專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)谓M分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料及其合成方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，尤其是涉及一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料及其合成方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
丙烯酸酯共聚物涂料具有優(yōu)異的耐光性以及戶(hù)外老化性能，大多數(shù)丙烯酸酯共聚物是低毒或無(wú)毒的，可直接用于食品包裝和醫(yī)療衛(wèi)生用品。普通的丙烯酸酯共聚物不具有交聯(lián)性，其涂層在受熱時(shí)容易軟化，遇有機(jī)溶劑時(shí)會(huì)溶解脫落，因而在應(yīng)用上受到限制?，F(xiàn)有的解決辦法是在丙烯酸酯共聚物中引入交聯(lián)功能，例如熱交聯(lián)(中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN1017M173A ；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)CN101338006A)、雙組份室溫交聯(lián)(中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利 CN100368485C)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN101935387則提出一種改性UV光固化純丙烯酸樹(shù)脂，利用丙烯酸酯共聚物中的環(huán)氧基在共聚物鏈上引入丙烯酸酯雙鍵，這個(gè)雙鍵可以發(fā)生光聚合從而使涂層固化。紫外光輻照固化技術(shù)具有固化迅速、固化區(qū)域選擇性強(qiáng)和溫度低等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們關(guān)注。傳統(tǒng)的紫外光輻照固化涂料中需要加入紫外光引發(fā)劑和紫外光引發(fā)助劑，紫外光引發(fā)劑多為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯酮、二苯甲酮、安息香甲醚、 安息香乙醚或安息香正丁醚等；紫外光引發(fā)助劑多為三乙胺、二乙胺、三乙醇胺或二乙醇胺等。固化后殘留的紫外光引發(fā)劑容易向表面遷移，生成毒性副產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的氣味，且涂膜容易變黃，大大限制了紫外光固化技術(shù)在某些高檔產(chǎn)品(如食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生用品、美容用品和個(gè)人護(hù)理用品)的發(fā)展空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種耐溫性好、不含小分子化合物，不會(huì)形成毒性副產(chǎn)物，可適應(yīng)不同應(yīng)用要求、性能穩(wěn)定的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料及其合成方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，該涂料包括以下組分及重量份含量紫外光活性單體0. 02 8 ；
光交聯(lián)功能單體2 20 ；
其他單官能度單體15 40 ；
引發(fā)劑0. 04 0.；
溶劑30 80。
所述的涂料包括以下組分及藍(lán)量份含量
紫外光活性單體2 6 ；
光交聯(lián)功能單體8 16 ；
其他單官能度單體20 -30 ；
引發(fā)劑0. 1~ 0. 5 ；
溶劑45 -70。
所述的涂料包括以下組分及重量份含量
紫外光活性單體2 4；
光交聯(lián)功能單體10 )12 ；
其他單官能度單體22 -28 ；
引發(fā)劑0. 2~ 0. 3 ；
溶劑50 -60。
所述的紫外光活性單體選自含紫外光活性基團(tuán)的丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的一種或幾種；所述的光交聯(lián)功能單體選自丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的一種或幾種；
所述的其他單官能度單體選自丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的3 8種。所述的紫外光活性單體選自4-(2-羥基-3-烯丙氧基-丙氧基)二苯甲酮、 4-(2-羥基-3-丙烯酰氧基-丙氧基)二苯甲酮、4-(2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基-丙氧基) 二苯甲酮、4-(2-丙烯酰氧基-乙基)二苯甲酮、4-(2-甲基丙烯酰氧基-乙基)二苯甲酮、 4-丙烯酰氧基二苯甲酮中的一種或幾種；所述的光交聯(lián)功能單體選自甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、 丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯酸異辛酯或甲基丙烯酸異辛酯中的一種或幾種；所述的其他單官能度單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、衣康酸、順丁烯二酸二丁酯、順丁烯二酸二辛酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸月桂酯中的3 8種。所述的引發(fā)劑選自過(guò)氧化苯甲?；蚺嫉惗‰?。所述的溶劑選自乙醇、異丙醇或乙酸乙酯中的一種或幾種?！N單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料的制備方法，其特征在于，該方法是將紫外光活性單體、光交聯(lián)功能單體、其他單官能度單體、引發(fā)劑和溶劑投入反應(yīng)釜中，在75°C 90°C回流攪拌證 他混合均勻，冷卻后即得產(chǎn)品。一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料的應(yīng)用，其特征在于，將單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料涂布在待涂覆產(chǎn)品的基材上，揮干溶劑后在紫外光固化裝置中進(jìn)行光照交聯(lián)即可。所述的紫外光自交聯(lián)的輻照能量為500mJ，經(jīng)測(cè)試，紫外光輻照后涂層的交聯(lián)度為 80%，耐溫性能提高40°C。紫外光交聯(lián)涂層的交聯(lián)度按索氏抽提法測(cè)試。涂層的耐溫性能用熱封梯度儀測(cè)試。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涂料中的紫外光活性基團(tuán)在聚合過(guò)程中以共價(jià)鍵的方式與聚合物鏈結(jié)合，避免了外加紫外光引發(fā)劑和紫外光引發(fā)助劑引起的小分子的析出和遷移。涂布干燥后，涂層在紫外燈輻照下快速形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。涂層中的二苯甲酮型紫外光活性基團(tuán)和非雙鍵型光交聯(lián)功能基團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵而產(chǎn)生交聯(lián)，本發(fā)明產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)
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(1)通過(guò)對(duì)涂料的成分和分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，經(jīng)紫外光輻照快速形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，耐溫性能有明顯提高；( 不含小分子化合物，不會(huì)形成毒性副產(chǎn)物；C3)可通過(guò)調(diào)節(jié)紫外光活性單體的用量、光交聯(lián)功能單體的用量和其他單官能度單體的用量獲得合適的交聯(lián)度，以適應(yīng)不同應(yīng)用要求；(4)由于紫外光活性基團(tuán)在涂料中性能穩(wěn)定，避光條件下不會(huì)和其他基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，僅在紫外光作用下才會(huì)發(fā)生自交聯(lián)，在室溫下避光貯存6個(gè)月，性能仍保持穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料由以下組分(重量份)為原料合成
4- (2-羥基-3-烯丙氧基-丙氧基)二苯甲酮4甲基丙烯酸-2-羥丙酯16丙烯酸丁酯5甲基丙烯酸丁酯5甲基丙烯酸甲酯12丙烯酸2偶氮二異丁腈0.8乙酸乙酯60具體合成過(guò)程為將紫外光活性單體、光交聯(lián)功能單體、其他單官能度單體、引發(fā)劑和溶劑投入反應(yīng)釜中攪拌使混合均勻，攪拌條件為在80°C回流他，冷卻后得到單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料。上述所得單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料在基材上涂布，揮干溶劑后在紫外光固化裝置中進(jìn)行光照交聯(lián)，紫外光自交聯(lián)的輻照能量為500mJ。經(jīng)測(cè)試，紫外光輻照后涂層的交聯(lián)度為80%，耐溫性能提高40°C。實(shí)施例2本實(shí)施例的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料由以下組分(重量份)為原料合成
權(quán)利要求
1. 一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，該涂料包括以下組分及重量份含量紫外光活性單體0. 02 8光交聯(lián)功能單體2 20 ；其他單官能度單體15 40 ；引發(fā)劑0. 04 0溶劑30 80。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，所述的涂料包括以下組分及重量份含量紫外光活性單體2 6 ；光交聯(lián)功能單體8 16 ；其他單官能度單體20 30 ；引發(fā)劑0.1 0.5;溶劑45 70。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，所述的涂料包括以下組分及重量份含量紫外光活性單體2 4 ；光交聯(lián)功能單體10 12 ；其他單官能度單體22 觀；引發(fā)劑0.2 0.3;溶劑50 60。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，所述的紫外光活性單體選自含紫外光活性基團(tuán)的丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的一種或幾種；所述的光交聯(lián)功能單體選自丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的一種或幾種；所述的其他單官能度單體選自丙烯酸酯類(lèi)單體或烯類(lèi)單體中的3 8種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料， 其特征在于，所述的紫外光活性單體選自4-(2-羥基-3-烯丙氧基-丙氧基)二苯甲酮、 4-(2-羥基-3-丙烯酰氧基-丙氧基)二苯甲酮、4-(2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基-丙氧基) 二苯甲酮、4-(2-丙烯酰氧基-乙基)二苯甲酮、4-(2-甲基丙烯酰氧基-乙基)二苯甲酮、 4-丙烯酰氧基二苯甲酮中的一種或幾種；所述的光交聯(lián)功能單體選自甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、 丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯酸異辛酯或甲基丙烯酸異辛酯中的一種或幾種；所述的其他單官能度單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、衣康酸、順丁烯二酸二丁酯、順丁烯二酸二辛酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸月桂酯中的3 8種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，所述的引發(fā)劑選自過(guò)氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妗?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料，其特征在于，所述的溶劑選自乙醇、異丙醇或乙酸乙酯中的一種或幾種。
8.—種如權(quán)利要求1所述的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料的制備方法， 其特征在于，該方法是將紫外光活性單體、光交聯(lián)功能單體、其他單官能度單體、引發(fā)劑和溶劑投入反應(yīng)釜中，在75°C 90°C回流攪拌證 他混合均勻，冷卻后即得產(chǎn)品。
9.一種如權(quán)利要求1所述的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料的應(yīng)用，其特征在于，將單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料涂布在待涂覆產(chǎn)品的基材上，揮干溶劑后在紫外光固化裝置中進(jìn)行光照交聯(lián)即可。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料的應(yīng)用，其特征在于，所述的紫外光自交聯(lián)的輻照能量為500mJ，經(jīng)測(cè)試，紫外光輻照后涂層的交聯(lián)度為 80%，耐溫性能提高40°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單組分紫外光自交聯(lián)型丙烯酸酯共聚物涂料及其合成方法和應(yīng)用，該涂料包括以下組分及重量份含量紫外光活性單體0.02～8；光交聯(lián)功能單體2～20；其他單官能度單體15～40；引發(fā)劑0.04～0.8；溶劑30～80。將上述原料投入反應(yīng)釜中，在75℃～90℃回流攪拌5h～8h混合均勻，冷卻后即得產(chǎn)品。將該產(chǎn)品涂布在待涂覆產(chǎn)品的基材上，揮干溶劑后在紫外光固化裝置中進(jìn)行光照交聯(lián)即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有耐溫性好、不含小分子化合物，不會(huì)形成毒性副產(chǎn)物，可適應(yīng)不同應(yīng)用要求、性能穩(wěn)定的等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09D131/04GK102352165SQ20111020128
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者曾兆華, 李付亞, 虞明東, 陳嘉 申請(qǐng)人:上海乘鷹新材料有限公司, 上海維凱化學(xué)品有限公司