[发明专利]一种耐刮擦水性UV固化涂料及其制备方法

说明书

一种耐刮擦水性UV固化涂料，由下列重量份的原料制成：脂肪族水性聚氨酯丙烯酸酯40‑45、乙烯基三乙氧基硅烷2‑2.5、铝溶胶38‑40、2‑羟基‑4′‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮2‑3、癸二酸双(1，2，2，6，6‑五甲基哌啶醇)酯2‑2.5、水10‑15。本发明以水溶性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为主料，乙烯基三乙氧基硅烷为改性添加剂，与铝溶胶混合，制备有机‑无机杂化涂料。将该涂料涂覆于纸张或皮革表面，经UV固化后，涂膜中及涂膜与基材间形成了Si‑O‑Si和Si‑O‑Al键，从而提高了涂膜对基材的附着力及膜表面的耐刮擦性能。

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种耐刮擦水性UV固化涂料及其制备方法。

背景技术

UV固化涂料是指在紫外光照射下可以迅速交联固化成膜的一类新型涂料。它具有无或低VOC排放、节省能源、固化速率快、生产效率高、适合流水线生产、固化温度低、适合涂覆热敏或易燃基材等优点。目前，UV固化涂料已经在纸张、皮革、木材、金属、塑料等方面得到大量应用。

传统油性UV固化涂料所用的主要成分即预聚体一般具有较高的黏度，涂装时必须加入有机溶剂、活性稀释剂或活性单体以调节黏度，改善其流变性。这些有机溶剂及活性稀释剂大部分具有强烈气味，对环境和人体健康有害，而且许多活性单体在UV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。UV固化水性涂料以水代替有机溶剂，安全环保、对人体健康无影响，是近年来涂料发展的主要方向。但是，水性UV涂料也存在附着力低、不耐刮擦、耐水性欠佳等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐刮擦水性UV固化涂料及其制备方法，将该涂料涂覆于纸张或皮革表面，经UV固化后，具有附着力高、耐刮擦等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐刮擦水性UV固化涂料，包括下列重量份的原料：脂肪族水性聚氨酯丙烯酸酯40-45、乙烯基三乙氧基硅烷2-2.5、铝溶胶38-40、2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮2-3、癸二酸双(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)酯2-2.5和水10-15。

溶胶以九水合硝酸铝为前驱体，乙醇为溶剂，环氧丙烷为诱导剂制备而成。即室温下将九水合硝酸铝溶于乙醇，然后加入诱导剂环氧丙烷，用塑料薄膜密封，磁力搅拌5min后即形成粘稠状透明溶胶，即得。

一种耐刮擦水性UV固化涂料的制备方法，包括如下步骤：

①室温下将九水合硝酸铝溶于乙醇，然后加入诱导剂环氧丙烷，用塑料薄膜密封，磁力搅拌5min后即形成粘稠状透明溶胶，即为铝溶胶；

②按重量份，将步骤①所得铝溶胶38-40投入到料筒中，开动搅拌，在400-600r/min转速下，依次加入乙烯基三乙氧基硅烷2-2.5、水10-15、脂肪族水性聚氨酯丙烯酸酯40-45、2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮2-3、癸二酸双(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)酯2-2.5，保持400-600r/min转速分散30min，再用乳化机3000-4000r/min分散10min，即得所述涂料，整个过程避光进行。

采用上述技术方案，铝溶胶、乙烯基三乙氧基硅烷在水性UV固化体系中分散均匀。将该有机-无机杂化水性UV固化涂料涂覆于纸张或皮革表面，经紫外辐照后，涂膜中及涂膜与基材间形成了Si-O-Si和Si-O-Al键，从而提高了涂膜对基材的附着力及膜表面的耐刮擦性能。同时，采用具有良好柔韧性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯主料，可避免Si-O-Si和Si-O-Al键所造成的涂膜柔韧性较差的缺陷。

有益效果：