[发明专利]涂料组合物及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种涂料组合物及其制备方法和使用方法。

背景技术

环氧丙烯酸酯是环氧树脂与丙烯酸或环氧树脂与甲基丙烯酸发生开环酯化反应生成的低聚体。环氧丙烯酸酯具有优异的耐水性、耐候性、耐腐蚀性和热稳定性，附着力较好，并兼具环氧树脂的硬度和机械性能。环氧丙烯酸酯中含有碳碳不饱和双键，在光引发剂的作用下易发生光固化，因此，环氧丙烯酸酯被广泛用做光固化涂料的主要成膜树脂。

环氧丙烯酸酯虽具备上述优点，但将其制备成涂料需要加入大量甲苯、二甲苯等有机溶剂达到施工粘度，使用的有机溶剂毒性大，挥发性较强，不仅对施工人员的健康造成威胁，对环境的污染程度也较深。相对于环氧丙烯酸酯，水性环氧丙烯酸酯不仅具有环氧丙烯酸的上述优点，并且水溶性好，使用水性环氧丙烯酸酯作为主要成膜树脂可以降低涂料中有机溶剂使用量，对环境的污染程度较低。因此，近年来水性环氧丙烯酸酯涂料受到本领域技术人员的广泛关注。

现有的水性环氧丙烯酸酯涂料多为光固化涂料，此种光固化涂料是向水性环氧丙烯酸酯中加入光引发剂和消泡剂、流平剂、分散剂等助剂后制得。该涂料固化过程为：将涂料涂覆于基材表面，将涂覆有涂料的基材置于紫外灯下照射至漆膜固化。此种水性环氧丙烯酸酯涂料为了使漆膜固化完全，需要向涂料中加入较多的光引发剂。但光引发剂含量过大会使得涂料在紫外光固化过程中漆膜固化速率过快，造成固化后的漆膜收缩大，具有较大的应力残留，固化后的漆膜易发生开裂。涂料中光引发剂含量过多也使得紫外光固化后涂层种残留较多的光引发剂，影响固化后漆膜的耐候性。此外，上述水性环氧丙烯酸酯光固化后漆膜的硬度也有待提高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种水性环氧丙烯酸酯涂料，其光引发剂含量较低，且固化的漆膜具有较高的硬度。

有鉴于此，本发明提供一种水性紫外光-热双固化涂料组合物，包括：水性环氧丙烯酸酯、光引发剂、交联剂和助剂，所述水性环氧丙烯酸酯、光引发剂、交联剂和助剂的重量比为35～62∶0.5～3∶13～24∶3.5～12.5。

优选的，所述水性环氧丙烯酸酯为具有式(I)、式(II)或式(III)结构的化合物；

式(I)

式(II)

式(III)

其中，R₁为丙烯酸基或甲基丙烯酸基；

R₂为羧酸基；

R₃为叔胺基；

1≤m≤20；

1≤n≤50。

优选的，R₂为乙酸基或羟基乙酸基。

优选的，R₃为二甲基乙醇胺基或三乙胺基。

优选的，所述光引发剂为α-羟基酮和/或酰基磷氧化物。

优选的，所述交联剂为封闭型水性异氰酸酯。

优选的，所述助剂为消泡剂、流平剂和助溶剂中的一种或几种。

本发明还提供一种上述涂料组合物的制备方法，包括：

在搅拌状态下向所述助剂中加入水性环氧丙烯酸酯、光引发剂和交联剂后进行过滤。

本发明还提供一种上述涂料组合物的使用方法，包括：

将所述涂料组合物喷涂在基材表面后进行紫外光辐照固化，辐照后将基材进行烘烤热固化。

优选的，辐照强度为280mJ/cm²～410mJ/cm²，照射时间为10s～18s，烘烤温度为105℃～120℃烘烤，烘烤时间为10min～20min。

本发明提供一种涂料组合物，包括水性环氧丙烯酸酯、光引发剂、交联剂和助剂。相对于现有的紫外光固化型水性环氧丙烯酸酯涂料，本发明在降低光引发剂用量的同时加入交联剂。加入的交联剂可在加热状态下与水性环氧丙烯酸酯中的羟基作用，使水性环氧丙烯酸酯发生热固化交联，从而赋予水性环氧丙烯酸酯优异的热固化性能。由于热固化可弥补光固化不足而引起的缺陷，因此本发明提供涂料组合物中光引发剂含量虽然较低，但仍可保证漆膜具有较好的力学性能；同时，漆膜固化过程是先进行光固化再进行热固化，既水性环氧丙烯酸酯发生二次交联，这种交联方式可使水性环氧丙烯酸酯形成更为致密的网状结构，进而提高漆膜附着力、柔韧性以及硬度。实验证明，本发明提供的涂料组合物的漆膜附着力0～1级，柔韧性1mm，硬度达到4～5H，置于室外6个月漆膜不会发生开裂。

具体实施方式