一种光固化涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于涂料制备技术领域，具体涉及一种光固化涂料及其制备方法和应用。该涂料的原料包括5‑20份超支化聚甘油脂肪酸酯、10‑50份聚氨酯丙烯酸酯、10‑50份活性稀释剂、0.5‑8份光引发剂和0.1‑2份助剂。本发明专利技术在提高涂料亲水性时无需引入含腐蚀性的磺酸、羧酸等基团，超支化聚甘油脂肪酸酯含有大量醚键，具有较好的柔韧，通过超支化聚甘油脂肪酸酯和聚氨酯丙烯酸酯协同作用可以提高涂料的亲水性、附着力和耐弯折性。皂化值为50‑300mg/g的超支化聚甘油脂肪酸酯在不影响涂料其它性能的前提下提高涂料的亲水效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化涂料及其制备方法和应用
本专利技术属于涂料制备
，具体涉及一种光固化涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
紫外光固化涂料由于其高效、节能、经济和环境友好等特点，近年来受到了越来越多的关注，已在木材、油墨、塑料、黏结剂、电子元件封装材料、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业等领域取得了广泛的应用。紫外光固化涂料主要是由低聚物、活性稀释剂、光引发剂及助剂组成。紫外光固化的主要反应历程是由辐射引起光引发剂的分解，生成活性自由基并进一步引发活性稀释剂/低聚物发生聚合反应交联。随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，对各种功能性材料的要求越来越高。例如，空调换热器中的铝翅片，需要采用疏水或者亲水处理；亲水处理高效简单，成为空调翅片采用的基本方法。再有，如防雾玻璃或者眼镜镜片为了达到不起雾的效果，同样需要采用疏水或亲水处理，疏水处理需要采用氟化处理，对工艺和原材料有更高的要求，对环境也会产生污染。因此，亲水处理是成为处理功能材料常用的方法之一。中国专利文献CN102850897A公开了一种光固化亲水涂料，其组分包括磺酸盐单体、光固化乳液、多官能活性稀释剂、光引发剂、助剂和溶剂，该亲水涂料会将磺酸盐引入涂料中，固化后，这些基团仍然存在涂料中，对基材产生一定的腐蚀作用，影响涂料的使用寿命；此外，在涂料涂覆完成后，需要将涂料中的溶剂烘干才可以形成完整的涂膜，使工艺繁复，影响了涂料的施工效率，若缩短涂料的干燥时间，则需要引入加热设备，不环保且浪费能源。中国专利文献CN105176293A公开的超亲水涂料也存在上述问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的亲水性涂料需要引入对基材具有腐蚀作用的磺酸、羧酸等基团，以及涂料需经高温固化、附着性差、耐弯折性差等缺陷，从而提供了一种光固化涂料及其制备方法和应用。为此，本专利技术提供了以下技术方案。本专利技术提供了一种光固化涂料，以重量份数计，其原料包括5-20份超支化聚甘油脂肪酸酯、10-50份聚氨酯丙烯酸酯、10-50份活性稀释剂、0.5-8份光引发剂和0.1-2份助剂；所述超支化聚甘油脂肪酸酯的皂化值为50-300mg/g。所述超支化聚甘油脂肪酸酯的结构式如下：其中，R为COOCH＝CH2或COOC(CH3)＝CH2。所述超支化聚甘油脂肪酸酯的原料包括摩尔比为(5-30)：1的丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与超支化聚甘油脂肪酸酯；所述超支化聚甘油的分子量为2000-5000。所述聚氨酯丙烯酸酯为聚醚类聚氨酯丙烯酸酯和/或聚酯类聚氨酯丙烯酸酯。所述光固化涂料的原料包括10-20份超支化聚甘油脂肪酸酯。所述光引发剂为2-甲基-2-羟基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯基酰基-二苯基氧化磷和二苯甲酮中的至少一种。所述活性稀释剂为单甲醚聚乙二醇丙烯酸酯、聚二乙醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基季戊四醇三丙烯酸酯和乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。所述助剂为消泡剂和/或流平剂。所述光固化涂料的原料还包括0.1-2份润湿分散剂和/或阻聚剂。本专利技术还提供了一种上述光固化涂料的制备方法，包括以下步骤，各原料混合均匀后得到所述光固化涂料；其中，所述超支化聚甘油脂肪酸酯是通过酯交换反应制备得到。所述超支化聚甘油脂肪酸酯的制备方法包括，超支化聚甘油与甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯，在80-100℃、催化剂的作用下，通过酯交换反应得到。其中，催化剂为碱性催化剂、有机锡和有机钛催化剂中的至少一种。本专利技术还提供了一种上述光固化涂料或上述方法制备得到的光固化涂料在具有亲水性要求的产品中的应用。具有亲水性要求的产品可以是空调换热器中的铝翅片、防雾玻璃、眼镜镜片等。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的光固化涂料，该涂料的原料包括5-20份超支化聚甘油脂肪酸酯、10-50份聚氨酯丙烯酸酯、10-50份活性稀释剂、0.5-8份光引发剂和0.1-2份助剂。本专利技术在提高涂料亲水性时无需引入含腐蚀性的磺酸、羧酸等基团，超支化聚甘油脂肪酸酯含有大量醚键，具有较好的柔韧，但本体强度不够，一般情况不会应用于受力部件，与聚氨酯丙烯酸酯协同作用可以克服超支化聚甘油脂肪酸强度不够的缺点，能够应用于受力部件，通过超支化聚甘油脂肪酸酯和聚氨酯丙烯酸酯协同作用可以提高光固化涂料的亲水性、附着力和耐弯折性。皂化值为50-300mg/g的超支化聚甘油脂肪酸酯在不影响涂料其它性能(耐水性、附着性、柔软性等)的前提下有助于提高涂料的亲水效果。皂化值过高，会影响超支化聚甘油脂肪酸酯的亲水性，皂化值过低，会影响超支化聚甘油脂肪酸酯的附着力以及与其它组分的相容性，使涂料出现分离。本专利技术提供的光固化涂料在室温下就可以固化，无需高温操作，减少设备投入，且该涂料的原料可以不用溶剂，固含量高。2.本专利技术提供的光固化涂料，通过控制超支化聚甘油的数均分子量为2000-5000，丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与超支化聚甘油脂肪酸酯的摩尔比，可以保证得到皂化值为50-300mg/g的超支化聚甘油脂肪酸酯，超支化聚甘油的分子量过高会降低超支化聚甘油脂肪酸酯与其它组分的互溶性，分子量过低，得到的超支化聚甘油脂肪酸酯的皂化值高，涂料的亲水性就会变差。本专利技术通过采用的聚醚类聚氨酯丙烯酸酯，聚醚类聚氨酯丙烯酸酯与超支化聚甘油脂肪酸酯的相容性较好，大分子可以相互缠绕，能够更好实现各自性能优势，提高光固化涂料的附着性和柔韧性。本专利技术提供的光固化涂料的性能是由各组分协同作用实现的，是整个涂料体系发挥作用实现的。聚酯类聚氨酯丙烯酸酯的硬度高、耐磨，有助于提高光固化涂料的附着力和强度等性能。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。聚氨酯丙烯酸酯是聚醚类聚氨酯丙烯酸酯和/或聚酯类聚氨酯丙烯酸酯，其中，聚醚类聚氨酯丙烯酸酯可以是沙多玛CN966J75，松常SU530，长兴DR-U367-1等；聚酯类聚氨酯丙烯酸酯可以是松常SU5656，五行W300，沙多玛CN965等多个不同厂家生产的不同型号的聚氨酯丙烯酸酯。在以下实施例和对比例中，用到的聚氨酯丙烯酸酯的型号为多玛CN966J75，消泡剂为TEGO14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化涂料，其特征在于，以重量份数计，其原料包括5-20份超支化聚甘油脂肪酸酯、10-50份聚氨酯丙烯酸酯、10-50份活性稀释剂、0.5-8份光引发剂和0.1-2份助剂；/n所述超支化聚甘油脂肪酸酯的皂化值为50-300mg/g。/n

【技术特征摘要】
1.一种光固化涂料，其特征在于，以重量份数计，其原料包括5-20份超支化聚甘油脂肪酸酯、10-50份聚氨酯丙烯酸酯、10-50份活性稀释剂、0.5-8份光引发剂和0.1-2份助剂；
所述超支化聚甘油脂肪酸酯的皂化值为50-300mg/g。


2.根据权利要求1所述的光固化涂料，其特征在于，所述超支化聚甘油脂肪酸酯的原料包括摩尔比为(5-30)：1的丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯与超支化聚甘油脂肪酸酯；
所述超支化聚甘油的分子量为2000-5000。


3.根据权利要求1或2所述的光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯为聚醚类聚氨酯丙烯酸酯和/或聚酯类聚氨酯丙烯酸酯。


4.根据权利要求1-3任一项所述的光固化涂料，其特征在于，其原料包括10-20份超支化聚甘油脂肪酸酯。


5.根据权利要求1-4任一项所述的光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为2-甲基-2-羟基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯基酰基-二苯基氧化磷和二苯甲酮中的至少一种。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彦彬，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学抚顺新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21