一种紫外光固化涂料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种紫外光固化涂料，属于化工涂料加工技术领域，按重量份数计，由如下组分制成：多官能度丙烯酸酯树脂50

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化涂料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及化工涂料加工
，尤其是涉及一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]紫外光固化(UV)涂料是一种新型的环保型涂料，广泛应用于PVC塑胶地板、电子器件、医用材料等领域。与传统的热固化相比，UV光固化技术因其高效、快速、环保、节能和适应性广的“5E”特点。但现有的紫外光固化涂层普遍耐磨性能以及耐高温性能不足，还无法满足许多严苛应用环境下的要求。现需要制备一种具有高耐磨性能和耐高温的紫外光固化涂层，以有效提高硬度较低，耐高温性较差的基材的使用寿命。
[0003]目前开发的UV涂料不同程度上存在着一些问题，例如UV涂料经光固化后出现收缩较大，附着力差，耐磨及耐高温性能不佳等问题。而且，现有的UV涂料为了提高耐磨性能，往往加入一些无机填料，有些填料选择不当往往导致耐磨性能不是很理想，如涂料体系出现团聚，长时间存放分层等问题。此外，以单纯的环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其他丙烯酸酯树脂作为光敏树脂时，涂层不易获得优异的综合性能。
[0004]故而，在涂料中引入可参与固化的有机硅树脂是一种可行的方式。当前，在硅树脂合成过程中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH
‑
570)，然后再与多官能度丙烯酸酯树脂复配可获得具有优异性能的紫外光固化涂料。但其固化速度慢、表干时间长、双键转化率低，而且涂料组分间极性往往相差很大，相容性较差，制备的涂层表面容易产生缩孔等缺陷，影响涂层的透光率，耐磨性和耐高温性。
专利技术内容
[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术申请人提供了一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。本专利技术先利用丙烯酸和环氧环己烷基硅烷开环反应，制备了一种含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷，然后和六甲基二硅氧烷、二官能度硅氧烷和三官能度硅氧烷进行水解缩合，合成了酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。本专利技术制备的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，有助于无机填料在紫外光固化涂料中得到充分、均匀的分散效果。同时，配合有机硅树脂既有的优异性能，使得本专利技术提供的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂与多官能度丙烯酸酯树脂复配后制备的紫外光固化涂料，不仅具有优异的耐磨性能、耐划伤性和耐高温性能，而且涂层表面不易出现缺陷，透光率较高，附着力好。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种紫外光固化涂料，其特征在于，按重量份数计，由如下组分制成：
[0008][0009]所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂的制备方法如下：
[0010]S1：将环氧环己烷基硅氧烷、丙烯酸、三苯基膦、对苯二酚和甲基乙基酮加到反应容器中，升温至80℃～90℃，搅拌反应5～7小时，正己烷洗涤后，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷；
[0011]S2：将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷、异丙醇和对苯二酚混合，升温至30℃～50℃，滴加盐酸和去离子水的混合物，0.5～1小时内滴完，升温至50℃～70℃，搅拌反应2～8小时，加入六甲基二硅氧烷，升温至70℃～80℃，搅拌反应2～5小时；然后静置分层，将油层水洗至中性，最后减压蒸馏除去小分子物质，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。
[0012]在可选的实施方案中，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂具有以下结构：
[0013][0014]其中，R1为
‑
CH3或
‑
CH2CH3，R2为
‑
CH3、
‑
CH2CH3或
‑
CH2CH2CH3；
[0015]所述的环氧环己烷基硅氧烷为2
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一种或几种；所述二官能度硅氧烷为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的一种或几种；所述三官能度硅氧烷为乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0016]在可选的实施方案中，S1中所述的丙烯酸与所述环氧环己烷基硅氧烷的摩尔比为
1∶(1～1.3)；所述三苯基膦用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～3％；所述对苯二酚用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～5％。
[0017]在可选的实施方案中，S2中所述的去离子水摩尔用量为所述含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷总摩尔数的3～9倍；所述对苯二酚用量为含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷总质量的0.1％～5％；所述的盐酸用量为所述用水质量的0.1％～5％；所述的含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷的摩尔比为1∶(0.2～0.8)∶(1～5)∶(0.1～0.8)。
[0018]在可选的实施方案中，所述的活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种；所述哑光粉为日本东曹E
‑
1011；所述的光引发剂选自2，4，6
‑
三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2
‑
苯基
‑
2，2
‑
二甲氨基
‑1‑
(4
‑
吗啉苯基)
‑1‑
丁酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、α，α
‑
二乙氧基苯乙酮、1
‑
羟基
‑
环己基苯甲酮和2，4，6
‑
三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一种或几种。
[0019]在可选的实施方案中，所述的多官能度丙烯酸酯树脂选自聚氨酯丙烯酸酯树脂、改性聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
[0020]作为本专利技术的另一个方面，提供一种紫外光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将20～50份所述活性稀释剂，0.5～1份所述消泡剂和0.5～1份所述流平剂，用高速分散机在2000～2500r/min的转速下搅拌5～10min，使其分散均匀；
[0022](2)分批加入5～20份所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂和10～15份所述哑光粉，全部加完后，用高速分散机在3500～4000r/min的转速下搅拌20～30min；
[0023](3)加入50～70份多官能度丙烯酸酯树脂和1～5份光引发剂，用高速分散机在20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化涂料，其特征在于，按重量份数计，由如下组分制成：其中，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂是由以下方法制得：S1：将环氧环己烷基硅氧烷、丙烯酸、三苯基膦、对苯二酚和甲基乙基酮加到反应容器中，升温至80℃～90℃，搅拌反应5～7小时，正己烷洗涤后，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷；S2：将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷、异丙醇和对苯二酚混合，升温至30℃～50℃，滴加盐酸和去离子水的混合物，0.5～1小时内滴完，升温至50℃～70℃，搅拌反应2～8小时，加入六甲基二硅氧烷，升温至70℃～80℃，搅拌反应2～5小时；然后静置分层，将油层水洗至中性，最后减压蒸馏除去小分子物质，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂具有以下结构：其中，R1为
‑
CH3或
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CH2CH3，R2为
‑
CH3、
‑
CH2CH3或
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CH2CH2CH3；所述的环氧环己烷基硅氧烷为2
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(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2
‑
(3，4
‑
环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一种或几种；
所述二官能度硅氧烷为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的一种或几种；所述三官能度硅氧烷为乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，S1中所述的丙烯酸与所述环氧环己烷基硅氧烷的摩尔比为1∶(1～1.3)；所述三苯基膦用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～3％；所述对苯二酚用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～5％。4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，S2中所述的去离子水摩尔用量为所述含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷总摩尔数的3～9倍；所述对苯二酚用量为含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷总质量的0.1％～5％；所述的盐酸用量为所述去离子水质量的0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小杰，顾正明，徐健，
申请(专利权)人：泰州市正大化工有限公司，
类型：发明
国别省市：