一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，包括以下原料组分：聚氨酯丙烯酸酯预聚体，以及，聚氨酯丙烯酸酯低聚物。经紫外线固化后，本发明专利技术的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液具有较好的机械强度，耐磨性能好，所制成的哑光涂料固化后细腻度好。涂料固化后细腻度好。

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，特别涉及水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制成的水性哑光漆。

技术介绍

[0002]在涂料中，哑光漆是相对高光漆相比较而言，光泽度相对降低的漆，通常哑光漆60度角的光泽度在20以下。哑光漆具有外观柔和、质感性强等特点，在3C电子领域、化妆品等高端领域受到重要并得到广泛应用，其中，高耐磨哑光漆更是受到市场的青睐。此外，随着近年来环保力度的加大，加快了高耐磨水性哑光漆的发展。
[0003]水性聚氨酯丙烯酸酯乳液是用水代替溶剂进行分散得到的水性树脂。因为用水代替了溶剂，这种乳液的环保性好。用水性聚氨酯丙烯酸酯乳液制备哑光漆，可以减轻环保压力，此外，这种哑光漆可以兼具聚氨酯优异的耐磨性、粘接性和柔韧性，同时又拥有丙烯酸酯的耐候性和保光性。但是，使用常规水性聚氨酯丙烯酸酯制得的水性哑粉漆，其表观粗糙，哑粉细腻度不佳，限制了其应用。
[0004]另一方面，为了提高哑光漆膜的耐磨性，有些现有技术(例如中国专利申请公开CN108531042A和CN107446484A等)提出，在制备哑光漆的过程中向其中引入二氧化硅无机物成分。然而，作为无机物的二氧化硅与高分子组分之间有相容性隐患，限制了该类耐磨哑粉漆在更多项目中的应用。
[0005]因此，现有的水性哑光漆技术，无论是从哑光细腻度、还是在耐磨性上，都尚不能满足漆膜产品的外观要求和实用性(例如耐磨)的要求，存在很大的待改进空间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是改进现有技术的不足之处，为了实现这个技术目的，本专利技术提出了一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，该乳液所用原料均为高分子组分因而相容性好，用该乳液制备的哑光漆具备足够的硬度，耐磨性好，同时哑粉漆的细腻度好。
[0007]根据本专利技术的一个方面，一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：聚氨酯丙烯酸酯预聚体，以及，聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
[0008]根据本专利技术的第二方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括以下原料组分：低聚物二元醇，多异氰酸酯，以及，第二紫外光固化单体。
[0009]上述各组分之间能够产生协同作用或增效作用，聚氨酯丙烯酸酯预聚体和聚氨酯丙烯酸酯低聚物均具有一定的链长和分子结构，经紫外线固化后的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液具有较好的机械强度，耐磨性能好。
[0010]此外，水性聚氨酯丙烯酸酯乳液采用有机溶剂含量少的聚氨酯丙烯酸酯预聚体，提供亲水性且绿色环保。
[0011]根据本专利技术的第三方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括以下原料组分：
[0012]低聚物二元醇
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30～60
[0013]多异氰酸酯
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5～20
[0014]第二紫外光固化单体
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40～60。
[0015]上述原料合成的聚氨酯丙烯酸酯预聚体未经自乳化或分散于互不相溶的液体中，与聚氨酯丙烯酸酯低聚物和第一紫外光固化单体的相溶性好。
[0016]根据本专利技术的第四方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，还包括以下原料组分：第一紫外光固化单体，以及，水。
[0017]第一紫外光固化单体能够提供较多的官能度，保证水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固化的交联度，进一步提升耐磨性。
[0018]可选的，所述第一紫外光固化单体和所述第二紫外光固化单体均为丙烯酸酯。
[0019]不饱和丙烯酸酯化合物包括：三羟甲基丙烷丙烯酸酯、季戊四醇三或四丙烯酸酯(PETA)、双季戊四醇五或六丙烯酸酯(DPHA)及其改性化合物，丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、丙烯酸羟丁酯(HBA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HMPA)中的至少一种。
[0020]优选的，所述丙烯酸酯为季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、双季戊四醇五丙烯酸酯(DPHA)及其改性化合物、双季戊四醇六丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)中的一种或多种。
[0021]可选的，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的原料组分包括二异氰酸酯和丙烯酸酯。
[0022]根据本专利技术的第五方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，
[0023]所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体的数均分子量为2000～5000，官能度为6～10；
[0024]所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为1000～2000，官能度为3～10；
[0025]所述第一紫外光固化单体的官能度为3～6。
[0026]所述官能度指参与紫外光固化反应的官能团数目，即不饱和双键，其影响涂漆的固化交联度；官能度越大，固化交联度越高，有利于提升固化后漆膜的耐磨性，但官能度过大的涂料不适用于厚涂，其厚涂的漆膜容易开裂，因此，选择具有适宜官能度的聚合物与单体且控制各组分的比例，有助于提高水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的使用性能。
[0027]根据本专利技术的第六方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：
[0028][0029]根据本专利技术的第七方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：
[0030][0031]为了兼顾耐磨性能与细腻度，根据本专利技术的第八方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物与第一紫外光固化单体的摩尔比为0.03～1.05:1。
[0032]根据本专利技术的第九方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物与第一紫外光固化单体的摩尔比为0.30～0.75:1。
[0033]根据本专利技术的第十方面的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，
[0034]所述低聚物二元醇选自聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇、聚己二酸二元醇、聚四氢呋喃醚醇、聚碳酸脂二元醇、聚酯二元醇中的一种或多种；以及
[0035]所述多异氰酸酯选自二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)三聚体中的一种或多种。
[0036]作为优选，非离子低聚物二元醇中必须包含聚氧化乙烯二醇及其衍生物，分子量为200
‑
2000g/mol；更为优选分子量为1000g/mol的聚氧化乙烯二醇。
[0037]作为优选，多异氰酸酯选用二异氰酸酯，更优选异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或两种。
[0038]根据本专利技术的第十一方面，一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，包括以下原料组分：聚氨酯丙烯酸酯预聚体，以及，聚氨酯丙烯酸酯低聚物。2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括以下原料组分：低聚物二元醇，多异氰酸酯，以及，第二紫外光固化单体。3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体包括以下原料组分：低聚物二元醇
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30～60多异氰酸酯
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5～20第二紫外光固化单体
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40～60。4.根据权利要求2所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，还包括以下原料组分：第一紫外光固化单体，以及，水。5.根据权利要求4所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体的数均分子量为2000～5000，官能度为6～10；所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为1000～2000，官能度为3～10；所述第一紫外光固化单体的官能度为3～6。6.根据权利要求4所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：下原料组分：7.根据权利要求4所述的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕波，王玉平，余立刚，彭富亮，
申请(专利权)人：浙江佑谦特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：