[发明专利]一种UV固化超疏水耐指纹涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种UV固化的涂料，尤其涉及一种UV固化超疏水耐指纹涂料及其制备方法。

背景技术

UV固化超疏水耐指纹涂料以其技术、经济和生态优势，而真正得称得上“5E”型环保涂料。预计应用范围会极其广，增长速度会极快，并将会逐渐渗透到特种涂料行业。传统涂料中有些品种（如环氧、氯化橡胶等）保护功能好而装饰性能稍差，有些品种（如硝基漆）则装饰性好而保护功能差。然而聚氨酯涂料兼具保护和装饰性能，且具有高度机械耐磨性和韧性，应用范围广泛。

辐射固化技术以其所具有的“5E”特点，即高效（Efficient），适应性广（Enabling），经济（Economical），节能（Energy Saving）和环境友好（Environmental），成为20世纪60年代问世以来发展极为迅猛的一种新型绿色技术。中国目前已发展成为继美国、日本之后，全球第三大辐射固化产品产地，这其中又以光固化涂料产量最大。虽然我国的光固化涂料产量已位居世界前列，但总体而言，产品技术含量较低，附加值不高，许多树脂材料和添加剂主要依赖进口。在辐射固化所引领的高新技术产业的过程中，辐射固化产品以其“5E”逐渐替代传统产品，其应用及其广泛，滋生了大批相关技术产业。紫外光（UV）固化技术属于辐射固化的一种，目前占全球辐射固化产业的90％之多，其中，UV固化涂料行业占2/3左右。UV固化涂料主要有竹木地板涂料、塑料涂料、纸张上光涂料、金属涂料、真空镀膜涂料、粉末涂料、防静电/导电涂料、离型涂料等。针对目前国内外UV固化涂料的发展现状，UV固化涂料向特种涂料发展的已成为今后的发展趋势。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有UV固化涂料所具有的高效、适应性广、经济、节能和环境友好等特点，同时具有表面自清洁效应、表面防腐、疏水性特点的UV固化超疏水耐指纹涂料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种UV固化超疏水耐指纹涂料，该涂料由聚氨酯丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、活性氟单体、硅树脂和改性纳米SiO₂组成；所述的UV固化涂膜由聚氨酯丙烯酸酯低聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂组成。该涂料按质量百分比的各组分含量为：聚氨酯丙烯酸酯树脂25-50.45%、丙烯酸酯树脂10-15%、活性氟单体0.5-5%、硅树脂5-10%，改性纳米二氧化硅1-4%，活性稀释剂5-7%、光引发剂0.05-1%，助剂28-33%。UV固化超疏水耐指纹涂料采用高活性的PUA低聚物、活性稀释剂、及光引发剂等制成UV固化涂料，加入特殊结构的单体抵抗指纹痕迹；在此基础上，引入活性氟单体、硅树脂等形成表面致密、稳定的自分层疏水清漆，从而达到自清洁效果；并通过改性纳米SiO₂采用自组装技术构建表面微纳米结构使之成为性能优异的UV固化超疏水耐指纹涂料。

进一步的，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物由六亚甲基二异氰酸酯三聚体和丙烯酸羟丙酯反应生成，该聚氨酯丙烯酸酯低聚物为小分子量三官能度聚氨酯丙烯酸酯低聚物。由于低聚物聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的光聚合反应活性不如环氧丙烯酸酯，固化速度慢、粘度高，极大地限制了其做低聚物的应用，使聚氨酯的优异性能不能在UV固化涂料中得到很好的应用。所以，本发明的聚氨酯丙烯酸酯低聚物选用六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）和丙烯酸羟丙酯（HPA）反应生成小分子量三官能度聚氨酯丙烯酸酯（PUA）低聚物，每个分子含有六个极性氨基甲酸酯基及三个活性不饱和双键，增加了涂料对基材的附着力的同时，极大地增加了光固化速度，克服了传统PUA低聚物的弊端，保留了聚氨酯本身所具有的优异性能，扩大PUA作为UV固化低聚物的应用范围，采用特殊结构的单体参与聚合，使涂层表面非常耐指纹。

进一步的，所述的丙烯酸酯树脂由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯合成，该丙烯酸酯树脂为低粘度高固含量丙烯酸酯树脂。选用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸甲酯（MA）、丙烯酸丁酯（BA）等合成低粘度高固含量丙烯酸酯树脂，所合成的树脂具有低表面能，除了对UV固化涂膜的附着力、耐候性、耐化学腐蚀性等性能进行改善，调节涂料的玻璃化温度（Tg）及成膜性能，另外和UV固化体系后期固化过程形成自分层涂料，低表面能聚丙烯酸酯树脂为涂料表面形成低表面能结构。