本发明专利技术涉及一种紫外光固化涂料添加剂及其制备方法和应用。其由改性凹凸棒石和异氰酸酯组成，制备方法包括如下步骤：1)将凹凸棒石加入到0.5～2摩尔/升的无机酸溶液中，其中凹凸棒石与无机酸溶液的质量比为0.05～0.3∶1，在25～100℃下活化1～24小时，过滤，洗涤至滤液pH＝6～7，烘干、粉碎；2)将步骤1中所述的活化凹凸棒石加入到异氰酸酯中，其中异氰酸酯与凹凸棒石的质量比为4～8∶1，加热至体系温度为30～100℃，20～100瓦/升超声浸渍6～60小时；在沸点下回流反应3～12小时，蒸发去除50～90％的异氰酸酯，制得改性凹凸棒石/异氰酸酯混合物。用含有该改性凹凸棒石/异氰酸酯混合物的紫外光固化涂料的漆膜涂膜柔韧性、附着力和耐冲击力以及硬度显著改善。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种紫外光固化涂料添加剂及其制备方法和应用，具体为ー种改性凹凸棒石紫外光固化涂料添加剤。
技术介绍
凹凸棒石也称坡缕石，是ー种纤维状或棒状结构的天然硅酸盐粘土矿物，直径几十纳米，长度达微米，具有良好的补强性能。凹凸棒石经活化后表面富含羟基，呈极性，与有机物亲和性差，导致凹凸棒石在基体树脂中的分散性差，不能充分发挥其整体应用性能。紫外光固化涂料是ー种环保节能型涂料，具有固化速度快、固化时溶剂挥发少、涂层性能优异等优点，因而受到人们的广泛关注。环氧丙烯酸酯是目前国内光固化行业中消耗量最大的一类低聚物，环氧丙烯酸酯不仅具有环氧树脂的高模量、高強度、耐化学品和优良防腐蚀性，还兼具丙烯酸树脂光泽、丰满度和耐候性好等特点。但是环氧丙烯酸酯粘度大，施工困难，配制涂料时往往需要加入活性稀释剂来降低其粘度。在紫外光固化过程中由于小分子的活性稀释剂易挥发，不仅对人的皮肤和眼睛强烈的刺激作用，危害身体健康；还会导致涂料固化时产生体积收缩以及收缩应力，最終会导致涂膜柔韧性差、附着力和耐冲击カ下降以及硬度低等弊病，使其应用领域受到极大限制。中国专利CN 101255219B公开了ー种紫外光固化丙烯酸酷/改性蒙脱石纳米复合材料的制备方法，其技术方案是首先利用异氰酸酯改性丙烯酸酯，然后阳离子表面活性剂对蒙脱土进行有机插层处理，再用带有异氰酸根的丙烯酸酯表面修饰经阳离子表面活性剂插层的有机蒙脱土，最后制备出紫外光固化丙烯酸酯/改性蒙脱石纳米复合材料。但是该方法使用了价格昂贵的阳离子活性剂，増加成本；此外，该制备方法步骤繁琐、配料组分多，导致成本增加，难于规模化生产。专利技术内容本专利技术要解决的技术问题是紫外光固化涂料在光固化过程中由于活性稀释剂易挥发而导致涂膜柔韧性差、附着力和耐冲击力下降以及硬度低，本专利技术目的在于提供ー种紫外光固化涂料添加剂及其制备方法，该方法简单易行，原料来源丰富、价格低廉，所得改性凹凸棒石添加剂制备的涂料综合性能优异。本专利技术的技术方案是首先用异氰酸酯对活化的凹凸棒石进行改性，然后将改性纳米凹凸棒石/异氰酸酯混合物分散在活性稀释剂中，最后将活性稀释剂与低聚物、光引发剂等配制成涂料，制得一种纳米凹凸棒石/紫外光固化涂料。本专利技术提供ー种紫外光固化涂料添加剤，由改性凹凸棒石和异氰酸酯组成。作为优选ー种紫外光固化涂料添加剤，其制备方法包括如下步骤I、将凹凸棒石加入到0. 5 2摩尔/升的无机酸溶液中，其中凹凸棒石与无机酸溶液的质量比为0.05 0.3 1，在25 100°C下活化I 24小时，过滤，洗涤至滤液pH=6 7,烘干、粉碎；2、将步骤I中所述的活化凹凸棒石加入到异氰酸酯中，其中异氰酸酯与凹凸棒石的质量比为4 8 1，加热至体系温度为30 100°C，超声浸溃6 60小吋；在沸点下回流反应3 12小时，蒸发去除50 90%的异氰酸酯(以加入的异氰酸酯总质量计)，制得改性凹凸棒石/异氰酸酯混合物。本专利技术还提供了ー种紫外光固化涂料，组分包括低聚物、活性稀释剂、光引发剂和纳米凹凸棒石/异氰酸酯混合物。作为优选，涂料各组分按重量计的组成为低聚物40 60份；活性稀释剂25 40份；光引发剂3 5份；改性凹凸棒石/异氰酸酯混合物I 7份。作为优选，涂料中还含有流平剂、消泡剂。 作为优选，涂料各组分按重量计的组成为低聚物40 60份；活性稀释剂25 40份；光引发剂3 5份；改性凹凸棒石/异氰酸酯混合物I 7份,流平剂0. 03 0. 6份消泡剂0. 02 0. 5份。本专利技术提供了紫外光固化涂料的制备方法，包括如下步骤I、将纳米凹凸棒石/异氰酸酯混合物加入到活性稀释剂中，搅拌或超声分散15 60分钟，使混合物在活性稀释剂中分散均匀；2、按比例依次加入各组分，分散0.5 2小时，制得ー种含有纳米凹凸棒石的紫外光固化涂料。所述的无机酸选自硫酸、硝酸、磷酸或盐酸。所述的异氰酸酯选自ニ苯基甲烷ニ异氰酸酷、苯ニ亚甲基ニ异氰酸酷、萘ニ异氰酸酷、ニ环己基甲烷ニ异氰酸酷、1，6_己ニ异氰酸酷、异佛尔酮ニ异氰酸酷、3，5_ ニ甲基苯基异氰酸酷、正丁基异氰酸酷、间甲苯异氰酸酯；步骤2中所述的超声功率为20 100瓦/升。所述的所述的活性稀释剂是由A、B两部分组成,A、B的质量比为0. 4 I : I,其中A是指丙烯酸、巴豆酸、2-甲基-4-戊烯酸、3-己烯酸、6-こ基-2-辛烯酸中的ー种出组分是指丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、苯こ烯、甲基丙烯酸甲酯中、丙烯酸-￠-羟こ酯、三丙ニ醇ニ丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯的ー种。所述的低聚物选自聚氨酯丙烯酸酷、多烯烃低聚物、丙烯酸酯化氨基树脂、纤维素丙烯酸酷、氟碳树脂及有机磷腈树脂，优选环氧丙烯酸酯类；所述的光引发剂是指2-羟基-2-甲基-1-苯基-I-丙酮(D-1173)、l-羟基环己基苯こ酮(1-184)、2，4，6_三甲基苯甲酰基-ニ苯基氧化磷(TP0)、ニ苯甲酮(BP)、苯基双(2，4，6_三甲基苯甲酰基)氧化磷(819)、4_苯基ニ苯甲酮(PBZ)中的ー种。所述的纳米凹凸棒石/异氰酸酯是指有机硅类和丙烯酸酯类流平剂；所述的消泡剂是指有机硅类消泡剂。本专利技术的优点在于I、本专利技术利用凹凸棒石特殊的一维纳米棒状结构，在一定条件下可以起到应カ集中点的作用，将异氰酸酯改性的纳米凹凸棒石添加到涂料中，可以明显提高漆膜的耐冲击力。2、本专利技术还利用了改性纳米凹凸棒石过程中未反应的异氰酸酯与活性稀释剂活性组分在紫外光作用下发生的热固化反应，这有利于①缩短涂料固化时间形成弾性体链段，从而提高了漆膜的附着力、柔韧性等性能。3、本专利技术利用酸活化纳米凹凸棒石，改善了纳米凹凸棒石的反应活性和孔结构，有利于①异氰酸酯接枝到凹凸棒石表面，提高了改性凹凸棒石在涂料中分散性能和涂料的稳定性凹凸棒石吸附一部分稀释剂中易挥发的小分子，減少了对环境的污染。 4、本专利技术利用超声浸溃和回流相结合的方式改性凹凸棒石，这使得异氰酸酯能充分吸附在凹凸棒石表面并且进一步渗透到隧道孔表面，从而提高了异氰酸酯改性凹凸棒石的效率。具体实施例方式下面结合实施例和比较例，对本专利技术作进ー步的描述，但绝不限制本专利技术的范围实施例II、在温度为25°C下，将5克凹凸棒石加入到100克0. 5摩尔/升盐酸溶液中活化I小时，过滤，洗洚至滤液pH = 6,烘干,粉碎；2、将2克的活化凹凸棒石加入到8克3，5-ニ甲基苯基异氰酸酯中，ー边在功率为20瓦条件下超声震荡，一边加热至体系温度为30°C，浸溃6小时后；在沸点下回流反应3小时，蒸发去除4克的3,5- ニ甲基苯基异氰酸酯,制得改性凹凸棒石/3,5- ニ甲基苯基异氰酸酷混合物；3、将I克的改性凹凸棒石/3，5_ ニ甲基苯基异氰酸酯混合物加入到25克活性稀释剂(由丙烯酸甲酯17. 86克，丙烯酸7. 14克组成)中，搅拌分散15分钟，使改性纳米凹凸棒石/3，5 ニ甲基苯基异氰酸酯混合物在活性稀释剂中分散均匀；4、涂料的制备与紫外光固化有效成分的原料质量组成为低聚物60克光引发剂 3克其制备方法是将60克低聚物环氧丙烯酸酷，3克光引发剂1-184，加入到步骤3中的活性稀释齐U，搅拌分散0. 5小时，得到紫外光固化涂料。将基材打磨光亮用水冲洗干净，烘干；再用酒精擦洗，烘干；然后将上述配制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚超，孙学稳，吴凤芹，左士祥，孔泳，李霞章，刘文杰，
申请(专利权)人：常州大学，常州奥特纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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