[发明专利]全生物基紫外光固化涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种全生物基紫外光固化涂料及其制备方法和应用。本发明提供的全生物基紫外光固化涂料主要由桐油基类漆酚化合物、干性油、环氧植物油和复合光引发剂组成，是一种仿天然油漆体系所制备的涂料，其含有酚羟基、双键和环氧基等多种光固化基团，可以在光引发下发生交联固化反应。本发明的全生物基紫外光固化涂料固化速率高，固化后形成的光固化膜具有极高的交联度和良好的力学性能，同时，光固化膜的附着力高，耐热性、耐酸性、耐碱性和耐沸水性好，可广泛应用于木器涂料、乐器涂料、玩具涂料、艺术涂料、防腐涂料、汽车涂料、卷材涂料、建筑涂料、工业涂料等涂料工业领域。

技术领域

本发明属于UV固化材料技术领域，具体涉及一种全生物基紫外光固化涂料及其制备方法和应用。

背景技术

涂料是中国古人的发明创造，天然油漆是一种全生物基材料，主要由桐油和生漆组成，因此得名为油漆，其性能十分优异，能够保存上千年。这主要是因为生漆的主要成分漆酚中的酚羟基和桐油中的双键交联固化，形成了性能优异的高交联度的致密固化膜。但是桐油干燥速率较慢，自然条件下需要几天时间才能完全干燥；而生漆具有产量低、价格高、粘度大、颜色深、易致敏等缺陷，因此天然油漆无法满足快速发展的现代工业需求。

现代涂料是一种石油基材料，其原材料主要来自石化资源，虽然可以克服上述生漆和桐油的各种缺陷，获得性能优异的各类涂料产品。但是在资源危机日益严重、环境问题日趋严峻的形势下，石油基高分子材料的发展面临着新的挑战，开发新型生物基涂料迫在眉睫。植物油脂是一种可再生资源，其分子结构上的双键可以直接聚合或者转化为环氧基进行聚合，还可以利用植物油中的双键、羟基、酯基等活性基团，通过化学转化，将其转化为高活性的聚合单体。因此植物油具备构建聚合物材料体系的结构基础，是大规模合成和制备生物基涂料的理想替代资源。

紫外光固化技术是快速合成聚合物的一种最有效的方法，其聚合反应可以在分秒之间完成。因具有能量利用率高、溶剂排放少、固化速度快、生产效率高、涂层性能好等五大技术优势，紫外光固化技术在涂料工业领域获得了快速的发展。但是，众所周知，紫外光固化技术同时还存在氧阻聚效应、体积收缩效应、固化深度受限、光线穿透受限等四大技术壁垒，从而在一定程度上限制了其发展。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种全生物基紫外光固化涂料，以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的另一目的在于提供上述全生物基紫外光固化涂料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述全生物基紫外光固化涂料在木器涂料、乐器涂料、玩具涂料、艺术涂料、防腐涂料、汽车涂料、卷材涂料、建筑涂料、工业涂料领域中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种全生物基紫外光固化涂料，其主要由桐油基类漆酚化合物、干性油、环氧植物油和复合光引发剂组成，其中，复合光引发剂为自由基光引发剂和阳离子光引发剂的混合物。

本发明中，桐油基类漆酚化合物具有式(1)或式(2)所示的结构：

式(1)和式(2)中，R₁和R₃为C₁～C₄直链或支链烷烃基，R₂和R₄为H、Cl、CH₃、-OH、-OCH₃或-C(CH₃)₃等其中的一种或几种。

桐油基类漆酚化合物的制备方法可参考中国专利CN105254499B或中国专利CN106146307B。