一种紫外光固化水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种紫外光固化水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：水性预聚体50‑60份、光引发剂1‑3份、消泡剂1‑3份、乳化剂1‑3份、分散剂1‑3份、聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛20‑30份、水10‑20份；所述水性预聚体是由4,4'‑甲苯二异氰酸酯、哌啶‑1,4‑二羟基丙磺酸、N,N‑二烯丙基三聚氰胺、2,3‑二羟基甲基丙烯酸丙酯、4‑氨基苯基岩藻糖苷通过化学反应制成。本发明专利技术还公开了所述紫外光固化水性涂料的制备方法及使用方法。本发明专利技术制备得到的紫外光固化水性涂料具有附着性大，耐刮擦、耐磨性、耐化学品性优异，硬度大，成膜性能好，光泽度佳，使用安全环保的优点。

A UV-curable waterborne coating and its preparation method

The invention provides an ultraviolet curable water-borne coating, which is made of the following components by weight: water-borne prepolymer 50 60 phr, photoinitiator 1 3 phr, defoamer 1 3 phr, emulsifier 1 3 phr, dispersant 1 3 phr, polyether polyol surface modified nano-titanium dioxide 20 30 phr, water 10 20 phr; phr; and the water-borne prepolymer is composed of 4,4'toluene diisocyanate, piperidine 1,4 phrine. Dihydroxypropyl sulfonic acid, N, N diallyl melamine, 2,3 dihydroxy propyl methacrylate and 4 aminophenyl fucoside were synthesized by chemical reaction. The invention also discloses the preparation method and the use method of the ultraviolet curable water-borne paint. The ultraviolet curable waterborne paint prepared by the invention has the advantages of high adhesion, excellent scratch resistance, abrasion resistance, chemical resistance, high hardness, good film forming performance, good gloss, safe use and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种紫外固化水性涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着经济的发展及人们生活水平的提高，以涂料为代表的各种装饰装潢材料进入了千家万户，这些装饰装潢材料在提高人们的生活质量，给人们带来舒适感和美感的同时，却又像一个无形的“杀手”正在一步步污染着我们赖以生存的环境，威胁着我们的身体健康。涂料作为最常见的装饰装潢材料，给人们的身体健康带来了极大是危害，寻求使用安全环保的涂料成为业内亟待解决的问题。传统的涂料多为溶剂性涂料，这类涂料在制备和使用的过程中都会用到易挥发的有机溶剂，一来，这些有机溶剂的大量使用会增加涂料成本，更重要的是它们的挥发会带来环境污染。正是在这种形势下水性涂料应运而生，水性涂料是一类以水作溶剂或者分散介质，树脂作为分散相，水为连续相的涂料。水性涂料由于具有成本低廉、使用安全环保，可以在潮湿环境或者潮湿表面施工，适用范围广，且涂装工具易清洗，能减少清洗剂的使用，电泳涂膜均匀、平整等优点，随着各国对涂料VOC排量限制越来越严格，人们自己的健康环保意识越来越强，成为涂料行业未来发展的必然趋势。现有技术中的水性涂料由于大量稀释剂水的使用，导致其耐化学品性能如耐碱性、耐乙醇性、耐水性均不及溶剂型涂料。也是因为以水为稀释剂，相较其他类型涂料，存在干燥时间长，干燥速率慢，光泽性不好，造成基材浸泡收缩等问题。紫外光固化是解决这些问题的有效途径，但现有技术中紫外光固化水性涂料还存在漆膜硬度低，耐磨性、流平性、成膜性能及光泽差，消泡困难，对低表面能基材和颜料的浸润性差，涂布不均，体系的稳定差等难题。因此，开发一种附着性大，耐刮擦、耐磨性、稳定性优异，硬度大，成膜性能好，光泽度佳的紫外光固化水性涂料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种紫外光固化水性涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，对设备依赖性不高，价格低廉，适合规模化生产。制备得到的紫外光固化水性涂料克服了传统水性涂料耐化学品性能差，干燥时间长，干燥速率慢，光泽性不好，易造成基材浸泡收缩的技术问题，也克服了传统紫外光固化涂料由于稀释剂的存在导致的对环境的污染及对固化膜长期性能的影响；具有附着性大，耐刮擦、耐磨性、耐化学品性优异，硬度大，成膜性能好，光泽度佳，使用安全环保的优点。为达到以上目的，本专利技术提供一种紫外光固化水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：水性预聚体50-60份、光引发剂1-3份、消泡剂1-3份、乳化剂1-3份、分散剂1-3份、聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛20-30份、水10-20份。进一步地，所述水性预聚体是由4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸、N,N-二烯丙基三聚氰胺、2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯、4-氨基苯基岩藻糖苷通过化学反应制成；优选地，所述光引发剂选自安息香二甲醚、安息香乙醚，N,N-二甲乙胺基二苯甲酮中的一种或几种。优选地，所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。优选地，所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。优选地，所述水性预聚体的制备方法，包括如下步骤：向带有搅拌装置的三口烧瓶中加入经过真空脱水的4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸，并加入高沸点溶剂，在60-70℃氮气或惰性气体氛围下搅拌反应1-2小时，后加入催化剂，升温至75-80℃搅拌反应6-8小时，再加入N,N-二烯丙基三聚氰胺、2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯和阻聚剂，继续搅拌反应4-6小时，反应结束后降温到室温，加入4-氨基苯基岩藻糖苷，搅拌2-3小时，后在乙醇中沉出，抽滤并用二氯甲烷洗涤产物3-5次，后旋蒸除去二氯甲烷得到水性预聚体。较佳地，所述4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸、高沸点溶剂、催化剂、N,N-二烯丙基三聚氰胺、2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯、阻聚剂、4-氨基苯基岩藻糖苷的质量比为1:2.29:(15-20):0.6:1.45:0.98:(0.05-0.1):1.36。较佳地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。较佳地，所述催化剂选自二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、三乙胺、亚乙基二胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺中的一种或几种。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。优选地，所述阻聚剂优选为2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物、1,4-萘醌中的一种或几种。优选地，所述聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：将纳米二氧化钛分散于乙醇中形成分散液，然后向其中加入聚醚多元醇，在50-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去乙醇，得到聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛。较佳地，所述纳米二氧化钛、乙醇、聚醚多元醇的质量比为(3-5):(10-15):(0.5-1)。优选地，所述紫外光固化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：将各成分按重量份比依次混合搅拌后，研磨、过滤，即得到本专利技术的紫外光固化水性涂料。优选地，所述紫外光固化水性涂料的使用方法，包括如下步骤：使用刮涂法或者辊涂将上述紫外光固化涂料进行涂膜，制得漆膜后，置于80-90℃烘箱中干燥5-10min，再进行UV固化即可。由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术公开的紫外光固化水性涂料，制备方法简单易行，原料易得，对设备依赖性不高，价格低廉，适合规模化生产。(2)本专利技术公开的紫外光固化水性涂料，克服了传统水性涂料耐化学品性能差，干燥时间长，干燥速率慢，光泽性不好，易造成基材浸泡收缩的技术问题，也克服了传统紫外光固化涂料由于稀释剂的存在导致的对环境的污染及对固化膜长期性能的影响；具有附着性大，耐刮擦、耐磨性、耐化学品性优异，硬度大，成膜性能好，干燥速度快、光泽度佳，使用安全环保的优点。(3)本专利技术公开的紫外光固化水性涂料，在水性预聚体分子链上引入三嗪结构，提高了漆膜的附着力和耐紫外老化能力，引入丙烯酸酯结构，通过紫外光固化，能提高膜层耐候性和机械力学性能，通过缩聚引入磺酸根结构，提高亲水性，通过中和反应引入羟基，进一步提高了亲水性，不需使用挥发性的有毒有害的有机溶剂，使用更加安全环保；在纳米二氧化钛表面修饰聚醚多元醇，一方面提高了其与水性预聚体的相容性及分散性，另一方面，提高涂料亲水性，干燥速度更快，再者更有利于提高对甲醛等有机物的净化能力，各成分合理配伍，协同作用，漆料的表面张力相对一般水性漆更好，使用时间更长久、稳定，膜层综合性能更加优异。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本专利技术实施例中使用的原料购于摩贝(上海)生物科技有限公司。实施例1一种紫外光固化水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：水性预聚体50份、安息香二甲醚1份、磷酸三丁酯1份、十二烷基苯磺酸钠1份、六偏磷酸钠1份、聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛20份、水10份。所述水性预聚体是由4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸、N,N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光固化水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：水性预聚体50‑60份、光引发剂1‑3份、消泡剂1‑3份、乳化剂1‑3份、分散剂1‑3份、聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛20‑30份、水10‑20份；所述水性预聚体是由4,4'‑甲苯二异氰酸酯、哌啶‑1,4‑二羟基丙磺酸、N,N‑二烯丙基三聚氰胺、2,3‑二羟基甲基丙烯酸丙酯、4‑氨基苯基岩藻糖苷通过化学反应制成。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：水性预聚体50-60份、光引发剂1-3份、消泡剂1-3份、乳化剂1-3份、分散剂1-3份、聚醚多元醇表面修饰纳米二氧化钛20-30份、水10-20份；所述水性预聚体是由4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸、N,N-二烯丙基三聚氰胺、2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯、4-氨基苯基岩藻糖苷通过化学反应制成。2.根据权利要求1所述的紫外光固化水性涂料，其特征在于，所述光引发剂选自安息香二甲醚、安息香乙醚，N,N-二甲乙胺基二苯甲酮中的一种或几种；所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的紫外光固化水性涂料，其特征在于，所述水性预聚体的制备方法，包括如下步骤：向带有搅拌装置的三口烧瓶中加入经过真空脱水的4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙磺酸，并加入高沸点溶剂，在60-70℃氮气或惰性气体氛围下搅拌反应1-2小时，后加入催化剂，升温至75-80℃搅拌反应6-8小时，再加入N,N-二烯丙基三聚氰胺、2,3-二羟基甲基丙烯酸丙酯和阻聚剂，继续搅拌反应4-6小时，反应结束后降温到室温，加入4-氨基苯基岩藻糖苷，搅拌2-3小时，后在乙醇中沉出，抽滤并用二氯甲烷洗涤产物3-5次，后旋蒸除去二氯甲烷得到水性预聚体。4.根据权利要求3所述的紫外光固化水性涂料，其特征在于，所述4,4'-甲苯二异氰酸酯、哌啶-1,4-二羟基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：宁波帝杨电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33