一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。本发明专利技术制得二苯甲酮类光引发剂，在胺类供氢的情况下，使光聚过程中氧气对自由基聚合反应的聚阻作用降低，此光引发剂的双键直接连接在芳环上，这种结构十分稳固，同时可以增强光固化体系中的交联密度和粘度，增大紫外光固化材料的固化速度；本发明专利技术制得一种新型的固化水性聚氨酯，将聚氨酯链与其它树脂的羟基之间引入碳碳双键，碳碳双键具有很快的聚合速度和交联速度，同时交联制得三维网状结构，使水性聚氨酯表面的力学性能和稳定性能得到极大的提高，有助于提高水性聚氨酯材料的交联密度，从而进一步提高聚氨酯表面的力学性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法
本专利技术涉及一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法，属于涂料制备

技术介绍
紫外光固化涂料，是利用紫外光引发具有化学活性的液态材料快速进行聚合、交联等反应而快速固化成膜的一种涂料。它是一种高效环保的固化涂料，具有固化速度快、固化温度低、生产效率高、节省能源、不含有机溶剂、适合流水线生产等优点。由于不含有机溶剂，从而大大消除了挥发性有机化合物对环境的污染。被广泛应用于木材、塑料、光纤、纸张等材料领域。紫外光固化涂料第一份专利诞生在1947年，经过半个多世纪的发展，UV固化涂料已经成为较为成熟的技术，特别是随着人们环保意识的提高，生产和研究人员更加注意UV固化涂料的开发和应用。UV固化涂料是一种绿色环保型涂料，它完全符合“4E”原则，一般UV固化能耗为热固化的1/5，且UV固化涂料含挥发组分较少，污染小，最吸引研究人员和开发商的是UV固化涂料能减少原材料消耗，有利于降低经济成本。随着世界经济的快速发展和人们生活品质的不断提高，保护环境和节约能源越来越受到重视，加快开发不用或少用有机溶剂的涂料也就是开发“环境友好型涂料”已成为世界各国的共识。环境友好型涂料主要有粉末涂料、辐射固化涂料等。目前，现有的紫外光固化涂料，因为快速的光固化性能，涂料在很短的时间之内固化，涂层内部会存在较大的收缩应力，导致涂膜性脆、附着力和耐冲击力差、以及涂膜的柔韧性差、力学性能不好的缺点，特别是在低能表面的润湿及附着上极其困难，在长期高温使用中受到了限制。因此，专利技术一种力学性能好且高温下稳定的紫外光固化涂料对涂料制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前紫外光固化涂料力学性能差、热稳定性不足的缺陷，提供了一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将15～18份甲苯二异氰酸酯、15～18份聚醚二醇和1.2～1.5份二月桂酸二丁基锡放入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入干燥的氮气，并将四口烧瓶投入水浴锅中，反应，得到混合液；（2）按重量份数计，称取10～12份甲苯二异氰酸酯、13～15份E-20环氧树脂、20～22份丙酮和1.8～2.2份氯化铝-甲基丙烯酸羟丙酯混合搅拌制得分散液，将混合液质量2～3倍的分散液投入上述四口烧瓶中，将水浴升温，搅拌制得预聚液；（3）将上述水浴温度降温至65～68℃，向四口烧瓶中滴加预聚液质量10～15%的二元丙烯酸酯，恒温反应2～3h，得到改性液，再向四口烧瓶中滴加改性液质量10～20%的季戊四醇三丙烯酸酯，恒温反应4～6h后将水浴温度降温至40～50℃得到混凝反应液，将混凝反应液与去离子水按质量比2:1混合并放入高速剪切机中进行剪切混合，混合结束后放入真空干燥箱中干燥，制得反应分散液，备用；（4）按重量份数计，将10～12份对氯苯乙烯、13～15份四氢呋喃和2～4份金属镁碎片投入反应釜中，在氮气环境下混合搅拌，将反应釜升温，向反应釜中滴加1～2份溴乙烷，恒温反应5～10min得到绿色反应液，将对氯苯乙烯和四氢呋喃按质量比1:2混合得到有机混合液，将绿色反应液质量40～60%的有机混合液滴加入反应釜内，滴加结束后恒温静置5～6h，过滤去除镁片，得到混合反应液；（5）按重量份数计，将1～3份对氯苯腈、5～7份四氢呋喃和3～6份甲苯搅拌混合投入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入氮气，加热四口烧瓶，向四口烧瓶中滴加1～3份上述混合反应液，滴加结束后，恒温静置4～5h，放入真空干燥箱中减压蒸发，制得有机反应液；（6）按重量份数计，称取13～15份上述有机反应液和8～10份苯投入烧杯中混合搅拌，同时将烧杯放入冰水浴中并向烧杯中滴加2.0～2.5份硫酸溶液，滴加结束后升高水浴温度，回流冷凝，回流结束后倒入分液漏斗中，得到油层，依次用质量分数为的氢氧化钠溶液、饱和食盐水、蒸馏水洗涤油层至中性，洗涤结束后减压干燥12～14h得到反应粉末；（7）将备用的反应分散液与反应粉末按质量比15:1投入烧杯中，将烧杯放入超声振荡仪超声振荡，出料，即得高韧性热稳定型紫外光固化涂料。步骤（1）中所述的水浴锅中的水浴温度为75～78℃，反应时间为60～70min。步骤（2）中所述的水浴温度升温至150～160℃，搅拌转速为100～120r/min，搅拌时间为5～6h。步骤（3）中所述的真空干燥箱中真空度为600～800Pa，干燥时间为70～90min。步骤（4）中所述的搅拌转速为600～630r/min，搅拌时间为30～35min，反应釜中温度升温至35～38℃。步骤（5）中所述的加热四口烧瓶，升温温度至50～55℃，滴加时间为4～5h，真空干燥箱中真空度为600～800Pa，减压蒸发时间为30～50min。步骤（6）中所述的硫酸溶液质量分数为5～8%，水浴温度为70～90℃，回流冷凝时间为8～9h，氢氧化钠溶液质量分数为5～7%。步骤（7）中所述的超声震荡仪的超声频率为30～32kHz，震荡时间为2～3h。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先以甲苯二异氰酸酯、聚醚二醇、甲苯二异氰酸酯、聚醚二醇为原料混合，加入催化剂以及其它助剂，加热反应制得预聚溶液，然后将四氢呋喃与对氯苯乙烷，在氮气环境下，高温下滴加溴乙烷制得混合试剂，再将混合试剂与四氢呋喃和其它试剂混合反应制得光引发剂，最后将树脂溶液与光引发剂混合搅拌制得高韧性热稳定型紫外光固化涂料，本专利技术制得二苯甲酮类光引发剂，在胺类供氢的情况下，使光聚过程中氧气对自由基聚合反应的聚阻作用降低，此光引发剂的双键直接连接在芳环上，这种结构十分稳固，具有很好的稳定性，同时可以增强光固化体系中的交联密度和粘度，同时还引入了丙氧基，具有很好的柔韧性，还具有含有吸电子的羰基，且双键也参与聚合反应，增大紫外光固化材料的固化速度；（2）本专利技术制得一种新型的固化水性聚氨酯，将聚氨酯链与其它树脂的羟基之间引入碳碳双键，碳碳双键具有很快的聚合速度和交联速度，同时交联制得三维网状结构，使水性聚氨酯表面的力学性能和稳定性能得到极大的提高，并且将丙烯酸酯对聚氨酯链进行封端，还将异氰酸酯基团与乙烯基单体反应使聚氨酯链进行扩链，有助于提高水性聚氨酯材料的交联密度，从而进一步提高聚氨酯表面的力学性能和稳定性，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，将15～18份甲苯二异氰酸酯、15～18份聚醚二醇和1.2～1.5份二月桂酸二丁基锡放入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入干燥的氮气，并将四口烧瓶投入水浴温度为75～78℃的水浴锅中，反应60～70min，得到混合液；按重量份数计，称取10～12份甲苯二异氰酸酯、13～15份E-20环氧树脂、20～22份丙酮和1.8～2.2份氯化铝-甲基丙烯酸羟丙酯混合搅拌制得分散液，将混合液质量2～3倍的分散液投入上述四口烧瓶中，将水浴升温至150～160℃，以100～120r/min的转速搅拌5～6h，制得预聚液；将上述水浴温度降温至65～68℃，向四口烧瓶中滴加预聚液质量10～15%的二元丙烯酸酯，恒温反应2～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将15～18份甲苯二异氰酸酯、15～18份聚醚二醇和1.2～1.5份二月桂酸二丁基锡放入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入干燥的氮气，并将四口烧瓶投入水浴锅中，反应，得到混合液；（2）按重量份数计，称取10～12份甲苯二异氰酸酯、13～15份E‑20环氧树脂、20～22份丙酮和1.8～2.2份氯化铝‑甲基丙烯酸羟丙酯混合搅拌制得分散液，将混合液质量2～3倍的分散液投入上述四口烧瓶中，将水浴升温，搅拌制得预聚液；（3）将上述水浴温度降温至65～68℃，向四口烧瓶中滴加预聚液质量10～15%的二元丙烯酸酯，恒温反应2～3h，得到改性液，再向四口烧瓶中滴加改性液质量10～20%的季戊四醇三丙烯酸酯，恒温反应4～6h后将水浴温度降温至40～50℃得到混凝反应液，将混凝反应液与去离子水按质量比2:1混合并放入高速剪切机中进行剪切混合，混合结束后放入真空干燥箱中干燥，制得反应分散液，备用；（4）按重量份数计，将10～12份对氯苯乙烯、13～15份四氢呋喃和2～4份金属镁碎片投入反应釜中，在氮气环境下混合搅拌，将反应釜升温，向反应釜中滴加1～2份溴乙烷，恒温反应5～10min得到绿色反应液，将对氯苯乙烯和四氢呋喃按质量比1:2混合得到有机混合液，将绿色反应液质量40～60%的有机混合液滴加入反应釜内，滴加结束后恒温静置5～6h，过滤去除镁片，得到混合反应液；（5）按重量份数计，将1～3份对氯苯腈、5～7份四氢呋喃和3～6份甲苯搅拌混合投入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入氮气，加热四口烧瓶，向四口烧瓶中滴加1～3份上述混合反应液，滴加结束后，恒温静置4～5h，放入真空干燥箱中减压蒸发，制得有机反应液；（6）按重量份数计，称取13～15份上述有机反应液和8～10份苯投入烧杯中混合搅拌，同时将烧杯放入冰水浴中并向烧杯中滴加2.0～2.5份硫酸溶液，滴加结束后升高水浴温度，回流冷凝，回流结束后倒入分液漏斗中，得到油层，依次用质量分数为的氢氧化钠溶液、饱和食盐水、蒸馏水洗涤油层至中性，洗涤结束后减压干燥12～14h得到反应粉末；（7）将备用的反应分散液与反应粉末按质量比15:1投入烧杯中，将烧杯放入超声振荡仪超声振荡，出料，即得高韧性热稳定型紫外光固化涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种高韧性热稳定型紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将15～18份甲苯二异氰酸酯、15～18份聚醚二醇和1.2～1.5份二月桂酸二丁基锡放入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入干燥的氮气，并将四口烧瓶投入水浴锅中，反应，得到混合液；（2）按重量份数计，称取10～12份甲苯二异氰酸酯、13～15份E-20环氧树脂、20～22份丙酮和1.8～2.2份氯化铝-甲基丙烯酸羟丙酯混合搅拌制得分散液，将混合液质量2～3倍的分散液投入上述四口烧瓶中，将水浴升温，搅拌制得预聚液；（3）将上述水浴温度降温至65～68℃，向四口烧瓶中滴加预聚液质量10～15%的二元丙烯酸酯，恒温反应2～3h，得到改性液，再向四口烧瓶中滴加改性液质量10～20%的季戊四醇三丙烯酸酯，恒温反应4～6h后将水浴温度降温至40～50℃得到混凝反应液，将混凝反应液与去离子水按质量比2:1混合并放入高速剪切机中进行剪切混合，混合结束后放入真空干燥箱中干燥，制得反应分散液，备用；（4）按重量份数计，将10～12份对氯苯乙烯、13～15份四氢呋喃和2～4份金属镁碎片投入反应釜中，在氮气环境下混合搅拌，将反应釜升温，向反应釜中滴加1～2份溴乙烷，恒温反应5～10min得到绿色反应液，将对氯苯乙烯和四氢呋喃按质量比1:2混合得到有机混合液，将绿色反应液质量40～60%的有机混合液滴加入反应釜内，滴加结束后恒温静置5～6h，过滤去除镁片，得到混合反应液；（5）按重量份数计，将1～3份对氯苯腈、5～7份四氢呋喃和3～6份甲苯搅拌混合投入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入氮气，加热四口烧瓶，向四口烧瓶中滴加1～3份上述混合反应液，滴加结束后，恒温静置4～5h，放入真空干燥箱中减压蒸发，制得有机反应液；（6）按重量份数计，称取13～15份上述有机反应液和8～10份苯投入烧杯中混合搅拌，同时将烧杯放入冰水浴中并向烧杯中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷珍菊，蒋梦成，朱彩娣，
申请(专利权)人：常州思宇知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32