[发明专利]一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制备方法与应用。该方法包括如下步骤：(1)以脂环族二异氰酸酯、低聚物聚酯二元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷为主要聚合单体，得到异氰酸根基团封端的预聚物I；然后加入封端剂和阻聚剂进行反应，得到预聚体II；最后将预聚体II经过中和、乳化得到自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；(2)向聚氨酯丙烯酸酯乳液中加入光引发剂，去除水分，紫外光照射，得到低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。本发明是在分子结构中引入疏水性的端羟基聚二甲基硅氧烷降低涂膜的吸水率，并通过光固化形成的交联网络进一步降低涂膜的吸水率，以提高对基材的保护作用。

技术领域

本发明属于光固化水性涂料技术领域，特别是涉及一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着人们审美观念的逐步改变，观感舒适、色泽柔和且手感极佳的消光涂料越来越受到市场的欢迎。目前市面上制备消光涂料最常用的方法就是向基体树脂中添加外加消光剂，然而外加消光剂与基体树脂之间的相容性较差，容易发生团聚而造成乳液稳定性下降、涂膜表层变脆以及附着力降低等问题。

自消光涂料是一种无需外加消光剂即可实现良好消光效果的涂料，一般通过大粒径的水性树脂在成膜后涂膜保有的粒子痕迹来形成粗糙表面从而达到消光的效果。中国发明专利2017102608655公开了一种超低光泽度自消光水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用，采用了适当的原料配比及工艺条件制备了平均粒径在600～4000nm范围内的自消光水性聚氨酯乳液。上述专利公开的自消光水性聚氨酯涂料的预聚物在合成过程中引入了亲水基团，在乳液成膜之后会不可避免的导致涂膜的耐水性能下降，涂膜吸水率偏高，基本都在10％以上。在水的作用下，涂膜会发生软化、起泡甚至破裂等现象，对基材的保护性能下降。因此，寻找一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯具有重要的意义和极其广阔的应用前景。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。

本发明的再一目的在于提供所述低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将低聚物聚酯二元醇、端羟基聚二甲基硅氧烷和催化剂混合均匀后，在保护性气体氛围下滴加脂环族二异氰酸酯，于50～80℃(优选为60℃)条件下搅拌反应1～3小时(优选为1小时)，然后加入羧酸型亲水扩链剂，于60～90℃(优选为85℃)条件下继续反应1～3小时(优选为2小时)，得到预聚体I；再加入封端剂和阻聚剂，于60～90℃(优选为70℃)下反应4～8小时(优选为6小时)，得到预聚体II；最后将预聚体II降温到40～60℃(优选为55℃)，加入中和剂，搅拌均匀后加入水继续搅拌20～40分钟(优选为30分钟)，得到自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液；

(2)向步骤(1)中得到的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液中加入光引发剂，然后涂覆在玻璃板上，室温下干燥后用紫外光照射20～100秒(优选为50秒)，得到低吸水率的自消光光固化水性聚氨酯丙烯酸酯固化膜。

步骤(1)中所述的低聚物聚酯二元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇；优选为分子量500～3000的聚己二酸丁二醇酯二醇；更优选为分子量1000酸丁二醇酯二醇。

步骤(1)中所述的端羟基聚二甲基硅氧烷为分子量1000～5000的端羟基聚二甲基硅氧烷；优选为分子量3000的端羟基聚二甲基硅氧烷。

步骤(1)中所述的催化剂优选为二月桂酸二丁基锡。