一种不返稠的水性UV固化涂料的制备方法技术

本申请为2020111953213的分案申请，公开了一种不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，先将部分的分散剂和消泡剂加入到稀释剂中，使得稀释剂表面能够形成一层分散聚氨酯丙烯酸酯和其他组分物质的分子层，接着在聚氨酯丙烯酸酯和其他组分逐渐加入稀释剂的过程中逐渐消耗分散剂和消泡剂，并不断补充分散剂和消泡剂，以使聚氨酯丙烯酸树脂和其他组分均匀分散，防止产生气泡或者聚氨酯与其他组分分散不均匀；最后加入助引发剂和光引发剂用于防止聚氨酯丙烯酸酯分子在涂料制备过程中部分聚合引起的涂料黏度过高的问题；并通过不同的搅拌速度使得各组分能够均匀的分散于稀释剂之中，进而形成良好的不返稠的水性UV固化涂料。进而形成良好的不返稠的水性UV固化涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种不返稠的水性UV固化涂料的制备方法
[0001]本申请为分案申请，原申请的申请号为2020111953213，申请日为2020年10月30日，专利技术专利名称为：一种不返稠的紫外光固化涂料及其制备方法。


[0002]本专利技术涉及光固化涂料
，具体涉及一种不返稠的水性UV固化涂料的制备方法。

技术介绍

[0003]目前市场的紫外光固化涂料，基本都具有不含挥发性有机溶剂、高固含、高光泽的特点，但存在很难消光的问题。此外，针对超低哑光产品也有很多需求尚不能满足，例如涂料粘度过高、无法循环使用、涂料易返稠、不流平、漆膜干后易返白、开裂和脱漆以及不抗刮擦等问题，需要一种能克服上述缺陷的新的紫外光固化涂料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种不返稠的水性紫外光固化涂料，解决现有的涂料不能满足哑光要求以及黏度过高、无法循环使用的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供技术方案如下：一种不返稠的水性紫外光固化涂料，包括以下重量份数的组分：
[0006][0007]所述填料包括透明球状微粉和气相二氧化硅微粉，所述功能助剂包括分散剂、消泡剂、流平剂、光引发助剂以及光引发剂，羟基丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸酯在成膜过程中交联速度较慢，具有良好的保光保色性和耐水耐化学性，易于施工重涂和返工，解决了涂料无法循环使用的问题。
[0008]所述稀释剂是包括甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯的混合物。甲基丙烯酸羟乙酯与丙烯酸类单体共聚，可制得侧链含有活性羟基的丙烯酸树脂，以便进而使涂料通过羟基牢固的附着于底材上；二缩三丙二醇二丙烯酸酯用于在光固化中作交联剂使用，即可作为聚合单体，也可作为活性稀释剂，在
本专利技术中既起到的稀释聚氨酯丙烯酸酯降低体系的粘度的作用，又起到了聚合单体的作用，并且还可降低辐射剂量，减少紫外光对涂料形成的漆膜的影响；乙二醇二丙烯酸酯用作合成涂料的交联剂，以使聚氨酯丙烯酸酯与其他分子交联聚合；季戊四醇三丙烯酸酯作为活性稀释剂，参与涂料的辐射固化过程，分子内还有一个侧链羟基，羟基的存在一方面增强了分子的极性，降低了挥发性，另一方面，可以作为反应位点，通过接枝的方法连接到聚氨酯丙烯酸酯与其他分子的聚合物上。
[0009]所述甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯以及的配比为3：3：2：2。
[0010]所述透明球状微粉的粒径为1～2μm，所述气相二氧化硅微粉的粒径为2～3μm，通过透明球状微粉以及气相二氧化硅之间1至2μm粒度差，使得涂料的表面能够形成相对粗糙的表面，进而将环境中的光进行漫反射，降低漆膜表面的光泽度，以达到漆膜表面哑光的效果，既不使漆膜表面粗糙度太小导致光泽度提高，也不会使漆膜表面的粗糙度太大造成光泽度不一致的现象。
[0011]所述分散剂为嵌段型分散剂与二异氰酸酯的混合物，所述嵌段型分散剂包括聚醚芳烃、聚醚烷烃、聚醚烷芳烃中的一种或几种，嵌段型分散剂包括亲油基团和亲水基团，所述亲油基团包括芳基、烷芳基、烃基，所述亲水基团是聚合度为60～150的聚醚链段。嵌段型分散剂的亲水基团和亲油基团分别通过与二异氰酸酯之间的氢键相互连接，嵌段型分散剂的芳基、烷芳基、烃链等非极性基团通过范德华力以单点或者多点锚定在填料表面、以及聚氨酯丙烯酸酯和羟基丙烯酸树脂分子之间，具有较强电负性的聚醚链段，通过空间位阻效应使填料及聚合单体分子分散稳定的作用，防止聚氨酯丙烯酸酯和羟基丙烯酸树脂以及稀释剂分子在制备及存储过程中聚合；同时分散剂中的二异氰酸酯内的
‑
N＝C＝O官能团能够为涂料提供部分形成氢键的极性原子，以便涂料形成的漆膜更牢固的附着于底材上，并能够与邻近的聚氨酯丙烯酸、羟基丙烯酸树脂和四中稀释剂通过氢键相互吸引，增加漆膜的分子间作用力，更好的防止漆膜开裂。
[0012]所述消泡剂为氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的一种或两种的混合物，用于降低稀释剂与聚氨酯丙烯酸酯界面间的界面张力，以防止体系中产生气泡；所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷，以使涂料在稀释剂稀释降低体系的黏度之后更进一步的使涂料能更好的在底材上流平，防止形成厚薄不均的漆膜。
[0013]所述光引发助剂为三级胺丙烯酸酯、烷基羟基胺、二甲氨基苯甲酸酯中的一种或几种的混合物，所述光引发剂包括2、4、6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化磷(简写为TPO)、2
‑
异丙基硫杂蒽酮(简写为ITX)深层固化引发剂中的至少一种与1
‑
羟基环己基苯基甲酮(简写为184)的混合物。
[0014]本专利技术还提供一种不返稠的紫外光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、按照涂料的配比定量称取各组分，先在稀释剂中加入部分分散剂和消泡剂并搅拌均匀，然后再加入羟基丙烯酸树脂、填料、流平剂并搅拌均匀，在搅拌所述填料的同时逐步将剩余的分散剂以及消泡剂分多次加入并搅拌均匀，形成均一体系的初步混合物，先将部分的分散剂和消泡剂加入到稀释剂中，使得稀释剂表面能够形成一层分散聚氨酯丙烯酸酯和其他组分物质的分子层，接着在聚氨酯丙烯酸酯和其他组分逐渐加入稀释剂的过程中逐渐消耗分散剂和消泡剂，并不断补充分散剂和消泡剂，以使聚氨酯丙烯酸树脂和其他
组分均匀分散，防止产生气泡或者聚氨酯与其他组分分散不均匀；
[0016]S2、将聚氨酯丙烯酸酯加入到所述初步混合物中，搅拌均匀为无团块、无粘连的基料混合物；
[0017]S3、将光引发助剂和光引发剂先后依次加入所述基料混合物中搅拌均匀，过滤除去杂质后便制得不返稠的紫外光固化涂料。
[0018]所述步骤S1中部分所述分散剂和稀释剂的搅拌速度为120～240r/min，所述羟基丙烯酸的搅拌速度为300～450r/min，剩余的所述分散剂及消泡剂的搅拌速度为720～750r/min，通过先后不同搅拌速度将各组分均匀分散于稀释剂中。
[0019]所述步骤S2中，先以100～150r/min的搅拌速度搅拌5～10分钟，然后再以180～210r/min的搅拌速度搅拌聚氨酯丙烯酸酯至分散均匀，避免部分聚氨酯丙烯酸酯结块。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0021]1、本专利技术的不返稠的紫外光固化涂料，通过稀释剂将形成漆膜的聚合物单体即聚氨酯丙烯酸酯溶解、分散，在涂料的制备和保存过程中稀释剂不会与聚氨酯丙烯酸酯聚合，有效地降低所述涂料的粘度，并便于所述涂料在产品表面流平，只有在涂料涂覆均匀经过光照后才会逐渐与聚氨酯丙烯酸酯在光引发剂的引发下发生聚合反应，形成漆膜；通过羟基丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸酯在成膜过程中交联速度较慢，具有良好的保光保色性和耐水耐化学性，易于施工重涂和返工；通过稀释剂固化后的极性基团和能形成氢键的基团与被涂覆物表面紧密吸引，提高涂料形成的漆膜的附着力，防止脱漆，此外，四种稀释剂分子中的双键、酯基以及烷烃的结构使得涂料形成的漆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、先在稀释剂中加入部分分散剂和消泡剂并搅拌均匀，然后再加入羟基丙烯酸树脂、填料、流平剂并搅拌均匀，在搅拌所述填料的同时逐步将剩余的分散剂以及消泡剂分多次加入并搅拌均匀，形成均一体系的初步混合物；S2、将聚氨酯丙烯酸酯加入到所述初步混合物中，搅拌均匀为无团块、无粘连的基料混合物；S3、将光引发助剂和光引发剂先后依次加入所述基料混合物中搅拌均匀，过滤除去杂质后便制得不返稠的水性UV固化涂料。2.根据权利要求1所述的不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中“先在稀释剂中加入部分分散剂和消泡剂并搅拌均匀”的搅拌速度为120～240r/min。3.根据权利要求1所述的不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中“再加入羟基丙烯酸树脂、填料、流平剂并搅拌均匀”的搅拌速度为300～450r/min。4.根据权利要求1所述的不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中“将剩余的分散剂以及消泡剂分多次加入并搅拌均匀”的搅拌速度为720～750r/min。5.根据权利要求1所述的不返稠的水性UV固化涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，先以100～150r/min的搅拌速度搅拌5～10分钟，然后再以180～210r/min的搅拌速度搅拌聚氨酯丙烯酸酯至分散均匀。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆，
申请(专利权)人：中山市鑫峰光固化材料有限公司，
类型：发明
国别省市：