一種高分子基材用的光固化防水涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及防水性光固化涂層合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于高分子基材表面處理的光固化防水涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光固化涂料又稱光敏涂料，是以紫外光為涂料固化能源，又稱紫外光固化涂料，不需加熱，可在紙張、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜。主要由光敏樹脂、光敏劑(光引發(fā)劑)和稀釋劑組成，同時加入一些添加劑，如熱穩(wěn)定劑，制備色漆時加入顏料和填料。
[0003]傳統(tǒng)的涂料固化通常是通過加熱即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶劑，得到硬化的漆膜。UV固化則是利用紫外光的能量引發(fā)涂料中的低分子預(yù)聚體或齊聚體及作為活性稀釋劑的單體分子之間的聚合及交聯(lián)反應(yīng)，得到硬化漆膜，實質(zhì)上是通過形成化學(xué)鍵實現(xiàn)化學(xué)干燥。
[0004]光固化涂層與傳統(tǒng)涂層相比，具有以下優(yōu)點:固化速度快(幾分之一秒到幾分鐘)，固化溫度低，能量利用高；揮發(fā)分少，安全無污染。被業(yè)內(nèi)認為是省能源、無公害、高效率的涂料新品種，在電子、橡塑、核能等對熱敏感和某些特殊領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用與推廣。
[0005]但是現(xiàn)有技術(shù)中，光固化涂層在高分子基材尤其是柔性高分子材料表面的應(yīng)用還鮮有報道，市售的光固化涂層，一旦基材經(jīng)受強力壓褶、打卷、彎折，就會出現(xiàn)明顯的白印、折痕，甚至出現(xiàn)漆面斷折等缺陷。為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明由此而來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的第一方面技術(shù)問題是提供一種適用于高分子基材表面處理的光固化防水涂層，解決現(xiàn)有光固化涂層不耐曲折和防水性能等缺陷。
[0007]本發(fā)明的第二方面的是提供上述高分子基材專用的光固化防水涂層的制備方法。
[0008]本發(fā)明的第三方面的是提供上述高分子基材專用的光固化防水涂層的用途。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面的技術(shù)方案為:高分子基材用的光固化防水涂層，其包括如下組分及重量比:49-75%的光敏樹脂、5-45%的防水性氟碳功能稀釋劑、5-20 %的光敏交聯(lián)性稀釋劑、1-6 %的光引發(fā)劑，0-8 %的消光粉。
[0010]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述的光敏樹脂為一種結(jié)構(gòu)為聚氨酯改性的單官能化丙烯酸大分子單體，具體結(jié)構(gòu)示意圖式為:
[0011]CH2= C(X) -c(0) -ο-[ (CH 2-C(Υ) -ο)n-c(0) -NH—]m，其中 X = H 或者 CH3；Y = H或者 CH3;n = 10-20 ；m = 3-5。
[0012]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，防水性氟碳功能稀釋劑選自下列羧基化合物的一種或者兩種以上的任意混合:丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟異辛酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸三氟乙酯。
[0013]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，光敏交聯(lián)性稀釋劑選自下列交聯(lián)稀釋劑的一種或者兩種以上的任意混合:二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(200) 二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯。
[0014]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述光引發(fā)劑選自下列光引發(fā)劑的一種或者兩種以上的任意混合:2_羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1_[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?。
[0015]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述消光粉選自一種或兩種超細粒徑的下列物質(zhì)的混合:超細二氧化硅、超細滑石粉、納米硬脂酸鋁、納米硬脂酸鈣、聚丙烯酰胺樹脂。這里所述的“超細粒徑”是指粒徑為納米級。
[0016]所述光固化防水涂層為占涂層的總重量49-75%的本單位自制光敏樹脂、占涂層的總重量5-45%的防水性氟碳功能稀釋劑、占涂層的總重量5-20%的光敏交聯(lián)性稀釋劑、占涂層的總重量1-6%的光引發(fā)劑以及占涂層的總重量0-8%的消光粉在溫度為20-25°C時混合預(yù)聚反應(yīng)而得。
[0017]本發(fā)明還提供了一種高分子基材用的光固化防水涂層的制備方法，該方法包括以下步驟:按比例將光敏樹脂、防水性氟碳功能稀釋劑和光敏交聯(lián)性稀釋劑分別加入反應(yīng)釜中，攪拌直到混合均勻，在溫度為20-25°C時攪拌情況下緩慢加入光引發(fā)劑，攪勻密封得到光固化涂料。
[0018]本發(fā)明一優(yōu)選技術(shù)方案中，在加入光引發(fā)劑的同時，攪拌加入消光粉。
[0019]本發(fā)明第三方面提供了光固化防水涂層的應(yīng)用，將其涂覆于高分子基材。
[0020]所述的高分子基材包括但不限為:PVC，PE, PP，PET，PS等。
[0021]本發(fā)明得到的高分子基材表面處理的光固化防水涂層有效地解決了現(xiàn)有光固化涂層在高分子基材表面的涂覆難題，獲得的涂層經(jīng)重壓無白印，經(jīng)300次摩擦漆膜不脫落，經(jīng)20次彎折無折痕；且其防水效果均達到行業(yè)要求:防水等級超過4級，負水滴12小時以上無水痕。
【具體實施方式】
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[0022]為進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明優(yōu)選方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0023]聚氨酯改性的單官能化丙烯酸大分子單體的制備方法，其結(jié)構(gòu)式如下:
[0024]CH2= C (X) -C (0) -0- [ (CH 2_C (Y) _0) n_C (0) -NH—] m，其中 X = H 或者 CH3；Y = H或者CH3;n = 10-20 ；m = 3-5，具體包括如下步驟:
[0025](a)向反應(yīng)容器中加入低分子量聚二醇、非醇類無吡啶的有機溶劑，置于100-120°C回流脫水1-3小時；
[0026](b)向反應(yīng)容器中再加入催化劑，攪拌均勻后降溫至60_80°C，隨后滴加二異氰酸酯反應(yīng)1-3小時；
[0027](c)隨后向反應(yīng)容器中加入阻聚劑，并滴加烯烴基酰氯反應(yīng)1-2小時，且所述聚二醇、二異氰酸酯和烯烴基酰氯的質(zhì)量比為50-100:30-80:5-25。
[0028]實施例1
[0029]聚氨酯改性丙烯酸酯光固化樹脂的制備:取50重量份的甲苯和低分子量100重量份的聚丙二醇投入反應(yīng)瓶中，升溫到110°C回流脫水2hrs ;加入少量催化劑，攪拌直到混合均勻。維持溫度80°C條件下，慢慢滴加33重量份的六亞甲基二異氰酸酯，反應(yīng)2hrs。加入阻聚劑，再逐滴加入甲基丙烯酰氯重量份21，反應(yīng)1.5hrs可得聚氨酯改性丙烯酸酯光固化樹脂(詳見專利CN2015102217864)。
[0030]高分子基材表面處理的光固化防水涂層的制備方法
[0031]實施例2
[0032]取聚氨酯改性丙烯酸酯光固化樹脂49g和防水性氟碳功能稀釋劑45g(其中丙烯酸六氟丁酯10g、甲基丙烯酸十三氟辛酯2g、甲基丙烯酸六氟丁酯12g、甲基丙烯酸十二氟庚酯9g、甲基丙烯酸三氟乙酯12g)，光敏交聯(lián)性稀釋劑5g(乙二醇二甲基丙烯酸酯2g，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯3g)投入反應(yīng)釜中，攪拌直到混合均勻。攪拌下慢慢加入光引發(fā)劑1-羥基環(huán)己基苯基甲酮lg，攪勻密封得到光固化涂料1。經(jīng)上機涂覆于PVC等高分子基材發(fā)現(xiàn)，該涂層能夠滿足耐曲折和防水性能的要求:重壓無白印，摩擦300次漆膜不脫落，彎折20次基本無折痕，防水等級為5級，有明顯“荷葉效應(yīng)”，負水滴72小時無水痕。
[0033]實施例3
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