[发明专利]一种高弹性水性UV树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及UV树脂技术领域，更具体地，本发明涉及一种高弹性水性UV树脂及其制备方法。按重量份计，至少包括以下成分：异氰酸酯35‑45份，催化剂0.05‑0.2份，阻聚剂0.1‑0.3份，有机硅化合物25‑35份，多元醇25‑35份，纳米粒子3‑12份，丙烯酸羟基酯5‑15份，中和剂5‑10份。本发明采用异氰酸酯、催化剂、多元醇、纳米粒子、有机硅化合物等共同制备了水性UV树脂，各组分之间具有较好的协同作用，制备所得水性UV树脂固化速率快、硬度高，光泽度好，且具有较高的弹性、耐磨性，能够广泛应用于PMMA、PC、PET、复合板材等膜材以及五金、不锈钢等材质表面。

技术领域

本发明涉及UV树脂技术领域，更具体地，本发明涉及一种高弹性水性UV树脂及其制备方法。

背景技术

紫外光(UV)固化技术是20世纪60年代发展起来的新型固化技术，由于其符合现代绿色环保环境发展的要求，所以备受重视涂料工业界的关注。紫外光固化过程实际上是一种化学反应过程，一般用紫外光作为固化能源，在非常短的时间内将小分子液态官能度单体或者大分子官能度低聚物迅速交联固化成大分子网络。紫外光固化技术应用范围很广，主要涉及于涂料、油墨、胶粘剂、光致抗蚀剂(光刻胶)、和三维激光成型等领域。

UV树脂，又称光敏树脂、液态光固化树脂、液态光敏树脂，指用于光固化快速成型的材料，主要由齐聚物、光引发剂、稀释剂组成。聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂(UV-WPUA)是目前研究得最多的一类紫外光固化水性体系，其应用广泛，可广泛应用于木材、汽车、生物材料、电子材料、皮革等多种领域。一般制备聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂是采用同时含有双键和羟基的丙烯酯类化合物，利用羟基和异氰酸根基团反应，将碳碳双键(C＝C)引入聚氨酯的主链上赋予其光固化性能。尽管近年来对于聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂的研究较多，聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂仍然存在易磨损等问题。

针对上述问题，本发明致力于提供一种高弹性水性UV树脂，其具有较高的弹性、耐磨性，能够广泛应用于PMMA、PC、PET、复合板材等膜材以及五金、不锈钢等材质表面。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种高弹性水性UV树脂，按重量份计，至少包括以下成分：异氰酸酯35-45份，催化剂0.05-0.2份，阻聚剂0.1-0.3份，有机硅化合物25-35份，多元醇25-35份，纳米粒子3-12份，丙烯酸羟基酯5-15份，中和剂5-10份。

作为一种优选的技术方案，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述阻聚剂选自二叔戊基对苯二酚、二硝基对甲酚、二硝基仲丁基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、二叔丁基对乙基苯酚、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、对甲氧基苯酚、对羟基苯乙醚、对苯二酚中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述有机硅化合物选自羟基硅油、氨基硅油、烷羟基硅油中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述多元醇选自聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇、聚乙二醇、乙二醇、丁二醇中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述纳米粒子的制备原料包括氧化石墨烯、二氧化硅、4-氨基丁基三乙氧基硅烷。

作为一种优选的技术方案，所述纳米粒子的制备原料中，氧化石墨烯、二氧化硅的平均粒径分别为20-30nm。

作为一种优选的技术方案，所述纳米粒子的制备原料中，氧化石墨烯、二氧化硅的重量比为(0.06-0.1)：1。

作为一种优选的技术方案，所述丙烯酸羟基酯选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、二甲基丙烯酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。