一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料及其制备方法，通过利用双端含

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着VOC的排放限制和有关环保的法律法规趋于严格、规范，大部分传统的油性涂料逐渐被水性涂料取代，相对于其他涂料而言，水性涂料性能优异且生产效率高，是当今涂料发展的一个重要方向。水性涂料多以水性丙烯酸酯、水性聚氨酯、水性环氧树脂为主的树脂应用于水性涂料中，且这些水性树脂得到了空前的发展。目前水性涂料所占的市场份额大幅度上升，毋庸置疑，该类涂料将成为未来涂料的主导方向之一。
[0003]紫外光固化技术是一种利用光引发剂在紫外光的辐照下生成自由基，使含碳双键的预聚物和多官能度低分子单体发生交联固化的新型技术。相比于传统的热固化技术，紫外光固化树脂时不需要加热，常温条件下在数秒到数十秒内即可令单体完成交联固化，大幅减少生产时间和能耗，同时体系中无有机溶剂，更加环保安全。紫外光固化涂料相对于传统的热固化涂料，紫外光固化涂料能在紫外光辐照下快速固化成膜、提高综合性能、经济环保等方面有着独特的优势。
[0004]抗涂鸦涂料属隔离保护涂料，由于表面附着力低，能防止各种油污粘附在表面，且经过用抗涂鸦涂料涂装器材,表面所有的孔隙和裂缝均可以被封闭，这样涂料的颜色根本渗透不进去。目前抗涂鸦材料主要有含氟、氟硅、有机硅三种类型，由于含氟材料价格昂贵，有机硅类材料占市场份额最大。因此，开发一种成本低廉的紫外光固化水性抗涂鸦材料的制备方法具有广阔的市场前景和重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对当前抗涂鸦涂料与水性UV涂料相容困难，且使用氟硅材料价格昂贵的缺点，提供一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料及其制备方法。
[0006]本专利技术的上述目的通过以下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料，所述紫外光固化水性抗涂鸦涂料由双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷、二异氰酸酯、亲水扩链剂、阻聚剂、光固化单体材料经聚合制备而成；其中，双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷中的
‑
OH、亲水扩链剂中的
‑
OH、光固化单体材料中的
‑
OH的物质的量之和与二异氰酸酯中的
‑
NCO的物质的量之比为1：1～1.2；亲水扩链剂用量为双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的6～15wt％；光固化单体材料用量为双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的1.5～6.5wt％；阻聚剂用量为光固化单体材料的0.1～1.2wt％。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的分子结构通式为：
[0009][0010]其中，a为2～5中的自然数，n为20～60中的自然数，R
’
为
‑
OH。
[0011]本专利技术的紫外光固化水性抗涂鸦涂料，利用双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷完全代替多元醇或二元醇，使聚氨酯树脂的主链段全部为双侧基为甲基的硅氧链，能增加涂料的抗污性能，使其具备抗涂鸦性能；另外，通过光固化单体材料的引入，实现涂料的可紫外光固化性。另外，本申请选用的双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷，通过将聚合度n设置为20～60，能使直链型聚硅氧烷的粘度适中，保证聚合反应顺利进行且聚合速率适中，以及，能保证亲水扩链剂的顺利引入，且保证抗污效果。本专利技术中将双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷中的
‑
OH、亲水扩链剂中的
‑
OH、光固化单体材料中的
‑
OH的物质的量之和与二异氰酸酯中的
‑
NCO的物质的量之比设置为1：1～1.2，防止原料中可能含有的极少量水与
‑
NCO反应，使
‑
NCO损失，从而保证得到的中间产物都是
‑
NCO封端的，便于后续光固化单体材料的引入。本申请通过亲水扩链剂用量的设置，保证了涂料的乳液的稳定性，粘度适中。本申请通过光固化单体材料和阻聚剂用量的设置能保证涂料乳液的光固化速度，且聚合过程不会导致凝胶。第二方面，本专利技术提供一种上述紫外光固化水性抗涂鸦涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0012](1)将双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷、二异氰酸酯溶于有机溶剂中，加入催化剂，在70～80℃温度下反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含端
‑
NCO的预聚物；
[0013](2)加入亲水扩链剂，在75～90℃温度下进行扩链反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含羧基的有机硅改性聚氨酯树脂；
[0014](3)加入阻聚剂、光固化单体材料，在55～65℃温度下反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含丙烯酰氧基的有机硅改性聚氨酯树脂；
[0015](4)将温度降至30～45℃，加入中和剂中和，加入蒸馏水乳化，减压蒸馏除去有机溶剂，得紫外光固化水性抗涂鸦涂料。
[0016]具体地，所述步骤(1)中的所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4
‑
二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种。
[0017]具体地，所述步骤(1)中的所述有机溶剂为丙酮、甲苯、正庚烷、环己烷、乙酸乙酯、甲基异丁基酮中任意一种或几种。
[0018]具体地，所述步骤(1)中的所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，其用量占紫外光固化水性抗涂鸦涂料中总固含量的0.1～1.2wt％。
[0019]具体地，所述步骤(2)中的所述亲水扩链剂为二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、1,2
‑
二羟基
‑3‑
丙磺酸钠、1,4
‑
丁二醇
‑2‑
磺酸钠中的任意一种。
[0020]具体地，所述步骤(3)中的所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、对苯醌、2
‑
叔丁基对苯二酚、2,5
‑
二叔丁基对苯二酚中的任意一种或几种。
[0021]具体地，所述步骤(3)中的所述光固化单体材料为丙烯酸
‑2‑
羟丙酯、丙烯酸
‑2‑
羟乙酯、甲基丙烯酸
‑2‑
羟丙酯、甲基丙烯酸
‑2‑
羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五
丙烯酸酯中的任意一种。由此，采用的光固化单体为含羟基的(甲基)丙烯酸单体，其包含多个官能团，能提高材料的硬度和降低材料的吸水率。
[0022]具体地，所述步骤(4)中的所述中和剂为三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、氨水、甲胺中的任意一种或几种；中和度为80
‑
120％。
[0023]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化水性抗涂鸦涂料，其特征在于，所述紫外光固化水性抗涂鸦涂料由双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷、二异氰酸酯、亲水扩链剂、阻聚剂、光固化单体材料经聚合制备而成；其中，双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷中的
‑
OH、亲水扩链剂中的
‑
OH、光固化单体材料中的
‑
OH的物质的量之和与二异氰酸酯中的
‑
NCO的物质的量之比为1：1～1.2；亲水扩链剂用量为双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的6～15wt％；光固化单体材料用量为双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的1.5～6.5wt％；阻聚剂用量为光固化单体材料的0.1～1.2wt％。2.根据权利要求1所述的紫外光固化水性抗涂鸦涂料，其特征在于：所述双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷的分子结构通式为：其中，a为2～5中的自然数，n为20～60中的自然数，R
’
为
‑
OH。3.一种如权利要求1或2所述的紫外光固化水性抗涂鸦涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将双端含
‑
OH的直链型聚硅氧烷、二异氰酸酯溶于有机溶剂中，加入催化剂，在70～80℃温度下反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含端
‑
NCO的预聚物；(2)加入亲水扩链剂，在75～90℃温度下进行扩链反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含羧基的有机硅改性聚氨酯树脂；(3)加入阻聚剂、光固化单体材料，在55～65℃温度下反应，反应至体系中
‑
NCO含量不再发生变化时，得到含丙烯酰氧基的有机硅改性聚氨酯树脂；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康辉，易玥，张祥龙，陈春霖，
申请(专利权)人：广东省蜂巢纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：