[发明专利]一种水性低光泽光固化涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了水性低光泽光固化涂料及其制备方法。所述涂料包括以下组分：所述水性聚氨酯丙烯酸酯包括6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述功能助剂包括涂料消光剂、分散剂、消泡剂、流平剂、光引发剂。所述涂料利用水性聚氨酯丙烯酸酯的交联特性、水性聚氨酯丙烯酸酯与扩链剂之间的氢键作用及涂料消光剂中气相二氧化硅的坚硬特性来配合提高水性涂料固化后漆膜的机械强度、耐磨性能、抗刮擦性能以及耐水性。

【技术领域】

本发明涉及高分子涂料技术领域，具体涉及一种水性低光泽光固化涂料及其制备方法。

【背景技术】

现有的紫外光固化涂料基本都是油性涂料，即以油性溶剂作为体系的涂料，这种涂料在制造过程中油性溶剂容易挥发，气味较大，漆膜收缩性大、漆膜脆且不易消光等特点，其中超低哑光产品还存在粘度过高、循环使用易返稠、不流平、不易干燥等缺陷，无法满足市场需求，市场上现有的水性紫外光固化涂料则存在固含量低、填充差、漆膜易返白、不耐水、易开裂、易脱漆、不抗刮擦等问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种水性低光泽光固化涂料，解决现有的水性涂料固含低、不耐水、易脱漆、不抗刮擦的问题，同时便于水性涂料的流平。

为解决上述问题，本发明提供技术方案如下：一种水性低光泽光固化涂料，包括以下重量份数的组分：

所述水性聚氨酯丙烯酸酯包括6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述功能助剂包括涂料消光剂、分散剂、消泡剂、流平剂、光引发剂，不同官能度的水性聚氨酯丙烯酸酯的官能基团的组合能够提高体系的柔顺行，促进涂料在被涂覆物表面的流平，并通过水性聚氨酯丙烯酸酯分子不同的官能基团与邻近的同类分子、不饱和有机硅单体改性的聚氨酯以及亲水扩链剂来相互键合提高机械强度。此外，水性聚氨酯丙烯酸酯分子间的氢键作用使水性聚氨酯丙烯酸酯自身的分子链以及与不饱和有机硅单体改性的聚氨酯、亲水扩链剂形成的分子链形成致密的聚合物网络，使所述水性涂料的漆膜具有优异的耐磨性、柔韧性、耐低温以及耐化学介质性。所述羟苯基三嗪(HPT)用于吸收外部能量，防止外部的紫外光、氧和/或热的破坏作用导致的漆膜易返白的现象，即保护漆膜中的颜料不容易被紫外光照射而降解或者分解，使漆膜持久的保持涂料的色彩，不易返白。

具体的，6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯在所述水性涂料中所起的作用不一致，2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯主要用于形成成膜聚合物链，以使聚合物分子之间能够柔顺的相对滑动，便于所述水性涂料固化之前流平。而3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯用于在2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯形成的聚合物分子链之间连接相邻的聚合物分子链，使所述水性涂料固化时形成相互交错的三维网状结构，由于3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯不能与每个2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯聚合，只能与其中某个2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯聚合后再与其他的3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯或6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯聚合，这样就形成分子链转动方向可变的立体三维结构，便于在所述水性涂料固化后的漆膜受到摩擦力时能够顺着力的方向滑动一定距离，增强了漆膜的韧性，减小或者避免了对于漆膜的刮擦损害。3官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和6官能度低黏度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯与聚合物分子链之间的三维网状结构，较之普通分子链之间的氢键及分子间范德华力外还增加了相互连接的化学键，增加了漆膜该处的机械强度。

所述不饱和单体包括γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和聚四氢呋喃二醇(PTMG)，不饱和的有机硅单体γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷与水性聚氨酯丙烯酸酯聚合后，可提高水性涂料形成的漆膜的机械性能、电气性能和湿态性能。而聚四氢呋喃二醇与水性聚氨酯丙烯酸酯聚合后可以显著提高水性涂料漆膜的耐低温、耐水、耐油、耐磨及耐霉菌等性能。