紫外光固化涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別涉及一種紫外光固化涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水性涂料具有無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)刺激、涂膜性能優(yōu)良、節(jié)省能源、生產(chǎn)安全等優(yōu)點(diǎn)， 響應(yīng)了二十一世紀(jì)高效、節(jié)能、綠色和環(huán)保的時(shí)代主題。目前，水性涂料大多采用線性聚合 物作為主要材料，線性聚合物具有許多優(yōu)異的性能，但是存在固化速度慢的缺點(diǎn)。
[0003] 將水性涂料和光固化涂料技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以有效利用光固化技術(shù)固化速度快的 優(yōu)點(diǎn)，得到施工方便、各項(xiàng)性能較優(yōu)的水性紫外光固化涂料。
[0004] 然而，現(xiàn)有的水性紫外光固化涂料因在戶外陽(yáng)光曝曬下，漆膜很快黃變、粉化;若 在建筑上使用水性紫外光固化涂料，還會(huì)造成建筑表面裸露腐蝕，從而降低建筑物的耐久 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能夠制備出性能較好的紫外光固化涂料的方法。
[0006] 此外，還提供一種紫外光固化涂料。
[0007] -種紫外光固化涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 在保護(hù)性氣體的環(huán)境下，將二異氰酸酯與金剛烷二醇混合，于70~85°C反應(yīng)1~3 小時(shí)，得到改性的二異氰酸酯，其中，所述金剛烷二醇與所述二異氰酸酯的摩爾比為1:2;
[0009] 在所述改性的二異氰酸酯中加入二元醇，于60~80°C攪拌反應(yīng)2~4小時(shí)，得到第 一反應(yīng)液，其中，所述二元醇與所述改性的二異氰酸酯的摩爾比為1:2~6
[0010]在所述第一反應(yīng)液中加入多羥基羧酸和催化劑，于70~80°C攪拌反應(yīng)1~2小時(shí)， 得到第二反應(yīng)液，其中，所述多羥基羧酸與所述改性的二異氰酸酯的摩爾比為0.1~0.3:1; [0011]于50~60°C的條件下，將所述第二反應(yīng)液和擴(kuò)鏈劑混合，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)2~3小時(shí)， 得到第三反應(yīng)液；
[0012] 于50~60°C的條件下，在所述第三反應(yīng)液中加入羥基丙烯酸酯和阻聚劑進(jìn)行封 端，反應(yīng)1小時(shí)后，升溫至70~85°C，然后加入丙酮，繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，得到第四反應(yīng)液;及
[0013] 于40~50°C的條件下，在所述第四反應(yīng)液中加入三乙胺，反應(yīng)0.5~1.0小時(shí)，得到 聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體，其中，所述三乙胺與所述多羥基羧酸的摩爾比為1~1.5:1;
[0014] 在持續(xù)攪拌的條件下，將去離子水加入到所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體中，繼續(xù)攪 拌乳化分散30~40分鐘，經(jīng)冷卻，得到聚氨酯丙烯酸酯分散體，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯 預(yù)聚體與所述去尚子水的質(zhì)量比為30~50:40~60;
[0015]按照質(zhì)量份數(shù)包括如下組分:所述聚氨酯丙烯酸酯分散體80~95份、光引發(fā)劑2~ 6份、流平劑0.1~1份、分散劑0.1~1份及消泡劑0.1~1份;及
[0016]將所述聚氨酯丙烯酸酯分散體、所述光引發(fā)劑、所述流平劑、所述分散劑和所述消 泡劑混合，攪拌分散15~30分鐘，得到紫外光固化涂料。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述二異氰酸酯選自二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二苯甲烷 二異氰酸酯、對(duì)苯二亞甲基二異氰酸酯、己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯及二環(huán)己基甲 烷二異氰酸酯中的至少一種。
[0018] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述二元醇選自聚醚二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇及聚碳酸酯 二元醇中的至少一種。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多羥基羧酸為二羥甲基丙酸及二羥甲基丁酸中的至少 一種。
[0020] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫;其中，所述催化劑與所述 多羥基羧酸的質(zhì)量比為〇. 1~1:3~8。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述羥基丙烯酸酯選自甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、 季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯及三羥甲基丙烷二丙烯酸酯中的 至少一種;所述阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚，所述阻聚劑與所述羥基丙烯酸酯的質(zhì)量比為0.1~ 0·5:20~60〇
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金剛烷二醇選自1，3_金剛烷二醇及1，3_二(4-羥基苯） 金剛烷中的至少一種。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述于50~60°C的條件下，在所述第三反應(yīng)液中加入所述 羥基丙烯酸酯和所述阻聚劑進(jìn)行封端，反應(yīng)1小時(shí)后，升溫至70~85°C，然后加入所述丙酮 的步驟中，所述丙酮的添加質(zhì)量為所述第三反應(yīng)液、所述羥基丙烯酸酯和所述阻聚劑的總 質(zhì)量的3~10%。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括所述擴(kuò)鏈劑的制備步驟：
[0025]將季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯酚和丙酮混合，于45°C的條件下，加入異佛爾酮 二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，然后于40~60°C反應(yīng)1~3小時(shí)，得到第一混合液;將三羥 甲基丙烷的丙酮溶液加入所述第一混合液中，于60~75°C反應(yīng)直至異氰酸根離子消失，得 到含雙鍵的二元醇單體，其中，所述季戊四醇三丙烯酸酯、所述異佛爾酮二異氰酸酯和所述 三羥甲基丙烷的摩爾比為1:1:1。
[0026] -種由上述紫外光固化涂料的制備方法制備得到的紫外光固化涂料。
[0027] 上述紫外光固化涂料的制備方法操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。上述紫外光固化涂 料金剛烷二醇改性的二異氰酸酯、二元醇、二羥基羧酸、自制含雙鍵二元醇、多官能度羥基 丙烯酸酯和三乙胺為主要原料制備了金剛烷改性的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體，通過(guò)含雙鍵二 元醇在分子主鏈側(cè)基引入U(xiǎn)V固化基團(tuán)，制備了高性能的紫外光固化涂料。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為一實(shí)施方式的紫外光固化涂料的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)紫外光固化涂料及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì) 的說(shuō)明。
[0030] 如圖1所示，一實(shí)施方式的紫外光固化涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0031] 步驟S110:在保護(hù)性氣體的環(huán)境下，將二異氰酸酯與金剛烷二醇混合，于70~85°C 反應(yīng)1~3小時(shí)，得到改性的二異氰酸酯。
[0032]其中，保護(hù)性氣體可以為氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
[0033]其中，二異氰酸酯選自二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、對(duì)苯二亞 甲基二異氰酸酯、己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯及二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的至 少一種。
[0034] 其中，金剛烷二醇選自1，3-金剛烷二醇及1，3_二（4-羥基苯）金剛烷中的至少一 種。
[0035]其中，金剛烷二醇與二異氰酸酯的摩爾比為1:2。
[0036] 步驟S120:在改性的二異氰酸酯中加入二元醇，60~80°C攪拌反應(yīng)2~4小時(shí)，得到 第一反應(yīng)液。
[0037]其中，二元醇選自聚醚二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一種。
[0038]其中，二元醇與改性的二異氰酸酯的摩爾比為1:2~6。
[0039]步驟S130:在第一反應(yīng)液中加入多羥基羧酸和催化劑，于70~80°C攪拌反應(yīng)1~2 小時(shí)，得到第二反應(yīng)液。
[0040] 其中，多羥基羧酸與改性的二異氰酸酯的摩爾比為0.1~0.3:1。
[0041] 其中，多羥基羧酸為二羥甲基丙酸及二羥甲基丁酸中的至少一種。
[0042] 其中，催化劑為二月桂酸二丁基錫。其中，催化劑與多羥基羧酸的質(zhì)量比為0.1~ 1:3 ~8〇
[0043]步驟S140:于50~60°C的條件下，將第二反應(yīng)液和擴(kuò)鏈劑混合，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)2~3 小時(shí)，得到第三反應(yīng)液。
[0044]其中，擴(kuò)鏈劑為含雙鍵的二元醇單體。
[0045] 具體的，擴(kuò)鏈劑可通過(guò)如下制備步驟制備得到:將季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯 酚和丙酮混合，于45°C的條件下，加入異佛爾酮二異氰酸酯（IPDII)和二月桂酸二丁基錫 (DBTAL)，然后于40~60°C反應(yīng)1~3小時(shí)，得到第一混合液;將三羥甲基丙烷(TMP)的丙酮溶 液加入第一混合液中，于60~75°C反應(yīng)直至異氰酸根離子消失，得到含雙鍵的二元醇單體。 其中，季戊四醇三丙烯酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和三羥甲基丙烷的摩爾比為1:1:1。
[0046] 其中，甲氧基苯酚的質(zhì)量與季戊四醇三丙烯酸酯的質(zhì)量比為0.5:100。