[发明专利]一种紫外光固化涂料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种紫外光固化涂料，属于化工涂料加工技术领域，按重量份数计，由如下组分制成：多官能度丙烯酸酯树脂50‑70份，活性稀释剂20‑50份，哑光粉10‑15份，光引发剂1‑5份，酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂5‑20份，助剂1‑2份。本发明利用的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，配合有机硅树脂既有的优异性能，可有效提升涂层的硬度，使涂层具有较好的耐磨性能。同时，固化后的涂层具有较好的耐高温性能，能有效避免烟烫等高温条件对涂层的影响；而且涂层表面不易出现缺陷，与基材间的附着力好。本发明制备的紫外光固化涂料可广泛应用于PVC塑胶地板、电子器件、医用材料等领域。

技术领域

本发明涉及化工涂料加工技术领域，尤其是涉及一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。

背景技术

紫外光固化(UV)涂料是一种新型的环保型涂料，广泛应用于PVC塑胶地板、电子器件、医用材料等领域。与传统的热固化相比，UV光固化技术因其高效、快速、环保、节能和适应性广的“5E”特点。但现有的紫外光固化涂层普遍耐磨性能以及耐高温性能不足，还无法满足许多严苛应用环境下的要求。现需要制备一种具有高耐磨性能和耐高温的紫外光固化涂层，以有效提高硬度较低，耐高温性较差的基材的使用寿命。

目前开发的UV涂料不同程度上存在着一些问题，例如UV涂料经光固化后出现收缩较大，附着力差，耐磨及耐高温性能不佳等问题。而且，现有的UV涂料为了提高耐磨性能，往往加入一些无机填料，有些填料选择不当往往导致耐磨性能不是很理想，如涂料体系出现团聚，长时间存放分层等问题。此外，以单纯的环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其他丙烯酸酯树脂作为光敏树脂时，涂层不易获得优异的综合性能。

故而，在涂料中引入可参与固化的有机硅树脂是一种可行的方式。当前，在硅树脂合成过程中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)，然后再与多官能度丙烯酸酯树脂复配可获得具有优异性能的紫外光固化涂料。但其固化速度慢、表干时间长、双键转化率低，而且涂料组分间极性往往相差很大，相容性较差，制备的涂层表面容易产生缩孔等缺陷，影响涂层的透光率，耐磨性和耐高温性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。本发明先利用丙烯酸和环氧环己烷基硅烷开环反应，制备了一种含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷，然后和六甲基二硅氧烷、二官能度硅氧烷和三官能度硅氧烷进行水解缩合，合成了酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。本发明制备的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，有助于无机填料在紫外光固化涂料中得到充分、均匀的分散效果。同时，配合有机硅树脂既有的优异性能，使得本发明提供的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂与多官能度丙烯酸酯树脂复配后制备的紫外光固化涂料，不仅具有优异的耐磨性能、耐划伤性和耐高温性能，而且涂层表面不易出现缺陷，透光率较高，附着力好。

本发明的技术方案如下：

一种紫外光固化涂料，其特征在于，按重量份数计，由如下组分制成：

所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂的制备方法如下：

S1：将环氧环己烷基硅氧烷、丙烯酸、三苯基膦、对苯二酚和甲基乙基酮加到反应容器中，升温至80℃～90℃，搅拌反应5～7小时，正己烷洗涤后，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷；

S2：将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷、异丙醇和对苯二酚混合，升温至30℃～50℃，滴加盐酸和去离子水的混合物，0.5～1小时内滴完，升温至50℃～70℃，搅拌反应2～8小时，加入六甲基二硅氧烷，升温至70℃～80℃，搅拌反应2～5小时；然后静置分层，将油层水洗至中性，最后减压蒸馏除去小分子物质，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。

在可选的实施方案中，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂具有以下结构：