一种UV固化水性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种UV固化水性树脂及其制备方法。该UV固化水性树脂为由聚氨酯改性丙烯酸酯和胺烷基磺酸盐反应生成的聚氨酯改性丙烯酸酯UV树脂，具有软硬可调性，可通过改变合成聚氨酯改性丙烯酸酯所用原料中的二元醇的分子量来调控固化膜的硬度及柔韧性；兼具聚氨酯和丙烯酸酯的特征，其固化膜具有较高的硬度和良好的附着力、柔韧性，外观光滑，漆膜饱满；可通过控制亲水基团的含量来平衡树脂的乳化性能和固化膜的耐水性能。以该UV固化水性树脂作为UV固化水性涂料主要组分时，可通过水替代活性稀释剂来调节涂料的流动性，对环境友好，还改善了膜固化收缩现象，具有可薄涂、施工设备易清洗等优点。其制备方法简单、对设备要求低，易于实现产业化。

【技术实现步骤摘要】
一种UV固化水性树脂及其制备方法
本专利技术涉及水性涂料
，尤其是指一种UV固化水性树脂及其制备方法。
技术介绍
UV固化涂料具有环保、高效等优点，所形成的固化膜综合性能优异，被广泛用于木制品、塑料制品、金属制品的涂饰。UV固化水性树脂是UV固化水性涂料中的关键成分，其分子结构、分子量、官能度等决定了固化膜的性能。聚氨酯改性丙烯酸酯类UV树脂具有良好的柔韧性、附着力、耐磨性能、耐候性能等，软硬可通过分子结构调控，但其粘度通常较高，涂料配方中需添加活性稀释剂。传统UV固化涂料需添加丙烯酸酯类活性稀释剂，这类活性稀释剂具有一定的致敏性，对人体可能造成一定危害，且会导致固化膜出现一定收缩。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：将现有的聚氨酯改性丙烯酸酯进行改性，得到的新的UV固化水性树脂，使新的UV固化水性树脂在应用时并不需要添加丙烯酸酯类活性稀释剂。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种UV固化水性树脂，由A和B反应生成，所述A为聚氨酯改性丙烯酸酯，所述B为胺烷基磺酸盐。进一步地，所述A的结构式为：其中，R为R1为R2为R3为R5为R6为R0为H或Me，R4为H或Me,R7为H或Me,R8为H或Me；n的取值范围为2-20，n1的取值范围为1-30，m的取值范围为2-20，m1的取值范围为1-30，p的取值范围为1-30。进一步地，所述B由和/或组成，其中，x的取值范围为2-20，Y+为Na+和/或K+和/或NH4+，Z+为Na+和/或K+和/或NH4+。进一步地，所述反应为Michael加成反应，所述A与所述B按照摩尔量比例1：(0.5-2.0)进行反应。一种UV固化水性树脂的制备方法，按所需准备A和B，将A加入反应瓶中，加入溶剂溶解A并加热至40～50℃，往反应瓶中缓慢滴加B，滴加完成后保温反应至反应完毕，经后处理即得所述的UV固化水性树脂，其中，A为聚氨酯改性丙烯酸酯，B为胺烷基磺酸盐。进一步地，所述溶剂的添加量体积为所述A体积的0.5-2倍；所述溶剂为由水与有机溶剂按照体积比1：(1-4)的比例混合形成。进一步地，所述溶剂为乙醇/水混合溶剂、丙酮/水混合溶剂、N-甲基吡咯烷酮/水混合溶剂中的一种。进一步地，所述保温反应的反应时间为24-48h。进一步地，所述后处理为：通过减压蒸馏，除去有机溶剂；减压蒸馏的压力为-0.09MPa～-0.1MPa，温度为40-150℃。进一步地，检测反应体系中的伯胺值，当伯胺值小于4mgKOH/g且趋于稳定时，判定为反应完毕。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术的UV固化水性树脂为聚氨酯改性丙烯酸酯UV树脂，具有软硬可调性，及可通过改变合成聚氨酯改性丙烯酸酯所用原料中的二元醇的分子量来调控固化膜的硬度及柔韧性。2.本专利技术的UV固化水性树脂，兼具聚氨酯和丙烯酸酯的特征，其固化膜具有较高的硬度和良好的附着力、柔韧性，外观光滑，漆膜饱满。3.本专利技术的UV固化水性树脂可通过控制亲水基团的含量来平衡树脂的乳化性能和固化膜的耐水性能。4.本专利技术提供的UV固化水性树脂的制备方法简单、对设备要求低，易于实现产业化。5.以本专利技术提供的UV固化水性树脂作为UV固化水性涂料，可通过水替代活性稀释剂来调节涂料的流动性，不仅对环境友好，还改善了膜固化收缩现象。此外，UV固化水性涂料还具有可薄涂、施工设备易清洗等优点。具体实施方式本专利技术最关键的构思在于：在分子结构中引入亲水基团，使其具有一定亲水性，制备成UV固化水性聚氨酯改性丙烯酸酯树脂，应用时用水替代丙烯酸酯类活性稀释剂进行稀释。为了进一步论述本专利技术构思的可行性，根据本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果的具体实施方式详予说明。实施例1一种UV固化水性树脂，由A和B经过Michael加成反应生成，所述A为聚氨酯改性丙烯酸酯，所述B为胺烷基磺酸盐；所述A与所述B按照摩尔量比例1：(0.5-2.0)进行反应。所述A的结构式为：其中，R为R1为R2为R3为R5为R6为R0为H或Me，R4为H或Me,R7为H或Me,R8为H或Me；n的取值范围为2-20，n1的取值范围为1-30，m的取值范围为2-20，m1的取值范围为1-30，p的取值范围为1-30。所述B由和/或组成，其中，x的取值范围为2-20，Y+为Na+和/或K+和/或NH4+，Z+为Na+和/或K+和/或NH4+。所述B还可以由两种或多种的x值取值不一样的H2N-(CH2)x-SO3-Y+混合组成。实施例2一种UV固化水性树脂的制备方法，按所需准备A和B，将A加入反应瓶中，加入适量溶剂溶解A并加热至40～50℃，往反应瓶中缓慢滴加B，滴加完成后保温反应24-48h；在保温反应进行到24-48h阶段，检测反应体系中的伯胺值，当伯胺值小于4mgKOH/g且趋于稳定时，判定为反应完毕；当连续两次测得的伯胺值，二者之差小于1mgKOH/g时即判断反应趋于稳定；最后，在-0.09MPa～-0.1MPa，40-150℃条件下，通过减压蒸馏的方式，除去反应体系中的有机溶剂即得所述的UV固化水性树脂。优选地，所述溶剂的添加量体积为所述A的体积的0.5-2倍；所述溶剂为由水与有机溶剂按照体积比1：(1-4)的比例混合形成，其中，所述溶剂为乙醇/水混合溶剂、丙酮/水混合溶剂、N-甲基吡咯烷酮/水混合溶剂中的一种；A为聚氨酯改性丙烯酸酯，B为胺烷基磺酸盐。为进一步论述本专利技术构思的可行性，根据以下试验例及试验例测试数据进行论述：试验例1将348.3g甲苯二异氰酸酯加入反应瓶中，升温至60℃，开启搅拌，氮气保护下缓慢滴加600g聚乙二醇PEG600，滴加完毕继续保温反应，测得-NCO值趋于理论剩余-NCO值且稳定，停止反应，得到单体1，948.3g。将1185.2g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入反应瓶中，升温至50℃，开启搅拌，避光下缓慢滴加122g乙醇胺，滴加完毕，继续保温反应，色谱检测无原料峰后，停止反应，得到单体2，1307.2g。氩气保护，避光下，将1307.2g单体2加入反应瓶中，升温至60℃，开启搅拌，缓慢滴加948.3g单体1，滴加完毕继续保温反应，测得无-NCO基团，停止反应，降温得到聚氨酯改性丙烯酸酯E6UV8，2255.5g。将500gE6UV8加入丙酮/水混合溶剂中，加热至50～60℃，缓慢滴加50.4g乙二胺基乙磺酸钠(50％水溶液)进行反应，检测无伯胺后，减压蒸馏除去丙酮，即得所述的UV固化水性树脂W1-E6UV8。试验例2参照试验例1的制备方法及配比，获得聚氨酯改性丙烯酸酯E6UV8。将500gE6UV8加入丙酮/水混合溶剂中，加热至50～60℃，缓慢滴加67.2g乙二胺基乙磺酸钠(50％水溶液)进行反应，检测无伯胺后，减压蒸馏除去丙酮，即得所述的UV固化水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV固化水性树脂，其特征在于，由A和B反应生成，所述A为聚氨酯改性丙烯酸酯，所述B为胺烷基磺酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种UV固化水性树脂，其特征在于，由A和B反应生成，所述A为聚氨酯改性丙烯酸酯，所述B为胺烷基磺酸盐。


2.如权利要求1所述UV固化水性树脂，其特征在于，所述A的结构式为：



其中，R为R1为R2为R3为R5为R6为
R0为H或Me，R4为H或Me,R7为H或Me,R8为H或Me；n的取值范围为2-20，n1的取值范围为1-30，m的取值范围为2-20，m1的取值范围为1-30，p的取值范围为1-30。


3.如权利要求1或2所述UV固化水性树脂，其特征在于，所述B由和/或组成，
其中，x的取值范围为2-20，Y+为Na+和/或K+和/或NH4+，Z+为Na+和/或K+和/或NH4+。


4.如权利要求3所述UV固化水性树脂，其特征在于，所述反应为Michael加成反应，所述A与所述B按照摩尔量比例1：(0.5-2.0)进行反应。


5.一种UV固化水性树脂的制备方法，其特征在于，按所需准备A和B，将A加入反应瓶中，加入溶剂溶解A并加热至40～50℃，往...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，龙绪俭，熊东路，肖增钧，易松，杨轩，鲁晓东，李斌仁，
申请(专利权)人：深圳市前海博扬研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44