[发明专利]一种聚氨酯丙烯酸酯型水性UV涂料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯丙烯酸酯型水性UV涂料及其制作方法，包括聚醚型丙烯酸酯和聚氨酯型丙烯酸酯及其制作方法。 

背景技术

环保是现代化工发展的主要方向之一，随着全球化趋势和中国经济的进一步发展，环保观念逐渐被各国政府和人们所接受和重视。据统计，全世界每年向大气释放碳氢化合物为2000万吨，其中有机溶剂为1000万吨，大部分是涂料业所为。涂料制造时排放到大气中的有机溶剂为涂料产量的20％，涂料涂装过程中挥发到大气中的有机溶剂为涂料量的50％～80％。这些排放到大气中的有机挥物能够使人中毒甚至导致癌症。针对以上问题，世界各国都相继制定了一系列环保的法律法规来减少涂料行业对环境的污染，如美国环境保护署1998颁布的AIM(Architectural and Industrial MaintenanceCoatings Rules)，欧盟各国1986年实施的大气净化技术纲要AT-Luft，日本环境保护省1988年颁布的劳动安全法及其随后推出的环境保护基本法，我国1999年颁布的HJBZ4-1999水性涂料环境标志产品技术要求等。由此可见，发展环境友好涂料已成为世界涂料发展的必然之路。目前，环境友好涂料的主要品种有水性涂料、UV涂料、粉末涂料和高固体份涂料等。 

在涂料行业，VOC排量的限制越来越严格，同时客户和涂料生产工人的健康安全也成为了各个企业所要重点考虑的问题。因此，不但在涂料的使用终端，涂料的生产过程的环保性能也应纳入考虑之中。水性涂料具有低VOC排量，以廉价的水为溶剂等优点，但是使用性能较差，特别是在外观和硬度等方面急需改进。UV固化涂料在性能方面可以达到极好的耐化学腐蚀性、满意的柔顺性等优异的性能，但其粘度过大和活性稀释剂的刺激性和毒性问题使得其在环保方面的优势有所削弱。UV固化涂料技术与水性涂料技术的结合则突出了环保和高效的特点，具有很大的市场前景。 

与传统的油性UV相比较，水性UV具有以下优点：(1)水是最廉价安全的稀释剂，可用水和增稠剂方便地调节和控制流变性，使得涂料可用于各种涂装方式，如辊涂、淋涂和喷涂等；(2)避免了有机活性稀释剂的使用， 解决VOC及施工毒性的问题，保护了工程人员；(3)减少因大量使用活性稀释剂而引起的固化收缩，可用于非吸收性表面，如塑料的涂布；(4)不燃烧，安全；(5)设备易清洗。 

中国专利文献号CN1572810A公布了一种用于柔软触觉涂层的可UV-固化的水性聚氨酯分散体，其制备方法为将特定的含羟基组分与二异氰酸酯和/或聚异氰酸酯反应，所得物质用丙酮稀释后加入扩链剂扩链，而后入水分散得到可UV-固化的水性聚氨酯分散体。 

目前国内外关于水性UV涂料树脂的制备多为溶剂法，多需要丙酮或者氮甲基吡咯烷酮开稀后入水分散，故制备工艺中需要抽提，增加了水性UV涂料的制备的生产能耗和危险性。 

发明内容

本发明的目的旨在提供一种投资小、工艺简单、环保无毒、漆膜性能优异、经济和社会效益显著、市场应用前景好的聚氨酯丙烯酸酯型水性UV涂料及其制作方法，以克服现有技术中的不足之处。 

按此目的设计的一种聚氨酯丙烯酸酯型水性UV涂料，其特征是该涂料包括以下各组分，其各自的质量份数为：聚醚型丙烯酸酯5～25份，聚氨酯型丙烯酸酯10～60份，光引发剂2～5份，消泡剂0.05～0.5份，润湿剂0.05～0.5，去离子水40～80份。 

所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮和1-羟基环己基苯甲酮中的任一种或一种以上的组合。 

光引发剂选自ciba公司的产品，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮对应IRGACURE 1173；2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮对应IRGACURE2959；1-羟基环己基苯甲酮对应IRGACURE184。 

一种聚醚型丙烯酸酯，其特征是其组份包括异佛尔酮二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、二月桂酸二丁基锡和对苯二酚，以及聚乙二醇或聚丙二醇，其中，二月桂酸二丁基锡占整个参与反应的混合物总量的0.01～0.075％，对苯二酚占整个参与反应的混合物总量的0.01～0.5％。 

由于不同的含羟基丙烯酸酯、聚乙二醇或聚丙二醇分子量不同，因此质量比也不一样，但是，-OH∶-NCO的摩尔比是不变的。 

所述含羟基的丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯和(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯中的任一种或一种以上的组合；