[发明专利]紫外光固化的亲水性涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成亲水性的高分子涂料及方法。采用不饱和二酸(酐)(顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸)与C₂～C₄脂肪二元醇、二乙二醇、尿素共聚制得亲水性的不饱和聚酯酰胺脲基体树脂。该类树脂与丙烯酸酯类交联单体混合，以1173、184、TPO中的一种或几种为引发剂，并加入助剂和稀释剂，调配得到可紫外光固化的亲水性涂料。该类亲水性涂料可用作玻璃、塑料、铜片(箔)、铝片(箔)等基材的亲水性涂装。用于玻璃可提高玻璃的防雾、防污性、透光性，用于塑料可提高其生物相容性，用于铝箔可提高空调用铝箔的换热效果，节能高效。该类亲水性涂料还有水性环保、成本较低等优点。

技术背景

温差大的天气和下雨天汽车挡风玻璃、农用地膜等表面易形成雾和小水滴，降低透明基材的透光率，从而影响视线或植物的光合作用，采用亲水性涂料对之改性可有效避免此类问题。张颖等采用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙基酯和N一乙烯基吡咯烷酮，用溶液自由基聚合的方法制得亲水性涂料。该亲水性涂料用热烘法可在聚碳酸酯片材、PET(聚酯)薄膜、PET(聚酯)不干胶薄膜表面形成亲水涂层。(张颖，谢斌，姚同杰，杨柏。亲水性防雾耐磨透明涂层的固化分析及性能研究，热固性树脂，2006，21(5)：21-24)。空调机制冷时，空气中的水蒸气易凝结并附着于铝箔制成的翅片表面，在翅片间形成“水桥”.使通风阻力和噪音增大，热交换器的工作效率下降、能耗加大。随着热交换器的高性能化、小型化、轻量化，空调机的“水桥”现象必须消除。解决问题的方法是在翅片表面涂覆一层亲水涂料，形成亲水涂膜，使冷凝水在其表面迅速铺展开并流走。但现在使用的亲水涂料都采用热烘法涂膜，耗能严重、成本较高、效率低下(蒋婵杰，黄可龙，潘春跃。铝箔亲水涂膜的性能及研究进展，材料导报，2000，11(8)：25-27)。紫外光固化涂料涂装具有高效、节能的优点。开发亲水性能优异的、可紫外光固化的、成本较低的新型亲水性涂料受到重视。发明人曾制备成功亲水性的不饱和聚酯酰胺脲树脂(发明专利：郭文迅，林日先。可降解的不饱和聚酯酰胺脲树脂及其合成方法，申请号200510032248.7，已授权)，这里拟采用不饱和聚酯酰胺脲树脂作为紫外光固化的亲水性涂料的基体树脂，与丙烯酸酯单体、引发剂、助剂、稀释剂调配成紫外光固化的亲水性涂料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种紫外光固化的亲水性涂料及其制备方法，得到亲水性能优异的、采用紫外光固化成膜的、水性环保的、成本较低的亲水性UV涂料，它固化后可广泛用作空调用亲水铝箔、高分子医用材料、有机和无机玻璃等的亲水涂层。该紫外光固化的亲水性涂料采用高效的紫外光固化成膜，大幅提高亲水铝箔的生产效率，节能降耗。该紫外光固化的亲水性涂料固化成膜后使亲水铝箔具有优异的亲水性，可大幅提高空调的节能效果，提高空调品质。用于高分子医用材料可提高材料的生物相容性，用于有机和无机玻璃可提高玻璃的透明性，减少交通事故和提高玻璃幕墙的可观赏性。

本发明的技术解决方案之一是，所述紫外光固化的亲水性涂料使用的亲水性不饱和聚酯酰胺脲树脂的结构通式为：

式中m为顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸-C₂～C₄脂肪二元醇或二乙二醇聚酯的链节的摩尔数，n为顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸-尿素聚酯酰胺脲的链节的摩尔数，m/n＝1/5～5/1。

本发明的技术解决方案之二是，所述紫外光固化的亲水性涂料的制备方法是：

将亲水性的不饱和聚酯酰胺脲与交联单体及引发剂按重量比2∶0.1～4.5∶0.002～0.1混合，再加入占总量0.1％～5.0％的助剂和占总量10％～300％的稀释剂，装入带搅拌器的容器中，置于水浴中，氮气保护，25℃搅拌30-100分钟，制备得到棕黑色有一定粘度的液态紫外光固化亲水性涂料。所使用的引发剂是1173、184、TPO中的一种或几种。所使用的丙烯酸酯类交联单体的结构通式为：CH₂＝CH-CO-(R₁)_n-CHR₂，其中R₁表示碳原子为1-4的烷基或烷氧基，n为1-30之间的整数；R₂为羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基中的一种。所使用的稀释剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或几种，助剂为紫外光固化涂料用表面活性剂、消泡剂、滑爽剂、附着力促进剂。

以下对本发明做出进一步说明。