紫外光固化水性塗料及其製備方法和應用的製作方法
2023-07-20 14:08:51 5
專利名稱：紫外光固化水性塗料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種塗料，尤其是一種紫外光固化水性塗料，以及所述塗料的製備方法和應用。
背景技術：
塗料光固化是一種快速發展的綠色新技術，從上世紀70年代至今，輻射固化技術在發達國家的應用越來越普及，與傳統塗料固化技術相比，輻射固化具有節能無汙染、高效、適用於熱敏基材、性能優異、採用設備小等優點，隨著人類環保意識的增強，輻射固化取代傳統熱固化必將成為一種趨勢和需求。而輻射固化技術產品中80％以上是紫外線固化技術。
但目前紫外線光固化塗料99％以上為油性漆，大都使用活性低聚物、低分子的活性稀釋劑例如苯類，酯類，酮類作為溶劑，使用量最大的混合溶劑為甲苯，乙酸乙酯，丁酮，溶劑量佔塗料重量70％左右，在乾燥過程中溶劑無序揮發，對環境和人體健康造成較大的危害，又造成了石油資源的浪費，完全不符合環保的要求；同時傳統的光固化塗料其粘度與分子量密切相關，很難兼顧塗膜的硬度和柔韌性，產品性能迫切需要改善和提高；而且，由於溶劑的揮發和乾燥需時較長，使用塗料的廠家均需較大的晾置場地，上漆工序耗時冗長，影響了生產效率的提高，難以適應日新月異的塗裝市場需求。
發明內容
本發明的一個目的是針對目前塗料的不足與缺陷，提供一種紫外光固化的水性塗料。
本發明的第二個目的是提供所述塗料簡單可行的製備方法。
本發明的另一個目的是提供所述塗料的應用。
本發明的技術方案是提供一種塗料，其組分及各組分重量百分含量如下高分子聚合物9％～60％光引發劑1％～10％水 30％～90％本發明提供了所述塗料的製備方法，包括以下步驟(1)二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚丙二醇、丙烯酸羥基酯攪拌均勻以後於70℃反應3小時；(2)反應產物用有機胺化合物中和攪拌0.5小時，得到高分子聚合物；(3)加入水和光引發劑，攪拌。
其中，所述的二異氰酸酯優選二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，所述丙烯酸羥基酯優選丙烯酸羥乙酯，光引發劑優選二苯甲酮。
本發明中所述二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚丙二醇、丙烯酸羥基酯、有機胺化合物、水、光引發劑的重量配比為二異氰酸酯4％-10％
二羥甲基丙酸4％-6％聚丙二醇200 10％-25％丙烯酸羥基酯3％-10％三乙醇胺5％-10％光引發劑1％-4％水 餘量水優選二異氰酸酯重量配比為5-6％，二羥甲基丙酸重量配比為5％，光引發劑重量配比為2-3％，三乙醇胺重量配比為7-8％。
本發明提供了所述塗料在家具行業或家庭裝修塗裝方面的應用，尤其是應用於膠合板或成型木器的塗裝。
本發明具有顯著的有益效果，提供了一種全新的塗料及簡單可行的製備方法，將紫外光固化技術引入水性塗料技術，交聯固化反應可以完全不在配料儲存，塗裝及乾燥等工藝過中發生，僅在紫外光照下才開始交聯固化，因而最終固化膜的性能易於控制，產品質量得以穩定，顯著減少塗料的施工難度；所述塗料具有明顯的環保、快速、節能、高效等優點，紫外光固化塗料固化時間通常以秒計，可大大提高上漆的生產效率，不需晾置場地即可直接包裝入庫，以水代替有機溶劑，環保，無毒，降低成本，具有顯著的經濟和社會效益。
紫外光固化水性塗料的另一個顯著效果就是使用的是高分子的水性分散體系(乳液或分散液)，其粘度與高分子的分子量無關，而只與固含量有關，因而在光固化水性塗料體系中可以使用高分子量的聚合物，同時又不必加入低分子的活性稀釋劑，從根本上解決了光固化塗料高硬度與高柔韌性的矛盾，能夠兼顧塗膜的硬度和柔韌性，具有廣泛的應用範圍和應用前景。
具體實施例方式
本發明提供所述塗料的生產方法包括以下步驟(1)二異氰酸酯和聚醚二元醇，丙烯酸羥基酯，羥基烷酸反應；(2)反應產物用有機胺化合物中和；(3)加入水溶解聚合物；(4)加入光引發劑。
下面結合一些具體的實施例以及數據來進一步說明本發明，並不因此將本發明限制於所述實施例中。
實施例1配方1二苯基甲烷二異氰酸酯 6％二羥甲基丙酸 5％聚丙二醇200 18％丙烯酸羥乙酯 6％三乙醇胺 8％二苯甲酮 2％水55％塗料的生產方法1、高分子聚合物的製備(1)常壓下，按上述配方，將計量的二苯基甲烷二異氰酸酯，二羥甲基丙酸，聚丙二醇200，丙烯酸羥乙酯加入三口反應瓶中，攪拌均勻後，升溫至70℃，反應3小時。
(2)在(1)中加入三乙醇胺，攪拌0.5小時。
2、加入水和二苯甲酮，攪勻後得到所述塗料。
塗料產品外觀半透明均勻液體潤溼性在木器表面潤溼良好儲存期≤30℃，一年固化時間≤10秒實施例2配方2二苯基甲烷二異氰酸酯 5％二羥甲基丙酸 5％聚丙二醇400 15％丙烯酸羥乙酯 5％三乙醇胺 8％二苯甲酮 2％水60％塗料的生產方法1、高分子聚合物的製備(1)常壓下，按上述配方，將計量的二苯基甲烷二異氰酸酯，二羥甲基丙酸，聚丙二醇400，，丙烯酸羥乙酯加入三口反應瓶中，攪拌均勻後，升溫至75℃，反應3小時。
(2)加入三乙醇胺，攪拌0.5小時。
2、加入水和二苯甲酮，攪勻後得到所述塗料。
塗料產品外觀半透明均勻液體潤溼性在木器表面潤溼良好儲存期≤30℃，一年固化時間≤10秒實施例3配方3甲苯二異氰酸酯 8％二羥甲基丙酸 5％聚丙二醇20021％丙烯酸羥乙酯 4％三乙醇胺 7％二苯甲酮 3％水 52％塗料的生產方法1、高分子聚合物的製備(1)常壓下，按上述配方，將計量的甲苯二異氰酸酯，二羥甲基丙酸，聚丙二醇200，丙烯酸羥乙酯加入三口反應瓶中，攪拌均勻後，升溫至75℃，反應3小時。
(2)加入三乙醇胺，攪拌0.5小時。
2、加入水和二苯甲酮，攪勻後得到所述塗料。
塗料產品外觀半透明均勻液體潤溼性在木器表面潤溼良好儲存期≤30℃，一年固化時間≤10秒。
權利要求
1.一種紫外光固化水性塗料，其組分及各組分重量百分含量如下高分子聚合物9％～60％光引發劑1％～10％水 30％～90％。
2.一種權利要求1所述紫外光固化水性塗料的製備方法，包括以下步驟(1)二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚丙二醇、丙烯酸羥基酯攪拌均勻以後於70℃反應3小時；(2)反應產物用有機胺化合物中和，攪拌0.5小時，得到高分子聚合物；(3)加入水和光引發劑，攪拌。
3.根據權利要求2所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯。
4.根據權利要求2所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述丙烯酸羥基酯為丙烯酸羥乙酯。
5.根據權利要求1或2所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述光引發劑為二苯甲酮。
6.根據權利要求2所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚丙二醇、丙烯酸羥基酯、有機胺化合物、水、光引發劑的重量配比為二異氰酸酯 4％-10％二羥甲基丙酸4％-6％聚丙二醇200 10％-25％丙烯酸羥基酯3％-10％三乙醇胺5％-10％光引發劑1％-4％水 餘量水。
7.根據權利要求6所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述二異氰酸酯重量配比為5-6％。
8.根據權利要求6所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是所述二羥甲基丙酸重量配比為5％。
9.根據權利要求6所述的紫外光固化水性塗料的製備方法，其特徵是光引發劑重量配比為2-3％，三乙醇胺重量配比為7-8％。
10.根據權利要求1或2所述的紫外光固化水性塗料的應用，其特徵是應用於膠合板或成型木器的塗裝。
全文摘要
本發明公開了一種紫外光固化水性塗料，其組分及各組分重量百分含量為高分子聚合物9％～60％，光引發劑1％～10％，水30％～90％。產品具有良好的塗膜硬度和柔韌性，環保，無毒，生產成本低，具有顯著的經濟和社會效益，市場應用前景良好。
文檔編號C09D5/02GK101050334SQ200710027188
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者鄒友思, 蘇政權, 李永麟, 李紅才, 鄧俊, 陳光利 申請人:廣州市實力體育設備有限公司, 廈門大學, 廣東藥學院