[发明专利]一种环保水性UV光固化涂料及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料物质及生产方法，具体涉及一种环保水性UV光固化涂料及生产方法。

背景技术

随着高科学技术的发展，人们对涂料的装饰、防腐蚀、耐温、耐寒、耐沾污等性能要求越来越高，世界涂料工业由溶剂型向高性能、无污染、环境友好型水性涂料的方向飞速发展。紫外光固化技术以其节能环保、使用方便、快捷等特点，在近20年得到了突飞猛进的发展。

水性环保UV固化涂料综合了水性及紫外光固化技术的优点，解决了水性涂料固有的低硬度、低附着力的缺点，实现了水性环保化、低成本化和高效率应用，随着全球对环保的严格要求而成为取代传统溶剂型UV涂料的必然趋势。

水性UV固化涂料虽然在生产工艺技术及应用领域取得了长足的进展，但在解决有机溶剂环境污染、稳定性及漆膜力学性能问题方面仍然进展不大，水溶性UV固化树脂及特种助剂的关键技术仍然没有有效解决。在这方面，申请号为200710031844.2的中国专利文献提出以取环氧-丙烯酸酯和聚氨酯-丙烯酸酯按比例混合，再添加水性助剂及水醇混合溶液，增加了固化速度，改善了漆膜的脆性及柔韧性，但是缺点是涂料的稳定性不足，溶液中含有醇溶剂。申请号为200710027188.9的中国专利文献提出以高分子聚合物、光引发剂及水按比例混合制备紫外光固化涂料，体系改善了涂膜和柔韧性，体系无有机溶剂，但是涂料的稳定性及乳化效果存在问题。申请号为200810039199.3的中国专利文献提出以多元硫醇和稀分别为端基通过化学键接的方法引入到聚氨酯预聚体中，再通过自乳法制备含多元硫醇和多元烯的水性聚氨酯分散涂料，此法有效解决了涂料的储存稳定性及漆膜力学性能问题，但缺点是在生产过程中仍存在有机溶剂的使用。

因此，随着世界范围内相关环保标准的提高，强制性的环保法律法规的实施，开发和生产环保性好、稳定性好、固化快的水性UV固化涂料以取代现有市场上溶剂型UV涂料是UV光固化涂料产业发展的必然之路。

发明内容

本发明为了解决现有水性UV光固化涂料中存在的有机溶剂环境污染、稳定性及漆膜力学性能问题方面，本发明提供一种环保水性UV光固化涂料及生产工艺。

本发明采取的技术方案为：

一种环保水性UV光固化涂料，包括如下重量份数的组分：

进一步的技术方案是：自制聚氨酯丙烯酸酯预聚体是由现有专利“一种水性光固化聚氨酯树脂的制备方法（200810045778.9）”的基础上通过亲水改性制备的预聚体树脂。

具体的制备方法是：在通氮气保护的反应瓶中加入20至40重量份的异氰酸酯，50℃至70℃预热10min；将30至60重量份带有醚键、羧基、磺酸或者叔胺盐的二元醇（如聚己内酯二元醇、聚碳酸酯酯二元醇或聚四氢呋喃二醇）以每秒2至5滴的速度滴加到反应瓶中，再在反应瓶中加入0.5至1重量份2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的引发剂，滴加0.5至2重量份的丁基锡类催化剂，保持350r/min的搅拌速度，恒温1h至1.5h；降温至50℃至60℃，加入1至10重量份的具有一个羟基和一个或者多个双键的烯类封端剂及1至5重量份的胺类成盐剂，恒温1.5h至2h。反应完毕后降温到30℃至40℃出料，及得到了透明的自制聚氨酯丙烯酸酯预聚体。

进一步的技术方案是：自制乳化剂具有如下的结构式：

其中n为8-18的自然数。

所述自制乳化剂的数均分子量在600至1000，其玻璃化转变温度在-25℃至80℃。

其中，该自制乳化剂可以通过如下方法制备，包括：

（1）按照如下的重量比例准备各种组分：

（2）将上述各种组分中除环氧乙烷以外的其他组分混合并充分搅拌均匀，升温至120℃，保温回流反应完毕，然后加入环氧乙烷继续反应，在环氧乙烷完全反应后，抽真空保持反应体系真空度为0.09至0.1MPa，控制温度在70至80℃脱去溶剂，脱去溶剂后冷却出料，即得自制乳化剂。

其中：所述溶剂是甲苯或二甲苯中一种。

其中：所述催化剂为对甲苯磺酸、甲烷磺酸、硅乌酸或有机锡中的一种。