一种水性UV光固化涂料制造技术

本发明专利技术提供了一种水性UV光固化涂料，其特征在于，是由如下重量份的各组分组成：聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6‑三(4‑羧基苯基)‑1,3,5‑三嗪20‑30份、亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑10‑20份、水性光引发剂0.5‑1.5份、水溶性氮化硼量子点0.5‑2份、填料15‑20份、分散剂3‑5份、消泡剂0.5‑1.5份、乳化剂1‑3份、水15‑25份。本发明专利技术还公开了所述水性UV光固化涂料的制备方法。本发明专利技术公开的水性UV光固化涂料综合性能好，耐水性、耐溶剂性、储存稳定性和机械强度佳，固化速度快，耐候性、耐磨性优异，使用安全环保。

A Waterborne UV curable coating

【技术实现步骤摘要】
一种水性UV光固化涂料
本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种水性UV光固化涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着经济的发展及全球工业化进程的推进，环境问题和能源问题日益严峻，成为制约社会发展的两座大山。为了解决这些问题，世界各国也出台了相应法律法规，旨在鼓励推广使用绿色环保、节能减排的新产品。正是在这种形势下，UV光固化涂料进入了人们的视线，这种产品一经问世就受到了人们的高度重视。UV光固化涂料是一种受紫外光照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化的涂料，它具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广、有利于消除VOC等优点，被广泛应用于木材、塑料、光纤、纸张等材料领域。现有技术中的UV光固化涂料根据所有分散体系的不同分为油性UV光固化体系和水性体系，油性UV光固化体系中的活性稀释单体大部分具有强烈的气味，同时对人体的感官和皮肤有较强的刺激，极大地影响操作者的身体健康。水性光固化涂料，具有固化速度快，生产效率高，能源利用率高，有机挥发物(VOC)少，环保无污染等特点，是涂料行业发展的主流方向，是现阶段乃至未来涂料市场的“明星”产品。然而，现有技术中的水性UV光固化涂料或多或少存在脆性和柔韧性不好，耐水性、耐溶剂性、储存稳定性和机械强度差，易吸潮，耐候性、耐磨性有待进一步提高，因为快速的光固化性能，涂料在很短的时间之内固化，涂料内部会存在较大的收缩应力，导致涂层力学性能，尤其是附着力显著下降的缺陷。授权公布号为CN101294046B的中国专利技术专利公开了一种紫外光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法。该专利技术首先以多元硫醇和烯分别为端基通过化学键接的方法引入到聚酯多元醇或者异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体中，再通过自乳化法制备含多元硫醇和多元烯的水性聚氨酯分散体涂料。然后以上述两种聚氨酯水性分散体涂料为基础制备得紫外光固化水性聚氨酯涂料，该专利技术涂料室温贮存稳定性优异，光固化速度快，固化程度均匀，无氧气阻碍效应；然而由于分子UV光固化水性聚氨酯主链中无可参与UV固化的活性交联点，且分子链上具有亲水性链段，如果固化不充分，会导致固化膜的耐水性和耐介质性较差；同时由于官能度低，难以实现色漆和厚涂膜的充分UV固化。因此，开发一种综合性能佳，固化速度快，耐水性和耐溶剂性能好，耐候性和耐磨性优异，与基材附着力大的水性UV光固化涂料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进UV光固化涂料行业的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种水性UV光固化涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，施工方便，制备成本低廉，耗能少，制备效率高，适合连续规模化生产，有效实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的有机统一；通过这种制备方法制备得到的水性UV光固化涂料综合性能好，耐水性、耐溶剂性、储存稳定性和机械强度佳，固化速度快，耐候性、耐磨性优异，使用安全环保。本专利技术通过以下技术方案实现：一种水性UV光固化涂料，其特征在于，是由如下重量份的各组分组成：聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑10-20份、水性光引发剂0.5-1.5份、水溶性氮化硼量子点0.5-2份、填料15-20份、分散剂3-5份、消泡剂0.5-1.5份、乳化剂1-3份、水15-25份。优选的，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的至少一种；所述分散剂为六偏磷酸钠、聚羧酸钠盐中的至少一种；所述填料为堇青石粉、钛白粉、滑石粉、伊利石粉、海泡石粉中的至少一种。优选的，所述水溶性氮化硼量子点的制备方法，参见：中国专利技术专利CN201510387306.1实施例1。优选的，所述水性光引发剂为MC-299水性UV光引发剂、IRGACURE500UV光引发剂、光引发剂2959中的至少一种。优选的，所述亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将氨基封端超支化聚苯并咪唑、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉、三乙氧硅基丙基马来酸加入到高沸点溶剂中，在30-50℃，氧气阻聚作用下，搅拌反应8-10小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物3-6次，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；步骤S2、将经过步骤S1制成的中间产物、氯丙二酸、阻聚剂、碱性催化剂加入到N-甲基吡咯烷酮中，在100-110℃搅拌反应3-5小时，后在饱和碳酸钠溶液中沉出，再用乙醚洗涤3-6次，最后旋蒸除去乙醚，得到亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑。较佳的，步骤S1中所述氨基封端超支化聚苯并咪唑、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉、三乙氧硅基丙基马来酸、高沸点溶剂的摩尔比为1:(2-3):4:(15-25)；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。优选的，步骤S2中所述中间产物、氯丙二酸、阻聚剂、碱性催化剂、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:(6-10):(0.1-0.3):(1-2):(25-35)；所述阻聚剂为四氯苯醌、1,4-萘醌中的至少一种；所述碱性催化剂为氢化钠、叔丁基醇钾、甲醇钠中的至少一种。较佳的，所述聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法，包括如下步骤：将聚乙二醇单烯丙基醚、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶加入到四氢呋喃中，在30-50℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸除去副产物和四氢呋喃，得到聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪。优选的，所述聚乙二醇单烯丙基醚、2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃的摩尔比为3:1:(0.3-0.5):0.2:(13-16)。本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述水性UV光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份将各组分混合，在转速为800-1200r/min下搅拌1-3h，然后在转速为1800-2100r/min下继续搅拌2-3h，后加入氢氧化钠，调节PH至7，接着通过研磨机研磨至细度为10-30μm，后熟化1-2天，取样检验，合格后过筛包装，制得成品水性UV光固化涂料。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本专利技术提供的一种水性UV光固化涂料的制备方法，该制备方法简单易行，施工方便，制备成本低廉，耗能少，制备效率高，适合连续规模化生产，有效实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的有机统一。(2)本专利技术提供的一种水性UV光固化涂料，克服了现有技术中的水性UV光固化涂料或多或少存在脆性和柔韧性不好，耐水性、耐溶剂性、储存稳定性和机械强度差，易吸潮，耐候本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性UV光固化涂料，其特征在于，是由如下重量份的各组分组成：聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑10-20份、水性光引发剂0.5-1.5份、水溶性氮化硼量子点0.5-2份、填料15-20份、分散剂3-5份、消泡剂0.5-1.5份、乳化剂1-3份、水15-25份。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性UV光固化涂料，其特征在于，是由如下重量份的各组分组成：聚乙二醇单烯丙基醚改性2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪20-30份、亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑10-20份、水性光引发剂0.5-1.5份、水溶性氮化硼量子点0.5-2份、填料15-20份、分散剂3-5份、消泡剂0.5-1.5份、乳化剂1-3份、水15-25份。


2.根据权利要求1所述的一种水性UV光固化涂料，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的至少一种；所述分散剂为六偏磷酸钠、聚羧酸钠盐中的至少一种；所述填料为堇青石粉、钛白粉、滑石粉、伊利石粉、海泡石粉中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种水性UV光固化涂料，其特征在于，所述水性光引发剂为MC-299水性UV光引发剂、IRGACURE500UV光引发剂、光引发剂2959中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种水性UV光固化涂料，其特征在于，所述亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将氨基封端超支化聚苯并咪唑、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉、三乙氧硅基丙基马来酸加入到高沸点溶剂中，在30-50℃，氧气阻聚作用下，搅拌反应8-10小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤产物3-6次，后旋蒸除去乙醇，得到中间产物；
步骤S2、将经过步骤S1制成的中间产物、氯丙二酸、阻聚剂、碱性催化剂加入到N-甲基吡咯烷酮中，在100-110℃搅拌反应3-5小时，后在饱和碳酸钠溶液中沉出，再用乙醚洗涤3-6次，最后旋蒸除去乙醚，得到亲水基团改性氨基封端超支化聚苯并咪唑。


5.根据权利要求4所述的一种水性UV光固化涂料，其特征在于，步骤S1中所述氨基封端超支化聚苯并咪唑、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：朱生寿，
类型：发明
国别省市：湖南;43