[发明专利]水性紫外光固化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性紫外光固化涂料。

背景技术

紫外光固化涂料具有绿色环保和节能特性，因此，在世界范围内得到了广泛的重视，用量也获得了快速增长。但是，现有的紫外光固化涂料是非水性的，涂料的燃、爆等级较高，使用期间安全性较差；另外，需要用活性稀释剂调节活性低聚物的粘度，而这些活性稀释剂一般是丙烯酸酯类化合物，它对人体会产生一定的刺激性、过敏性，对环境也不利，其用量不仅直接影响涂膜的收缩率、附着力、外观平整度等性能，而且在紫外光固化前，因活性稀释剂不易挥发而产生的湿膜流挂现象，也会影响涂料的施工性。近年来随着世界石油化工原材料价格的直线飙升，石油资源的不可再生性，使得大力发展水性涂料成为大势所趋。但是，水性紫外光固化涂料的涂膜性能仍不易达到非水性紫外光固化涂料的水平，延缓了涂料水性化进程。

发明内容

本发明的目的是:提供一种涂膜性能与非水性紫外光固化涂料相当的水性紫外光固化涂料，以推动紫外光固化涂料的水性化。

实现本发明目的的技术方案是：一种水性紫外光固化涂料，其特征在于，由下述组分组成，各组分的重量百分含量如下：丙烯酸酯类活性低聚物25.0～60.0％，有乳化作用的活性低聚物1.0～10.0％，助溶剂0～15.0％，光引发剂0.5～6.0％，助剂0.1～2.0％，水12.0～68.4％；

所述有乳化作用的活性低聚物是分子量为5000～50000的丙烯酸酯水性共聚物，它是以至少两种含烯属不饱和双键化合物及引发剂为起始原料，经过两次共聚，再用中和剂中和制得的。

上述水性紫外光固化涂料中，所述有乳化作用的活性低聚物的具体制备方法如下：在带有搅拌器、冷凝器、温度计、滴加装置的反应容器中加入溶剂，升温到回流后，滴加由至少两种含烯属不饱和双键化合物及引发剂组成的混合物并保温反应至少6小时完成一次共聚，形成含有能进一步反应的官能团的一次聚合物，降温清除残留自由基后，再加入(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、羟甲基丙烯酰胺、羟丁基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸叔碳酸缩水甘油酯中的一种或多种一起升温到80～90℃，使其和一次聚合物含有的能进一步反应的官能团反应进行二次共聚，继续保温至少4小时后降温到40℃，加入中和剂中和即可制得，其中的能进一步反应的官能团是缩水甘油酯基、羧基、羟甲基酰胺基、羟丁基酰胺基或酰胺基。

上述水性紫外光固化涂料中，所述至少两种含烯属不饱和双键化合物是(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸叔碳酸缩水甘油酯、苯乙烯、醋酸乙烯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、羟丁基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺中的至少两种。

上述水性紫外光固化涂料中，所述中和剂是氨水、三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、N，N-二甲基苄胺、氢氧化钠或氢氧化钾。

上述水性紫外光固化涂料中，所述丙烯酸酯类活性低聚物是环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯、带烯类双键的丙烯酸酯共聚物、聚酯丙烯酸酯中的一种或多种，它们都是非水性的。

上述水性紫外光固化涂料中，所述光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、α，α′-二甲基苯偶酰缩酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、硫杂蒽酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦、二苯甲酮、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦中的一种或多种。

上述水性紫外光固化涂料中，所述助溶剂是乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇乙醚、二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或多种。

上述水性紫外光固化涂料中，所述助剂是分散剂、流平剂、消泡剂、杀菌剂中的一种或多种。

本发明的技术效果是：本发明的水性紫外光固化涂料含有适量的有乳化作用的活性低聚物，它是以至少两种含烯属不饱和双键化合物及引发剂为起始原料，经过两次共聚，再用中和剂中和制得的分子量为5000～50000的丙烯酸酯水性共聚物，其聚合物链上存在不饱和双键和亲水性基团，通过简单的混合就可以使丙烯酸酯类活性低聚物(非水性的)乳化形成乳液，实现了紫外光固化涂料的水性化，而且由于本发明技术方案的水性紫外光固化涂料的各组分配比合适，使得所得涂膜的性能与非水性紫外光固化涂料的涂膜相当，克服了非水性紫外光固化涂料必须使用活性稀释剂调节活性低聚物的粘度所带来的前述各种弊端，也节省了石油化工原材料。