紫外光固化水性塑膠涂料及其制備方法
【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水性塑膠涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光（UV)固化涂料，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，水性UV固化涂料已經(jīng)成為較為成 熟的技術(shù)，特別是隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，生產(chǎn)和研究人員更加注意UV固化涂料的開(kāi)發(fā) 和應(yīng)用。UV固化涂料是一種綠色環(huán)保型涂料，它完全符合"4E"原則，一般UV固化能耗為 熱固化的1/5,且UV固化涂料含揮發(fā)組分較少，污染小，最吸引研究人員和開(kāi)發(fā)商的是UV固 化涂料能減少原材料消耗，有利于降低經(jīng)濟(jì)成本。
[0003] 在過(guò)去的幾年中，UV固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD粘合劑、信用卡、木材、飲 料罐、食品包裝、雜志封面、醫(yī)療器械和汽車(chē)行業(yè)中都有著十分迅速的發(fā)展。UV固化涂料擁 有巨大的市場(chǎng)潛力，其在整個(gè)涂料產(chǎn)品中的比例正在逐年增長(zhǎng)。隨著UV固化應(yīng)用范圍的日 益擴(kuò)大，在技術(shù)上也有重要突破，UV固化涂料與粉末涂料相結(jié)合，發(fā)展了UV固化粉末涂料， 與水性涂料結(jié)合發(fā)展了、UV固化水性涂料，這早已成為研究的熱點(diǎn)，且技術(shù)正處于不斷成熟 中，具有很大的發(fā)展前景。
[0004] 但是，目前的紫外光固化水性塑膠涂料存在附著力太差，易脫落的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種附著力較好的紫外光固化水性塑膠涂料。
[0006] -種紫外光固化水性塑膠涂料，按照質(zhì)量份數(shù)包括如下組分：
[0007] 聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體% ; 活性稀釋劑 15~30% ; 光引發(fā)劑 2~6 % ; 流平 _ Θ.1- 1% ； 分散劑 0.1-1% ； 消泡劑 0.1-1% ； 去離子水 40~50%;
[0008] 所述活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0009] 優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑選自1-羥基-環(huán)己基-苯甲酮、2,4,6_三甲基苯甲?；?二 苯基氧化膦、2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1、2-羥基-2-甲基-對(duì)羥乙基醚基苯基丙酮-1、 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-嗎啉基-1-丙酮及2-異丙基硫雜蒽酮中的至少一種。
[0010] 優(yōu)選地，所述流平劑為BYK346和BYK349中的至少一種。
[0011] 優(yōu)選地，所述分散劑為T(mén)EG0 192。
[0012] 優(yōu)選地，所述消泡劑為BYK028,BYK093中的一種或兩種的混合物。
[0013] 此外，還提供一種紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 按照質(zhì)量百分含量稱(chēng)取如下組分：25~40%的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體、15~30% 的活性稀釋劑、2~6%的光引發(fā)劑、0. 1~1%的流平劑、0. 1~1%的分散劑、0. 1~1%的 消泡劑和40~50%的去離子水，其中，所述活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯；
[0015] 將所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體和所述活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘，加入 40°C~60°C的所述去離子水?dāng)嚢枞榛?0~30分鐘，接著在持續(xù)攪拌的條件下，加入所述流 平劑、所述分散劑和所述消泡劑，得到外線(xiàn)固化涂料。
[0016] 優(yōu)選地，還包括所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體的制備步驟：
[0017] 在保護(hù)性氣體的條件下，將47~100質(zhì)量份數(shù)的二元醇加入到16~58質(zhì)量份數(shù) 的二異氰酸酯中于50~70°C攪拌反應(yīng)3~4小時(shí)，得到第一反應(yīng)液；
[0018] 在所述第一反應(yīng)液中加入3~8質(zhì)量份數(shù)的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，所述催化劑的質(zhì)量與所述多羥基羧酸的質(zhì)量比 為0· 1~1 : 3~8 ;
[0019] 于50~60°C在所述第二反應(yīng)液中加入阻聚劑和9~60質(zhì)量份數(shù)的烯類(lèi)封端劑， 反應(yīng)1小時(shí)后，升溫至75°C，加入丙酮繼續(xù)反應(yīng)3~4小時(shí)，得到第三反應(yīng)液，其中，所述阻 聚劑的質(zhì)量與所述烯類(lèi)封端劑的質(zhì)量比為〇. 1~〇. 5 : 9~60 ;及
[0020] 降溫至40~50 °C，在所述第三反應(yīng)液加入2~9質(zhì)量份數(shù)的三乙胺反應(yīng)0. 5~1 小時(shí)，得到所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、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、己二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的至少 一種；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫；
[0025] 所述的烯類(lèi)封端劑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、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯中的一種或一種以上混合 物；
[0026] 所述阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚。
[0027] 優(yōu)選地，將所述聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體和所述活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘 的步驟中，攪拌速率為300~400轉(zhuǎn)/分鐘；
[0028] 優(yōu)選地，所述加入40°C~60°C的所述去離子水?dāng)嚢枞榛?0~40分鐘的步驟中， 攪拌速率為400~600轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029] 上述紫外光固化水性塑膠涂料的活性稀釋劑己二醇二丙烯酸酯對(duì)聚氨酯丙烯酸 酯預(yù)聚體具有很好的滲透溶漲效果，它的加入增加了涂料在塑膠板上的附著力。
[0030] 且上述紫外光固化水性塑膠涂料不需使用任何乳化劑，即可獲得具有粒徑小，穩(wěn) 定性高，成膜性、粘附性好的水性UV涂料，有效避免了傳統(tǒng)乳化劑對(duì)涂料耐水性及穩(wěn)定性 的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為一實(shí)施方式的紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)釉面層的制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033] -實(shí)施方式的紫外光固化水性塑膠涂料，按照質(zhì)量份數(shù)包括如下組分：
[0034] 聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體25~40 % ,· 活性稀釋劑 15~30% ;
[0035] 光引發(fā)劑 2~6 % ; 流平劑 0.卜丨％ ; 分散劑 0.1-1%：; 消泡 _ 0.1-1%； 去離子水 40~50%;
[0036] 活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0037] 其中，光引發(fā)劑選自1-羥基-環(huán)己基-苯甲酮、2,4,6_三甲基苯甲?；?二苯基氧 化膦、2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1、2-羥基-2-甲基-對(duì)羥乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲 基-1-(4-甲硫基苯基）-2_嗎啉基-1-丙酮及2-異丙基硫雜蒽酮中的至少一種。
[0038] 其中，流平劑為BYK346和BYK349中的至少一種。
[0039] 其中，分散劑為T(mén)EG0 192。
[0040] 其中，消泡劑為BYK028,BYK093中的一種或兩種的混合物。
[0041] 上述紫外光固化水性塑膠涂料的活性稀釋劑己二醇二丙烯酸酯對(duì)聚氨酯丙烯酸 酯預(yù)聚體具有很好的滲透溶漲效果，它的加入增加了涂料在塑膠板上的附著力。
[0042] 且上述紫外光固化水性塑膠涂料不需使用任何乳化劑，即可獲得具有粒徑小，穩(wěn) 定性高，成膜性、粘附性好的水性UV涂料，有效避免了傳統(tǒng)乳化劑對(duì)涂料耐水性及穩(wěn)定性 的影響。
[0043] 如圖1所示，一實(shí)施方式的紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法，可用于制備上 述紫外光固化水性塑膠涂料。該紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法包括如下步驟：
[0044] 步驟S110 :按照質(zhì)量百分含量稱(chēng)取如下組分：25~40%的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚 體、15~30%的活性稀釋劑、2~6%的光引發(fā)劑、0. 1~1 %的流平劑、0. 1~1 %的分散劑、 0. 1~1%的消泡劑和40~50%的去離子水。
[0045] 其中，聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體可通過(guò)購(gòu)買(mǎi)得到。優(yōu)選的，聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體采 用如下步驟制備得到：
[0046] 步驟S112:在保護(hù)性氣體的條件下，將47~100質(zhì)量份數(shù)的二元醇加入到16~ 58質(zhì)量份數(shù)的二異氰酸酯中，于50~70°C攪拌反應(yīng)3~4小時(shí)，得到第一反應(yīng)液。
[0047] 其中，保護(hù)性氣體為氮?dú)狻?br>[0048] 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。
[0049] 其中，二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二 異氰酸酯、對(duì)苯二亞甲基二異氰酸酯、己二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種。
[0050] 步驟S114 :在第一反應(yīng)液中加入3~8質(zhì)量份數(shù)的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。
[0051] 其中，催化劑的質(zhì)量與多羥基羧酸的質(zhì)量比為0. 1~1 : 3~8。
[0052] 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；
[0053] 其中，催化劑為二月桂酸二丁基錫；
[0054] 步驟S116:于50~60°C在第二反應(yīng)液中加入阻聚劑和9~60質(zhì)量份數(shù)的烯類(lèi)封 端劑，反應(yīng)1小時(shí)后，升溫至75°C，加入丙酮繼續(xù)反應(yīng)3~4小時(shí)，得到第三反應(yīng)液。
[0055] 其中，阻聚劑的質(zhì)量與所述烯類(lèi)封端劑的質(zhì)量比為0. 1~0. 5 : 9~60。
[0056] 其中，烯類(lèi)封端劑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、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯中的一種或一種以上混合 物；
[0057] 其中，阻聚劑為對(duì)甲氧基苯酚。
[0058] 步驟S118:降溫至40~50°C，在第三反應(yīng)液加入2~9質(zhì)量份數(shù)的三乙胺反應(yīng) 0. 5~1小時(shí)，再降溫至30~40°C，得到聚氨酯丙稀酸酯預(yù)聚體。
[0059] 步驟S120 :將聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體和活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘，加入 40°C~60°C的去離子水?dāng)嚢枞榛?0~30分鐘，接著在持續(xù)攪拌的條件下，加入流平劑、分 散劑和消泡劑，得到紫外光固化涂料。
[0060] 其中，活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0061] 其中，將聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體和活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘的步驟中，攪 拌速率為300~400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0062] 其中，加入40°C~60°C的去離子水?dāng)嚢枞榛?0~30分鐘的步驟中，攪拌速率為 400~600轉(zhuǎn)/分鐘。
[0063] 上述制備方法簡(jiǎn)單，減少了動(dòng)力消耗及操作時(shí)間使生產(chǎn)成本大大降低，易于批量 化生產(chǎn)。
[0064] 以下為具體實(shí)施例部分。
[0065] 實(shí)施例1
[0066] 本實(shí)施例的紫外光固化水性塑膠涂料的制備過(guò)程如下：
[0067] (1)聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體的制備：在氮?dú)獾臈l件下，向放有溫度計(jì)、冷凝管、攪 拌棒的四口圓底反應(yīng)瓶中，加入25g甲苯二異氰酸酯，將65g聚己內(nèi)酯二元醇