3886和EFKA3600中的一种或几种的混合物。 

本发明提供的一种紫外光固化阳离子水性树脂涂料的制备步骤如下： 

1)所述的阳离子水性紫外光固化低聚体制备