一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料及其制备和使用方法技术

本申请提供一种新型水性耐污耐墨水紫外光固化涂料及其制备和使用方法，其技术方案要点是：由以下重量组分的物质组成：水性树脂A 25～41份，水性树脂B 15～30份，混合水性反应型稀释剂30

【技术实现步骤摘要】
一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料及其制备和使用方法


[0001]本专利技术属于高分子涂料
，具体涉及一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料及其制备和使用方法。

技术介绍

[0002]《中国制造2025》将大力推动重点领域突破发展，其中包括以水性涂料为代表的新材料等十大领域。水性漆是以水为分散介质或溶剂的涂料，成膜物质溶于水中或分散在水中。用水性漆代替油漆，可以有效减少大气中挥发性有机物的含量，不污染环境，对人体无害，具有漆膜柔韧性好，耐黄变等特点。但是水性漆因成本高、涂饰技术难掌握，以及漆膜硬度、耐磨等达不到标准要求，导致很少应用在地板涂饰，基本上都是使用油性紫外光固化涂料。而目前市场的油性紫外光固化涂料，存在气味大、漆膜收缩性大、漆膜脆且不易消光等缺点。特别是在超低哑光涂料产品存在粘度过高、循环使用易返稠、不流平、不易干燥、残留味道大的问题，给实际生产应用构成了障碍。
[0003]目前市场上少有的水性紫外光固化涂料，也存在固含低、填充差、漆膜易返白、不耐水、易开裂、易脱漆、不抗刮擦等问题，尚不能满足市场需求。因此，研发、生产和推广水性漆是现在涂料行业的主流方向。目前虽然市场上已有部分企业推出水性漆涂饰的装饰板、家具和地板，但其耐污染性均不能通过蓝墨水检测，这主要是由于蓝墨水含有高沸点有机溶剂，更容易渗透漆膜，所以市场上对这种耐污的功能性涂料需求也越来越大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有涂料的缺陷，提供一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料。/>[0005]本专利技术的另一目的是提供一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料的制备方法。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料的使用方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，由以下重量组分的物质组成：
[0009][0010][0011]如上所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，所述水性树脂A为6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，固含为45％，所述水性树脂B为10官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，固含为80％。
[0012]脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度增加，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分子量增大，树脂粘度上升，氧气更难向其内部扩散，氧阻聚减少，提高其双键聚合几率，双键聚合的活性变高，更容易聚合使得固化时间减少。另一方面，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的双键官能度增加，固化产物的交联密度增大，体系内聚强度增大，柔顺性降低；随着官能度增加，产物的每个
大分子中的氨基甲酸酯键变多，体系间更容易形成氢键，分子链刚性增大，冲击韧性有所下降。6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯与10官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中均含有大量的氨基甲酸酯键有助于大分子链与链之间形成氢键，能提高涂膜的交联密度及成膜速度，具有比较均衡的硬度，可用于改善涂料的耐磨性。进一步地，通过提高涂膜的交联密度，能够减少液体的渗透性，达到提高涂层疏水抗污效果。
[0013]所述混合水性反应型稀释剂为甲基丙烯酸
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羟基乙酯与聚乙二醇二丙烯酸酯，按5:5或6：4或7：3的比例进行混合。甲基丙烯酸
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羟基乙酯具有体积收缩率低、转化率高、稀释能力强、粘度低的优点，聚乙二醇二丙烯酸酯具有UV固化速率快，交联密度高，相对于甲基丙烯酸
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羟基乙酯，其UV固化产物的物理机械性能和耐热性能更好。甲基丙烯酸
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羟基乙酯在涂料中起到了稳定剂的作用，防止涂料胶化，延长涂料储存时间，聚乙二醇二丙烯酸酯起到溶解和调整涂料干燥时间，降低表面张力，帮助成膜的作用。本专利技术使用甲基丙烯酸
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羟基乙酯与聚乙二醇二丙烯酸酯以特定比例混合，不仅调节粘度、光固化速度和光聚合反应程度，还参与光固化过程，优选所述水性混合稀释剂为甲基丙烯酸
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羟基乙酯与聚乙二醇二丙烯酸酯按7：3比例组成。
[0014]所述消光粉A为细度3～5微米的气相二氧化硅微粉，所述消光粉B为细度3～6微米的球状微粉，所述手感粉为细度3～5微米的空心球状弹性体微粉，通过加入空心球状弹性体微粉能够提高涂层的硬度及抗划伤性能，由于气相二氧化硅的吸油量低、通透性好，且颗粒的表面经过处理，能够对光进行漫反射，进一步使涂层表面的光泽度降低，达到哑光的效果。此外，气相二氧化硅本身颗粒状的形态具有良好的流动性和可压性，便于在涂覆之后，表面流平形成厚度均匀的涂层。气相二氧化硅本身所具有的坚硬的特性能够进一步提高涂覆后形成涂层的耐磨性和抗刮擦性能。所述气相二氧化硅微粉的粒径为3～5微米，所述球状微粉的粒径为3～6微米，所述空心球状弹性体微粉细度为3～5微米，粉体的混合填充在涂料间隙中形成不同凸起度的复合粒子，使得涂料的表面能够形成相对粗糙的表面，液体在涂层粗糙表面的接触形成一种复合接触，液滴不能完全进入涂层表面颗粒间的缝隙中，与此同时，液体截留部分空气，形成了固
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液
‑
气之间的三相接触，水在涂层表面并没有渗入到颗粒间的缝隙时，会被截留的空气垫托起，从而在涂层表面滚动形成疏水效果，同时通过球状微粉以及气相二氧化硅之间1至2微米粒度差，使得涂料的表面能够形成相对粗糙的表面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，粗糙的涂料表面进而将环境中的光进行漫反射，降低涂层表面的光泽度，以达到表面哑光的效果。进一步地，气相二氧化硅微粉、球状微粉、空心球状弹性体微粉在聚合反应中作为惰性组分，并不参与反应，因此将之添加至聚合体系中能致使收缩的活性组分在总体系的比例降低，进而可降低聚合收缩，同时球状的规则圆形颗粒具有优异的弹性，能够进一步降低涂料的收缩。
[0015]所述材料A为含羟基改性有机硅聚丙烯酸酯液体，固含为30％，所述材料B为含羟基聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷液体，固含为96％。由于使用高官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，固化后的交联密度增加，强度提高，固化膜层结构中能自由旋转的链段变短，柔性下降，手感变差，有机硅对低聚物改性可赋予涂膜良好的耐化学品性和高机械强度，同时兼备表面性能，既可以保持材料的耐磨、抗撕裂等特点，又具有柔顺性好、表面张力低等优点。含羟基改性有机硅聚丙烯酸酯液体具有较高的反应交联度，能提高涂膜的耐刮
伤性及耐化学品性，同时因为有机硅的存在，也可提高其涂膜的手感。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯不同的官能基团通过与邻近的同类分子、含羟基改性有机硅聚丙烯酸酯液体、以及羟基聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷液体相互键合提高机械强度。此外，不同官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分子间的氢键作用，使脂肪族聚氨酯丙烯酸酯自身的分子链以及与含羟基改性有机硅聚丙烯酸酯液体、含羟基聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷液体形成交联反应，相互交联成网状结构，便于在涂料固化后的涂层受到摩擦力时能够顺着力的方向滑动一定距离，增强了涂层的韧性。由于脂肪族聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：由以下重量组分的物质组成：2.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：所述水性树脂A为6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，固含为45％，所述水性树脂B为10官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，固含为80％。3.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：
所述混合水性反应型稀释剂为甲基丙烯酸
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羟基乙酯与聚乙二醇二丙烯酸酯，按5:5或6：4或7：3的比例进行混合。4.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：所述消光粉A为细度3～5微米的气相二氧化硅微粉，所述消光粉B为细度3～6微米的球状微粉，所述手感粉为细度3～5微米的空心球状弹性体微粉，所述材料A为含羟基改性有机硅聚丙烯酸酯液体，固含为30％，所述材料B为含羟基聚醚改性丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷液体，固含为96％。5.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：所述蜡乳液为细度3～6微米的聚乙烯蜡浆，固含为45％，所述增稠剂为非离子型聚氨酯溶液，固含为60％，所述pH调节剂为的2
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氨基
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甲基
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丙醇，固含为95％。6.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：所述分散剂为酸性基团共聚物，固含为100％，所述消泡剂为聚醚聚硅氧烷透明液体，固含为100％，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，固含为100％，所述疏水剂为季戊四醇油酸酯，固含为99％。7.根据权利要求1所述的一种新型水性无光耐污耐墨水紫外光固化涂料，其特征在于：所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸或乙二胺，所述光引发剂A为2
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羟基
‑2‑
甲基
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【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：