【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂料，具体涉及一种柔光水性光固化涂料及其制备方法。
技术介绍
1、光固化涂料又称光敏涂料，它是利用uv引发具有化学活性的液态材料快速聚合交联，瞬间固化成膜。水性光固化涂料继承和发展了传统的油性光固化涂料技术和水性涂料、油墨技术的优点，因其环保、应用面广、安全、施工相对简单等优越的性能优势迅速成为研究热点，具有固化速度快、节省能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广、有利于消除voc等优点，被广泛应用于木材、塑料、光纤、纸张等材料领域。
2、现有技术中的水性光固化涂料由于光固化树脂受限于粘度，其分子量较低，通过聚合反应后收缩率较大，也因为需要更快反应速度和更好的性能，在光固化涂料配方中往往加入一些丙烯酸酯单体平衡交联密度和降低反应位阻，较大官能度的树脂需要通过低官能度单体降低交联度，较小官能度的树脂则需要通过三官或者更高官能度单体来提高反应速度，但较高官能度会造成体系收缩率大，导致涂层的力学性能和附着力下降，限制了光固化涂料在新材料新工艺的大规模工业生产中的应用。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种柔光水性光固化涂料及其制备方法，利用氢化松香改性聚丙烯酸酯乳液提升了光固化涂料的附着力和粘结性能，也使氢化松香更好的融入到胶膜中，获得了更好的物理性能，另外利用表面功能化纳米二氧化硅负载受阻酚类抗氧剂，赋予涂料良好的力学性能和抗氧化效果。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种柔光
4、所述改性聚丙烯酸酯乳液为氢化松香改性含环氧基团聚丙烯酸酯乳液；
5、所述改性纳米二氧化硅为利用n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷将纳米二氧化硅表面功能化，然后接枝3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸受阻酚抗氧剂。
6、优选地，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮中的一种或多种组合；所述流平剂为byk333和byk349中的一种或两种组合；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂byk088、消泡剂byk028中的一种或多种组合。
7、优选地，所述改性聚丙烯酸酯乳液包括以下重量份原料：丙烯酸丁酯10～25份、甲基丙烯酸甲酯10～25份、丙烯酸羟乙酯2～5份、氢化松香3～10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1～3.5份、过硫酸铵水溶液0.1～0.5份、复配乳化剂1～5份、纯化水20～50份；
8、所述改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法包括以下步骤：
9、a、取烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠混合得到复配乳化剂，将复配乳化剂与纯化水搅拌混合制备得到预乳液；
10、b、取丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、复配乳化剂、氢化松香与纯化水搅拌混合，400～700r/min下乳化20～40min，乳化完成后，调整搅拌速率降至100～250r/min，同时加热至70～80℃，滴加引发剂过硫酸铵水溶液，升温至80～90℃；
11、c、用滴液漏斗缓慢滴加步骤a中制备得到的预乳液，每隔30min滴加1ml过硫酸铵水溶液，预乳液滴加完成后倒入剩余过硫酸铵水溶液，保温2～4h，降温至30～50℃出料，制备得到改性聚丙烯酸酯。
12、优选地，所述复配乳化剂中烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠的质量比为1：1，所述过硫酸铵水溶液的质量分数为2.5％。
13、优选地，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
14、s1、取干燥后的纳米二氧化硅分散于甲苯中进行超声分散，超声结束后反应通氮气，在磁力搅拌下，加入n-(2-乙胺基)-3-丙氨基三甲氧基硅烷和三乙胺，置于70～90℃温度下搅拌，回流反应9～12h，反应结束后冷却至室温，依次抽滤，用甲苯、乙醇反复洗涤，然后置于烘箱中干燥，制备得到表面功能化纳米二氧化硅；
15、s2、称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸于三口瓶中，加入三氯甲烷置于40～60℃磁力搅拌水浴中，打开冷凝水，用恒压滴液漏斗缓慢滴加蒸馏后的二氯亚砜继续反应4～6h，所得反应液经旋转蒸发后制备得到3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酰氯；
16、s3、取步骤s1中得到的表面功能化二氧化硅加入甲苯超声分散，抽真空，通氮气保护，取步骤s2中得到的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酰氯用甲苯溶解后缓慢滴加，搅拌混合，随后滴加三乙胺，在氮气保护下恒温反应18～24h，反应结束后抽滤，用甲苯、甲醇多次冲洗，置于70～90℃真空干燥，制备得到改性纳米二氧化硅。
17、优选地，所述步骤s1中纳米二氧化硅、n-(2-乙胺基)-3-丙氨基三甲氧基硅烷和三乙胺的质量比为3～8：6～10：1。
18、优选地，所述步骤s3中表面功能化二氧化硅和3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酰氯的质量比为2～5：1。
19、一种柔光水性光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：取重量份聚氨酯丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯乳液、光引发剂、改性纳米二氧化硅、消泡剂、流平剂和纯化水混合，搅拌分散15～30分钟，用200～300目滤网过滤，制备得到柔光水性光固化涂料。
20、本专利技术的有益效果：
21、本专利技术以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯为主要单体，氢化松香和甲基丙烯酸缩水甘油酯为功能性单体，采用半连续乳液聚合法制备了改性聚丙烯酸酯乳液。氢化松香上含有的羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基团发生了开环反应，形成了交联网络结构，使氢化松香发挥了其三菲环骨架独特的性能，提升了光固化涂料在基材上的附着力和粘结性能，也使氢化松香更好的融入到胶膜中，获得了更好的物理性能，使胶膜的铅笔硬度、耐溶剂性和耐冲击性均增强。另外利用高官聚氨酯丙烯酸酯搭配改性聚丙烯酸酯乳液使用，增加了水性光固化涂料的反应活性和柔韧性。
22、本专利技术利用硅烷偶联剂一端的乙氧基水解后生成硅羟基，与纳米二氧化硅的羟基发生缩合反应，使纳米二氧化硅表面功能化，3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的羧基一端活化成为酰氯结构后与氨基硅烷偶联剂另一端的氨基反应，使纳米二氧化硅负载受阻酚类抗氧剂，既可以减小无机粒子的团聚，有利于纳米二氧化硅的分散，同时也能在一定程度上克服抗氧剂由于迁移、挥发所带来的物理损失，可赋予涂料良好的力学性能和抗氧化效果。
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1.一种柔光水性光固化涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：聚氨酯丙烯酸酯70～90份、改性聚丙烯酸酯乳液30～50份、光引发剂3～8份、改性纳米二氧化硅25～40份、流平剂0.2～2份、消泡剂0.2～2份、纯化水10～25份；
2.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮中的一种或多种组合；所述流平剂为BYK333和BYK349中的一种或两种组合；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088、消泡剂BYK028中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述改性聚丙烯酸酯乳液包括以下重量份原料：丙烯酸丁酯10～25份、甲基丙烯酸甲酯10～25份、丙烯酸羟乙酯2～5份、氢化松香3～10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1～3.5份、过硫酸铵水溶液0.1～0.5份、复配乳化剂1～5份、纯化水20～50份；
4.根据权利要求3所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述复配乳化剂
5.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述步骤S1中纳米二氧化硅、N-(2-乙胺基)-3-丙氨基三甲氧基硅烷和三乙胺的质量比为3～8：6～10：1。
7.根据权利要求5所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述步骤S3中表面功能化二氧化硅和3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酰氯的质量比为2～5：1。
8.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取重量份聚氨酯丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯乳液、光引发剂、改性纳米二氧化硅、消泡剂、流平剂和纯化水混合，搅拌分散15～30分钟，用200～300目滤网过滤，制备得到柔光水性光固化涂料。
...【技术特征摘要】
1.一种柔光水性光固化涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：聚氨酯丙烯酸酯70～90份、改性聚丙烯酸酯乳液30～50份、光引发剂3～8份、改性纳米二氧化硅25～40份、流平剂0.2～2份、消泡剂0.2～2份、纯化水10～25份；
2.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮中的一种或多种组合；所述流平剂为byk333和byk349中的一种或两种组合；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂byk088、消泡剂byk028中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的柔光水性光固化涂料，其特征在于，所述改性聚丙烯酸酯乳液包括以下重量份原料：丙烯酸丁酯10～25份、甲基丙烯酸甲酯10～25份、丙烯酸羟乙酯2～5份、氢化松香3～10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1～3.5份、过硫酸铵水溶液0.1～0.5份、复配乳化剂1～5份、纯化水20～50份...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆，徐猛，魏跟化，周志兵，
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：
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