[发明专利]快速固化型水性紫外光固化组合物的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及自乳化型的水性聚氨酯光固化树脂、自乳化型的水性环氧树脂光固化树脂的合成，特别是通过引进自制的不饱和聚酯和自制的光活性水性单体作为自乳化型的水性聚氨酯光固化树脂的原料，以增加树脂中的双键密度，达到提高固化速率、增加固化交联度的目的。

背景技术：

目前，国内外纸张上的覆膜一般是用聚乙烯薄膜，其生产工艺复杂，而且该膜根本无法降解，给环境也带来了一定的压力。用涂料膜层代替纸张上的覆膜，可以大大减少对环境的污染。随着环保要求的提高，水性涂料则是今后涂料发展的趋势。然而纸张吸水性强、易燃，给在纸张涂料成膜带来了很大的困难。而紫外光固化涂料由于其自身的特性完全符合固化要求，使水性涂料在纸张上成膜成为可能。如美国专利网分别于2002年10月29日公开的公开号为6,472,028、2005年4月12日公开的公开号为6,878,413的发明专利“应用在印刷表面的高光泽涂料的制备方法”，是在印刷品的纸张上涂布水性聚氨酯涂料，在光固化的条件下得到可防水的具有高光泽度的涂料。

水性聚氨酯大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(软段)和玻璃化温度高于室温的刚性链段(硬段)嵌段而成的，同时将亲水基团接枝于分子的主链上，赋予其水可分散性。软段赋予成膜物柔软性和弹性，硬段赋予成膜物的力学强度。软段分子间作用力大，内聚强度大，机械强度就高。软段由低聚物多元醇(通常是聚醚或聚酯多元醇)组成，硬段由多异氰酸酯或其与小分子扩链剂组成。由于其特殊的结构，它的主要物理性质是强度高、耐磨、耐油等特点。

水性环氧树脂的特殊分子结构，各个分子组成赋予了它不同的性能，使得环氧树脂涂料具有优异的粘结力、耐化学药品、防腐蚀和耐水性能，涂膜附着力优良，热稳定性和电绝缘性好等众多优点。

将两种树脂通过不同比例的冷拼共混，使两种树脂的性能得到更好的互补，使涂料涂膜性能更佳，达到或超过聚乙烯覆膜的性能。

发明内容：

本发明的目的是为了得到一种可以代替印刷品上聚乙烯覆膜的快速固化型水性紫外光固化组合物。

本发明的目的的实现，将利用水性聚氨酯和水性环氧树脂的分子结构的特点，将两种树脂通过不同比例的冷拼共混，使两种树脂的性能得到更好的互补，使涂料涂膜性能更佳，达到或超过聚乙烯覆膜的性能。

本发明，其特征在于包括如下步骤：

(1)合成自乳化型的水性聚氨酯预聚体：

在氮气的保护下，将质量份为20～40份的端羟基不饱和聚合物，2～8份的扩链剂，1～5份的丙酮，0.01～0.1份的催化剂于带有搅拌的四口反应器中，反应器中的温度应控制在55℃～90℃之间，滴加质量比为30～50份的多异氰酸酯，保温反应0.5～1小时，测定NCO含量达到理论值，根据实验设计，原料中的羟基反应程度为1时的NCO含量；加入5～10份的含端羟基的水性单体，反应，测定NCO含量达到理论值，根据实验设计，原料中的羟基反应程度为1时的NCO含量；加入一定量的封端剂，测定NCO含量≤0.12％；加入计量的封闭剂，加入的封闭剂量以完全封闭NCO为计量标准，反应时间0.5～1小时，得到自乳化型的水性聚氨酯预聚体；

其中：扩链剂可以选取1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇中的一种或多种混用；多异氰酸酯可以选取双(4-异氰酸酯苯基)甲烷、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷的一种或多种混用；催化剂可以选取二月桂酸二丁基锡；封端剂可以选取丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯的一种或多种混用；封闭剂可以选取甲醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、二正丁基胺、二乙醇胺、甲乙酮肟的一种或多种混用。

上述的含端羟基的不饱和聚酯分子量以测定羟值计算值为标准。上述的多异氰酸酯恒流滴加于反应瓶中。上述加入的封端剂量以完全封闭NCO为计量标准。