一种聚氨酯基聚合物及其制备方法和应用、一种水性LED光固化面漆涂料技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯基聚合物及其制备方法和应用、一种水性LED光固化面漆涂料，属于光固化涂料涂装技术领域。本发明专利技术将离子液体基团引入到环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物中，能够提高环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物的水溶性，以环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物分别作为水性LED光固化涂料的底漆和面漆成分，能够有效提高涂层的硬度、耐附着性和耐溶剂性；本发明专利技术将离子液体基团引入到光引发剂的结构中，能够提高光引发剂的水溶性；同时，引发剂在LED光固化的过程中能够作为可聚合组分参与固化，其抗迁移性高，能够有效提高水性LED光固化涂料的安全性。光固化涂料的安全性。光固化涂料的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯基聚合物及其制备方法和应用、一种水性LED光固化面漆涂料
[0001]本申请为2021年12月23日提交中国专利局、申请号为 CN202111591432.0、专利技术名称为“一种水性LED光固化涂料及涂装方法”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及光固化涂料涂装
，特别涉及一种聚氨酯基聚合物及其制备方法和应用、一种水性LED光固化面漆涂料。

技术介绍

[0003]随着国民经济的快速发展，我国已成为世界第一大涂料生产国和消费国，但我国涂料消费结构不尽合理，高污染的溶剂型传统涂料占有相当大的比重，而传统涂料都是以有机溶剂作为稀释剂，会释放出许多挥发性的有机溶剂(VOC)，极大地破坏了人类赖以生存的自然环境。据统计，涂料加工和生产释放出来的VOC量仅次于汽车尾气排放而位居VOV污染量的第二位。随着绿色环保的呼声越来越高，新的环保性能的涂料如无有机溶剂的水性涂料的研究成为了一个热点。现在，水性涂料在市场上已有销售，但其性能与油溶性涂料的性能还有一定的差距，然而水性涂料逐渐代替油性涂料的趋势已势不可挡，开展新型高性能的水性涂料研究具有实际的应用价值。
[0004]光固化技术作为一种新型的材料的表面处理技术，是指单体或低聚物在可见光/紫外光照射作用下可以进行聚合、交联反应后实现固化的过程。光固化技术具有高效、优质、环保、节能、可控的特性。水性光固化涂料所用树脂需要满足水溶性的要求，但现有的涂料树脂的水溶性往往较差，这使得水溶性光固化树脂的可选范围十分有限。

技术实现思路
<br/>[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种聚氨酯基聚合物及其制备方法和应用、一种水性LED光固化面漆涂料。本专利技术将离子液体引入水性LED光固化涂料中，能够提升光固化涂料用聚合物、水性LED光固化涂料用光引发剂的水溶性。
[0006]本专利技术提供了离子液体在制备水性LED光固化涂料中的应用。本专利技术将离子液体基团引入到水性LED光固化涂料用聚合物和/或水性LED光固化涂料用光引发剂的结构中，得到了具有式A所示结构的环氧树脂基聚合物，具有式B所示结构的聚氨酯基聚合物和具有式C所示结构的光引发剂。本专利技术将离子液体基团引入到环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物中，能够提高环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物的水溶性，以环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物分别作为水性LED光固化涂料的底漆和面漆成分，能够有效提高涂层的硬度、耐附着性和耐溶剂性；本专利技术将离子液体基团引入到光引发剂的结构中，能够提高光引发剂的水溶性；同时，引发剂在LED光固化的过程中能够作为可聚合组分参与固化，其抗迁移性高，能够有效提高水性 LED光固化涂料的安全性。实施例结果表明，使用本专利技术环氧树脂基聚合物、聚氨酯基聚合物、水溶性光引发剂作为原料制备得到的水性LED光固化涂层具有良
好的硬度、耐附着性和耐溶剂性，其VOC释放量在70～110mg/mL。
[0007]本专利技术提供了一种水性LED光固化涂料的涂装方法，包括以下步骤：在基底表面涂布水性LED光固化底漆涂料，依次进行第一UVLED光固化和第一干燥，得到底漆膜层；在所述底漆膜层表面涂布水性LED光固化面漆涂料，依次进行第二UVLED光固化和第二干燥，得到水性LED光固化涂层。本专利技术涂装后所得水性LED光固化涂层具有良好的硬度、耐附着性和耐溶剂性。
附图说明
[0008]图1为水性LED光固化涂料的涂装过程。
具体实施方式
[0009]本专利技术提供了离子液体在制备水性LED光固化涂料中的应用，所述应用包括制备水性LED光固化涂料用聚合物和/或水性LED光固化涂料用光引发剂。
[0010]所述离子液体具有式W所示结构：
[0011][0012]式W中，m为1～10，优选为2～8，更优选为4～6。式W中，虚线表示连接位点。
[0013]本专利技术提供了一种环氧树脂基聚合物，具有式I所示结构：
[0014][0015]式A中，R独立为C
y
H
2y+1
，y为0～20，优选为2～15，进一步优选为5～10；
[0016]Ar独立为为
[0017]m为1～10，优选为2～8，更优选为4～6。
[0018]n为2～10，优选为4～8，更优选为5～6。
[0019]作为本专利技术的具体实施例，所述环氧树脂基聚合物的结构式优选具有式 AI、式
AII、式AIII或式AIV所示结构：
[0020][0021][0022]本专利技术提供了上述环氧树脂基聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023]具有式A
‑
1所示结构的环氧树脂与具有式b所示结构的离子液体进行取代反应，得到具有式c所示结构的化合物；
[0024][0025]具有式A
‑
3所示结构的化合物与具有式A
‑
4所示结构的化合物进行开环加成反应，得到具有式A
‑
5所示结构的化合物；
[0026][0027][0028]具有式A
‑
5所示结构的化合物与具有式A
‑
6所示结构的化合物进行取代反应，得到具有式A所示结构的环氧树脂基聚合物；
[0029][0030]在本专利技术中，所述具有式A
‑
1所示结构的环氧树脂与具有式A
‑
2所示结构的离子液体进行取代反应，得到具有式A
‑
3所示结构的化合物。
[0031]在本专利技术中，所述取代反应优选在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为二氯甲烷、氯仿、甲苯、二甲苯、氯苯。在本专利技术中，所述取代反应优选在催化剂的存在下进行，所述催化剂优选为碳酸钾。在本专利技术中，所述取代反应的温度优选为室温～60℃，时间优选为2
～20h，更优选为5～15h。
[0032]所述取代反应后，本专利技术优选对所得取代反应产物依次进行洗涤、干燥和除去有机溶剂。
[0033]得到所述具有式A
‑
3所示结构的化合物后，具有式A
‑
3所示结构的化合物与具有式A
‑
4所示结构的化合物进行开环加成反应，得到具有式A
‑
5所示结构的化合物。在本专利技术中，所述开环加成反应的温度优选为室温～100℃，时间优选为10～36h，更优选为20～30h。
[0034]得到所述具有式A
‑
5所示结构的化合物后，具有式A
‑
5所示结构的化合物与具有式A
‑
6所示结构的化合物进行取代反应，得到具有式A所示结构的环氧树脂基聚合物。在本专利技术中，所述取代反应优选在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为二氯甲烷。在本专利技术中，所述取代反应的温度优选为室温，时间优选为0.5～5h，更优选为2h。
[0035]本专利技术提供了上述环氧树脂基聚合物作为水性LED光固化底漆涂料用聚合物的应用。
[0036]本专利技术提供了一种聚氨酯基聚合物，具有式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯基聚合物，具有式B所示结构：式B中，R独立为C
y
H
2y+1
，y为0～20；A为芳基或
‑
(CH2)
k
‑
，k为2～10；m为1～10，n为2～10。2.根据权利要求1所述的聚氨酯基聚合物，其特征在于，具有式BI或式BII所示结构：具有式BI或式BII所示结构：3.权利要求1或2所述的聚氨酯基聚合物的制备方法，包括以下步骤：具有式B
‑
1所示结构的化合物与具有式B
‑
2所示结构的化合物进行亲核加成反应，得到
具有式B
‑
3所示结构的化合物；具有式B
‑
3所示结构的化合物与具有式B
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪芹，孟鸿，贺耀武，陈鑫，李婷婷，
申请(专利权)人：佛山市新量子环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：