水性透明聚氨酯、水性UV固化光油、水性UV固化油墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种水性透明聚氨酯、水性UV固化光油、水性UV固化油墨及其制备方法，其中，水性透明聚氨酯，按重量份数计，制备原料包括30～50份的异氟尔酮或二异丙基酮、5～20份的二异氰酸酯、80～120份的聚酯多元醇、1～3份的2,2‑二羟甲基丙酸、10～30份的新戊二醇和5～30份的C

【技术实现步骤摘要】
水性透明聚氨酯、水性UV固化光油、水性UV固化油墨及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种水性透明聚氨酯、水性UV固化光油、水性UV固化油墨及其制备方法。
技术介绍
随着限制涂料中VOC(挥发性有机化合物)排放趋势，各国的环保立法日益完善，执行日益严格，这促进了环保型涂料产品的开发与发展。UV固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能型涂料，70年代我国开始涉足该
，90年代后才得到长足发展。UV固化涂料在UV照射下即可快速固化，不仅固化速度快，而且与热固化涂料相比还能节省能源。目前，它不仅在木材、金属、塑料、纸张、皮革上大量应用，而且还在光纤、印刷线路板等材料上成功应用。手机、数码相机、笔记本电脑等电子产品的外壳以塑胶外壳为主，塑胶外壳在加工成型后，需要在其表面进行涂装装饰及保护。目前运用在手机、数码相机、笔记本电脑等电子产品的塑胶外壳上的可着色的涂料通常为热固性涂料，具有环保性差、抗划痕差、硬度差及耐磨性差等缺点；而抗划痕、硬度及耐磨性相对较好的UV固化涂料运用在手机、数码相机、笔记本电脑等电子产品的塑胶外壳上时，多作为无色清漆使用。如果要达到着色的效果，其配方里需要添加颜料或色浆来进行着色，但是在一般的UV光固化涂料中，添加颜料或色浆后，由于颜料或色浆的粒度大，于涂料的配方组分中难以均匀分散，因而存在着难以固化、表面流平性差、颜料润湿困难等缺点，在影响性能的同时，影响产品表面光洁的装饰效果。现有的一种改进的涂装方法是在塑胶外壳上喷涂热固性底漆着色后，再喷涂不同亮哑度的UV固化面漆进行保护，例如：目前的手机键盘大多以聚碳酸酯塑料为底材，喷涂时一般以主体树脂为丙烯酸树脂、添加有颜料的涂料形成色漆层，再喷涂一层UV固化的聚氨酯丙烯酸酯涂料作为保护涂层。然而，这样的涂装方法需要两个或多个制程，存在着效率低、能耗高等缺点，从而增加了成本。并且，这种应用于双涂层的涂装方法的UV固化涂料大都采用聚氨酯丙烯酸酯作为主体树脂，再加入活性稀释单体调整体系黏度及交联密度，然后加入光引发剂、流平剂、防尘剂、哑光粉等调整表面效果，最后加入有机溶剂组合而成。这种涂料的硬度和耐磨性能可达到要求，然而，这种UV固化涂料的主体树脂大多为非水性树脂，通过添加活性稀释单体、有机溶剂来制作UV固化涂料，环保性能差。并且在这种UV固化涂料中添加颜料后，作为单涂层涂料使用，存在表面流平性不好、颜料润湿不好、麻点等问题以及表面附着不好、抗划痕差、耐磨性差等缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种水性透明聚氨酯及其制备方法，此聚氨酯树脂具有良好的水溶解性、水溶液稳定性，及高的折射率，其为一种具有优异水性化特性的水性透明聚氨酯。本专利技术第二方面提供了一种水性UV固化光油及其制备方法，此性UV固化光油其耐折、耐磨、光泽度高，可作为透明的无色水性清漆使用，绿色环保。本专利技术第三方面提供了一种水性UV固化油墨及其制备方法，此水性UV固化油墨可作为单层涂层使用，且油墨层的颜色均匀鲜艳、流平性好、抗划痕、耐磨性好、粘附力强。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种水性透明聚氨酯，按重量份数计，制备原料包括30～50份的异氟尔酮或二异丙基酮、5～20份的二异氰酸酯、80～120份的聚酯多元醇、1～3份的2,2-二羟甲基丙酸、10～30份的新戊二醇和5～30份的C7～C22的链烷二醇。本专利技术的水性透明聚氨酯制备原料中，异氟尔酮和二异丙基酮不仅可作为反应单体使用，还可作为溶剂使用，其对二异氰酸酯具有较高的溶解性并且与水可混溶，因而可使生成的预聚物在水中形成均匀的分散体。2,2-二羟甲基丙酸不仅可以作为扩链剂，又能使聚氨酯获得自乳化性能，因而无需添加外乳化剂仅通过内乳化方式就可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯。水溶性极佳的新戊二醇和链烷二醇不仅可以作为辅助溶剂使用还可以调节乳液的柔韧性。因而，通过异氟尔酮、二异丙基酮、新戊二醇和链烷二醇的作用可生成分散均匀的聚氨酯水分散体，其具有高的折射率和水溶液稳定性。本专利技术的水性透明聚氨酯的制备方法包括如下步骤：(1)将所述异氟尔酮或二异丙基酮与所述二异氰酸酯混合均匀得混合液；(2)将所述聚酯多元醇、所述2,2-二羟甲基丙酸混合均匀，并于搅拌条件下滴入步骤(1)的所述混合液中，滴入完成后于75～85℃下反应3～5h；(3)于搅拌步骤(2)的反应物中滴加三乙醇胺后加入水形成水溶液，并依次滴加所述新戊二醇和所述C7～C22的链烷二醇，反应0.5～2h后，减压去除部分水。本专利技术通过二异氰酸酯、聚酯多元醇、异氟尔酮或二异丙基酮为主要原料，以2,2-二羟甲基丙酸进行封端可获得预聚物，通过三乙醇胺促进链增长，加入水溶性较好的新戊二醇和链烷二醇可促进预聚物于水中的分散。同时将聚酯多元醇和2,2-二羟甲基丙酸混合后滴加到步骤(1)中的混合液中并于75～85℃下反应3～5h，可使生成的自乳化性水性聚氨酯稳定，因而，可制备得到具有高的折射率和水溶液稳定性的水性透明聚氨酯。本专利技术的第二方面提供了一种水性UV固化光油，按重量百分数计，制备原料包括60～80％的聚氨酯、2～20％的光敏剂、1～10％的水性附着剂、0～15％的其他助剂和余量为成分为水和/或乙醇的溶剂，所述聚氨酯为前述的水性透明聚氨酯。本专利技术的水性UV固化光油利用具有高的折射率和水溶液稳定性的水性透明聚氨酯和光敏剂、水性附着剂混合，其耐折、耐磨、光泽度高，可作为透明的无色水性清漆使用，符合VOC的排放要求，绿色环保。本专利技术水性UV固化光油的制备方法包括步骤：将所述聚氨酯和所述溶剂进行充分研磨，并于35～50℃，350～550rmp转速下分散1～2h，加入所述光敏剂、所述水性附着剂和所述其他助剂继续研磨至粒径小于5um。本专利技术的UV固化光油通过水性透明聚氨酯、光敏剂、水性附着剂和其他助剂研磨混合得到粒径小于5um的水性UV固化光油，其耐折、耐磨、光泽度高。本专利技术的第三方面提供了一种水性UV固化油墨，按重量百分数计，制备原料包括20～40％的聚氨酯、10～50％的无树脂色浆、0.5～10％的光敏剂、0.5～5％的水性附着剂、0～10％的其他助剂和余量为成分为水和/或乙醇的溶剂，所述聚氨酯为前述的水性透明聚氨酯，所述无树脂色浆的粒径小于5um。本专利技术的水性UV固化油墨通过粒径小于5um的无树脂色浆与水性透明聚氨酯进行混合，小粒度的无树脂色浆极容易的分散于本身分散性较好的水性透明聚氨酯中，再结合光敏剂、水性附着剂和其他助剂可制得颜色均匀鲜艳、流平性好、抗划痕、耐磨性好、粘附力强的水性UV固化油墨，能有效解决传统油性油墨所产生的环境污染问题，且可作为单层涂料使用，能够使喷涂工艺的制程减少，有效提高产品的生产效率、良率。本专利技术的水性UV固化油墨的制备方法包括步骤：将所述聚氨酯、所述无树脂色浆和所述水进行充分研磨，并于40～50℃，400～600rmp转速下分散1～2h，加入光敏剂、水性附着剂和其他助剂继续研磨至粒径小于5um。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性透明聚氨酯，其特征在于，按重量份数计，制备原料包括30～50份的异氟尔酮或二异丙基酮、5～20份的二异氰酸酯、80～120份的聚酯多元醇、1～3份的2,2-二羟甲基丙酸、10～30份的新戊二醇和5～30份的C

【技术特征摘要】
1.一种水性透明聚氨酯，其特征在于，按重量份数计，制备原料包括30～50份的异氟尔酮或二异丙基酮、5～20份的二异氰酸酯、80～120份的聚酯多元醇、1～3份的2,2-二羟甲基丙酸、10～30份的新戊二醇和5～30份的C7～C22的链烷二醇。


2.根据权利要求1所述的水性透明聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述异氟尔酮或二异丙基酮与所述二异氰酸酯混合均匀得混合液；
(2)将所述聚酯多元醇、所述2,2-二羟甲基丙酸混合均匀，并于搅拌条件下滴入步骤(1)的所述混合液中，滴入完成后于75～85℃下反应3～5h；
(3)于搅拌步骤(2)的反应物中滴加三乙醇胺后加入水形成水溶液，并依次滴加所述新戊二醇和所述C7～C22的链烷二醇，反应0.5～2h后，减压去除部分水。


3.根据权利要求2所述的水性透明聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述三乙醇胺占所述二异氰酸酯和所述聚酯多元醇重量之和的0.1～2％，所述水占所述二异氰酸酯和所述聚酯多元醇重量之和的100～150％。


4.一种水性UV固化光油，其特征在于，按重量百分数计，制备原料包括60～80％的聚氨酯、2～20％的光敏剂、1～10％的水性附着剂、0～15％的其他助剂和余量为成分为水和/或乙醇的溶剂，所述聚氨酯为权利要求1所述的水性透明聚氨酯或权利要求2或3所述的水性透明聚氨酯的制备方法制得的水性透明聚氨酯。


5.根据权利要求4所述的水性UV固化光油，其特征在于，所述光敏剂选自2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：林时英，
申请(专利权)人：东莞市神乐高分子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44