[发明专利]一种水性光固化氨基树脂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光固化技术领域，特别是涉及一种水性光固化氨基树脂及制备方法。

背景技术

光固化技术指在光（紫外光、可见光）和高能射线（主要是电子束）作用下，液态低聚物（包括单体）经过交联聚合而形成固态产物的过程，也习惯称为辐射固化，可以实现在室温下不需要任何溶剂的情况下瞬间固化，是一种高效、适用性广、经济、节能和环境友好型的固化技术。传统的光固化配方体系通常是油溶性的，由光引发剂、反应性齐聚物和用来调节配方粘度的活性稀释剂组成，活性稀释剂虽然挥发性很低，对环境污染较小，固化后成为膜的一部分，但是它具有强烈的气味，对皮肤有一定的刺激性，紫外光固化过程很难使活性稀释剂全部固化，残留的活性稀释剂对产品的安全卫生和长期性能造成不良影响，而且活性稀释剂的加入增大了涂膜的收缩率，使涂膜的物理性能下降，在很多应用场合，为了达到一定的涂膜性能满足使用的需要，常常还要加入少量有机溶剂调节粘度，这使得油性紫外光固化体系很难做到100%固化，未固化的有机溶剂挥发到大气中形成挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）。因此改进紫外光固化体系的综合性能，减少活性稀释剂的用量及减少VOC释放量是目前紫外光固化体系的发展趋势。

水性光固化体系结合了光固化技术和水性介质的技术，其采用水和醇类作为稀释剂和分散介质，可以基本消除活性稀释剂的使用，其具备许多优点:可以大大降低VOC及毒性问题，齐聚物的高分子量及低的交联密度，可避免由于活性稀释剂所引起的固化收缩，涂膜最终附着力好；同时可解决传统油性涂料不能同时具有的高硬度和高韧性的矛盾；水性体系可以更方便的调节流变性；通过调节配方的固含量可得到极薄的涂层；适用于喷涂、辊涂、刷涂能通用的涂布方式且设备易于清洗；水是安全廉价的介质，不易燃烧；水性UV固化体系成为光固化的新的发展趋势。

水性光固化体系具有广泛的应用领域，以传统的胶印版材、柔性树脂版、数字印刷，及涂料、油墨、胶粘剂、电子印刷、电子化学品等形式出现，广泛用于建材家具、印刷包装和广告装饰、电子信息、汽车、机械、医疗卫生等领域。在日常生活中无处不在。

水性光固化体系的主要组成是水性光固化树脂，也称为低聚物、齐聚物和预聚体，根据水性光固化树脂的亲水性强弱可分为水溶液、水分散性和乳液型三种体系，亲水性强可以溶解于水中成为水溶液，亲水性弱一些可以亲水基团和疏水基团平衡在水中形成20～100nm的半透明分散体，如果树脂不溶解于水，靠机械和乳化剂的作用，分散为相对稳定均匀的乳液体系，由于其含有外加乳化剂，对漆膜有不良影响，水分散性和水溶液体系比较普遍。满足水性光固化树脂的条件有两个，具有一定的亲水基团和不饱和基团，才可以溶解和分散在水中，并且在光的照射下固化成交联网络，水性光固化树脂是一种分子结构相对复杂的聚合物。

目前市场上主要应用于水性光固化的树脂主要有:水性聚酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯、水性聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯乳液等，在合成以上树脂过程中引入亲水基团，如羧基（羧酸酐）、氨基、醚基、酰胺基等，或者在油性基体树脂上进行改性，接入以上亲水基团也可以得到。但是这些树脂都各具有不同的特点，应用于各个领域，但是在应用中不能满足所有需求，水性聚酯丙烯酸酯固化速度慢，水性环氧丙烯酸酯硬度大脆性也大，水性聚氨酯丙烯酸酯具有优良的柔韧性耐磨性和耐化学性，但是成本高，性能不稳定，丙烯酸酯乳液耐化学性、耐水和耐酸碱不好，市场还需要更多具有不同优良性能的水性光固化树脂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、硬度高、光泽度好、附着力好的水性光固化氨基树脂及其制备方法。

为达上述目的，本发明一种水性光固化氨基树脂，包含以下组分：

氨基树脂80～100重量份；

水溶性单体20～200重量份；

其中所述水溶性单体为含有亚氨基、羧基、羟基、酰胺基、环氧基、醚键其中一个或两个以上基团且同时含有碳碳双键的化合物。

其中所述氨基树脂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂或混合氨基树脂。

其中所述水溶性单体为（甲基）丙烯酰胺、马来酰亚胺、（甲基）丙烯酸羟乙酯、羟基丙烯酰胺、马来酸酐、羟乙基乙烯醚、N-环己基丙烯酰胺或三羟甲基丙烷。

其中为防止乙烯不饱和基双键的聚合，还可加入阻聚剂1～5重量份，其中所述阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基酚、氯化亚铜、三氯化铁或阻聚剂701。