环保水性UV涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保水性UV涂料及其制备方法。所述的环保水性UV涂料按重量百分比计由六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液5

【技术实现步骤摘要】
环保水性UV涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化工涂料领域，涉及一种环保水性UV涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]紫外光(UV)固化技术是利用一定波长高能源UV光辐射，使得光引发剂吸收光源后引发低聚物乳液发生自由基聚合，形成网状结构固化成膜，具有节约能源、生态环保、经济、效率、多能(5E原则)等特点，但是由于其使用的活性稀释剂具有一定的毒性和刺激性，现在大部分地区已被水性涂料取代。水性UV涂料完美结合了UV涂料和水性涂料两者的特点，兼具环保和高效性。
[0003]水性UV涂料具有以下特点：用水及增稠剂更方便的调节黏度及流变性，极大改善了施工的难度，可使用多种施工设备；以水作稀释剂，不必借助活性稀释剂来调节黏度，避免了VOC排放的问题，同时解决了涂料的毒性及刺激性等不良因素；避免了活性稀释剂引起的固化收缩，可用于非吸收性表面(如塑料)的涂布；光固化前，涂膜除水后呈现表干状态，可进行表面修饰，且易堆放存储；解决了光固化涂料高硬度与高柔韧性之间的矛盾，使涂膜可兼具良好的硬度与柔韧性。
[0004]目前市面上常见的水性UV涂料基本上使用传统的商用紫外光引发剂Darocur
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1173、Irgacure
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2959、TPO、Omnirad
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500、KIPEM等，大多都是原有溶剂型UV涂料中沿用而来，并没有较好的水溶性，且对紫外光的吸收程度以及吸收波长区域都较小，因此大部分光引发剂与水性体系相容性并不好，影响最终漆膜性能，同时在固化阶段对光源的利用率较低，使得能耗增大。现有常见的水溶性光引发剂一般是在普通光引发剂中引入铵盐或磺酸盐官能团，使之与水相溶，得到水溶性，不过以此方法获得的水溶性依旧较弱，将其应用于水性UV涂料中时，依旧只是将其分散在整个水性涂料体系中，并不是真正完全溶解。
[0005]2015年Gr
ü
tzmacher课题组中Stephan Benedikt等人首次介绍合成了一种新型的水性光引发剂BAPO
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OLi(Polymer Chemistry,2016,54:473
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479)，其作为水性光引发剂不仅表现出与现有光引发剂如TPO等相同范围内的存储稳定性和生物相容性，而且在溶解度和反应性方面远超它们，且对于可见光固化来说是一种具有极高聚合速率的引发剂。2017年，王杰平等人将BAPO
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OLi应用于3D打印中(Chemistry Communication,2018,54,920
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923)，相比于传统的光引发剂Irgacure 2959，BAPO
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OLi具有较高的水溶性，同时在可见光区具有较高的光吸收效率，在460nm波长光源照射下相比于Irgacure
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2959的无响应，BAPO
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OLi具有较高的双键转化率。但目前还未有将BAPO
‑
Oli应用于水性UV涂料中的文献报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种环保水性UV涂料及其制备方法。该涂料以具有更好的水溶性以及较高的光源利用率的BAPO
‑
Oli作为光引发剂，同时调控涂料中的成分组成，使得光引发剂与体系相容性良好，且缩短UV固化时间，降低体系能耗。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案如下：
[0008]环保水性UV涂料，按重量百分比计，由以下成分组成：六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液5
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70％、二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液10
‑
80％、光引发剂双酰基磷氧化合物BAPO
‑
OLi1
‑
1.5％、润湿剂1
‑
2％、增稠剂0.5
‑
1％、流平剂2
‑
2.5％、消泡剂1
‑
1.5％、pH调节剂0.3
‑
0.5％、消光粉2.5
‑
5％和去离子水2
‑
10％。
[0009]优选地，所述的六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液为聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液HYF6012。
[0010]优选地，所述的二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液为聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液HYF6032。
[0011]本专利技术所述的光引发剂双酰基磷氧化合物BAPO
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OLi，具有较高的水溶性，与水性体系相容性良好，同时在相同的紫外光波长区域具有更高的光引发效率，甚至在可见光区域仍有较高的引发效率。其化学结构如下：
[0012][0013]本专利技术所述的润湿剂为水性UV涂料常规使用的润湿剂，优选为聚醚硅氧烷共聚物TEGO
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270。
[0014]本专利技术所述的增稠剂为水性UV涂料常规使用的增稠剂，优选为海名斯德谦聚醚聚氨酯类增稠剂Rheolate
‑
299。
[0015]本专利技术所述的流平剂为水性UV涂料常规使用的聚醚改性有机硅类流平剂，例如TEGO
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410、BYK
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3455、BYK
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333以及GS化学GS
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1133等。
[0016]本专利技术所述的消泡剂为水性UV涂料常规使用的消泡剂，优选为聚硅氧烷
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聚醚共聚物TEGO
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810。
[0017]本专利技术所述的消光粉为水性UV涂料常规使用的消光粉，优选为气象二氧化硅E
‑
1011。
[0018]本专利技术所述的pH调节剂为水性UV涂料常规使用的pH调节剂，优选为三乙胺。
[0019]优选地，所述的环保水性UV涂料中，六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液25
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65％、二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液10
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60％；更优选为六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液50
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60％、二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液20
‑
30％。
[0020]优选地，所述的环保水性UV涂料，按重量百分比计，由以下成分组成：六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液50
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60％、二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液20
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30％、光引发剂1.5％、润湿剂2％、增稠剂0.5％、流平剂2％、消泡剂1％、pH调节剂0.3％、消光粉5％和去离子水7.7％。
[0021]进一步地，本专利技术还提供上述环保水性UV涂料的制备方法，具体步骤如下：
[0022]按配方比例，先将六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液和二官能团水
性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液混合搅拌10～15分钟，然后加入消光粉混合搅拌10～15分钟，再加入去离子水和流平剂混合搅拌1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.环保水性UV涂料，其特征在于，按重量百分比计，由以下成分组成：六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液5
‑
70％、二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液10
‑
80％、光引发剂双酰基磷氧化合物BAPO
‑
OLi 1
‑
1.5％、润湿剂1
‑
2％、增稠剂0.5
‑
1％、流平剂2
‑
2.5％、消泡剂1
‑
1.5％、pH调节剂0.3
‑
0.5％、消光粉2.5
‑
5％和去离子水2
‑
10％。2.根据权利要求1所述的环保水性UV涂料，其特征在于，所述的六官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液为聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液HYF6012，所述的二官能团水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液为聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液HYF6032。3.根据权利要求1所述的环保水性UV涂料，其特征在于，润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物TEGO
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270，增稠剂为海名斯德谦聚醚聚氨酯类增稠剂Rheolate
‑
299。4.根据权利要求1所述的环保水性UV涂料，其特征在于，流平剂为TEGO
‑
410、BYK
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3455、BYK
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333或GS化学GS
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1133。5.根据权利要求1所述的环保水性UV涂料，其特征在于，消泡剂为聚硅氧烷
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聚醚共聚物T...

【专利技术属性】
技术研发人员：易文斌，覃轲，刘杰，蒋绿齐，张志国，
申请(专利权)人：南京贝塔化工有限公司，
类型：发明
国别省市：