水性uv光固化涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种水性UV光固化涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 光固化涂料又称光敏涂料，它是利用UV引发具有化学活性的液态材料快速聚合交 联，瞬间固化成膜。水性光固化涂料继承和发展了传统的油性光固化涂料技术和水性涂料、 油墨技术的优点，因其环保、应用面广、安全、施工相对简单等优越的性能优势迅速成为研 究热点，水性光引发剂作为水性光固化涂料的重要组成部分，也日益得到重视。虽然水性UV 涂料很受欢迎，但是现有的水性UV涂料固化后容易黄变。
【发明内容】
[0003] 鉴于此，有必要提供了一种固化后难以黄变的水性UV光固化涂料及其制备方法。
[0004] -种水性UV光固化涂料，按重量份数计包括如下组分：
[0005] 聚氨酯丙烯酸酯分散体80~95份；
[0006] 流平剂0.1~2份；
[0007] 消泡剂0.1~2份；
[0008] 光引发剂2~8份；
[0009] 其中，所述聚氨酯丙烯酸酯分散体为第一聚氨酯丙烯酸酯分散体或第二聚氨酯丙 烯酸酯分散体；
[0010]所述第一聚氨酯丙烯酸酯分散体为德国拜耳公司的聚氨酯丙烯酸酯2869-1;
[0011]所述第二聚氨酯丙烯酸酯分散体通过如下方法制备：
[0012]在氮气保护下，将异佛尔酮二异氰酸酯在70~80°C预热10~20min，接着滴加二元 醇搅拌反应2~3h，其中，所述二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为20~68:18~35; [0013]接着，加入亲水性扩链剂反应1~1.5h后降温至55~65°C，其中，所述亲水性扩链 剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为2~7:18~35;
[0014] 然后，同时加入烯类封端剂、阻聚剂和催化剂，保温反应4~5h后降温至40~45°C， 其中，所述烯类封端剂、所述阻聚剂、所述催化剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为3~15: 0.003~0.08:0.1~1:18~35;
[0015] 接着，加入胺类成盐剂，调节pH为7~8，得到无色透明的水性聚氨酯丙烯酸酯预聚 体，其中，所述胺类成盐剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为2~5:18~35;
[0016] 往所述水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入乳化剂，搅拌均匀，接着分批加入去离 子水，分散均匀后得到所述第一聚氨酯丙烯酸酯分散体，其中，所述乳化剂和水性聚氨酯丙 烯酸酯预聚体的质量比为0.1~1:99~100,所述水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体和去离子水的 质量比为35~50:45~60。
[0017]在其中一个实施例中，所述二元醇为聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚醚二元 醇中的一种或两种以上的混合物。
[0018] 在其中一个实施例中，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一 种或两种以上混合物。
[0019] 在其中一个实施例中，所述烯类封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、季戊 四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或一种以上混合物，所述阻聚 剂为甲氧基苯酚，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0020] 在其中一个实施例中，所述胺类成盐剂为三乙胺。
[0021] 在其中一个实施例中，所述乳化剂为TX-10。
[0022] 在其中一个实施例中，所述流平剂为BYK333和BYK349混合物，其中，BYK333和 BYK349的质量比为1:2。
[0023] 在其中一个实施例中，所述消泡剂为BYK028。
[0024]在其中一个实施例中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、2-羟基-2-甲 基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1或2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2_吗啉基-1-丙酮。
[0025] 一种水性UV光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] 往聚氨酯丙烯酸酯分散体中依次加入流平剂、消泡剂及光引发剂，搅拌分散均匀， 再采用200~400目滤布过滤，得到所述水性UV光固化涂料；
[0027] 其中，所述聚氨酯丙烯酸酯分散体为第一聚氨酯丙烯酸酯分散体或第二聚氨酯丙 烯酸酯分散体；
[0028]所述第一聚氨酯丙烯酸酯分散体为德国拜耳公司的聚氨酯丙烯酸酯2869-1;
[0029] 所述第二聚氨酯丙烯酸酯分散体通过如下方法制备：
[0030] 在氮气保护下，将异佛尔酮二异氰酸酯在70~80°C预热10~20min，接着滴加二元 醇搅拌反应2~3h，其中，所述二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为20~68:18~35;
[0031] 接着，加入亲水性扩链剂反应1~1.5h后降温至55~65°C，其中，所述亲水性扩链 剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为2~7:18~35;
[0032] 然后，同时加入烯类封端剂、阻聚剂和催化剂，保温反应4~5h后降温至40~45°C， 其中，所述烯类封端剂、所述阻聚剂、所述催化剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为3~15: 0.003~0.08:0.1~1:18~35;
[0033]接着，加入胺类成盐剂，调节pH为7~8，得到无色透明的水性聚氨酯丙烯酸酯预聚 体，其中，所述胺类成盐剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为2~5:18~35;
[0034]往所述水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入乳化剂，搅拌均匀，接着分批加入去离 子水，分散均匀后得到所述第二聚氨酯丙烯酸酯分散体，其中，所述乳化剂和水性聚氨酯丙 烯酸酯预聚体的质量比为0.1~1:99~100,所述水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体和去离子水的 质量比为35~50:45~60。
[0035]上述水性UV光固化涂料，采用合适的聚氨酯丙烯酸酯分散体、流平剂、消泡剂、光 引发剂，聚氨酯丙烯酸酯分散体含双键多，易固化，且所选用的光引发剂结构中不含活性 胺，与聚氨酯丙烯酸酯分散体中的双键交联固化后，不易被空气氧化，不易变黄。上述水性 UV光固化涂料，通过聚氨酯丙烯酸酯分散体、流平剂、消泡剂、光引发剂之间的相互作用，得 到的水性UV光固化涂料形成的漆膜固化速度快，且不容易变黄，在放置6个月后，漆膜基本 未发生黄变。
【附图说明】
[0036] 图1为一实施方式的第二聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发 明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用 于限定本发明。
[0038] 一实施方式的水性UV光固化涂料，按重量份数计包括如下组分：
[0039]聚氨酯丙烯酸酯分散体80~95份；
[0040] 流平剂0.1~2份；
[0041] 消泡剂0.1~2份；
[0042] 光引发剂2~8份。
[0043] 其中，聚氨酯丙烯酸酯分散体为第一聚氨酯丙烯酸酯分散体或第二聚氨酯丙烯酸 酯分散体。第一聚氨酯丙烯酸酯分散体为德国拜耳公司的聚氨酯丙烯酸酯2869-1。
[0044] 流平剂可以为BYK333和BYK349混合物，其中，BYK333和BYK349的比例为1:2。
[0045] 消泡剂可以为BYK028。
[0046] 光引发剂可以为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1(1173)、2_羟基-2-甲基-对羟乙基醚 基苯基丙酮-1(2959)或2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)。优选的，光引 发剂为1173。
[0047] 请参阅图1，第二聚氨酯丙烯酸酯分散体通过如下方法制备：
[0048] S10、在氮气保护下，将异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)在70~80°C预热10~20min，接 着滴加二元醇搅拌反应2~3h，其中，二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为20~68:18 ~35〇
[0049] 二元醇可以为聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚醚二元醇中的一种或两种以 上的混合物。
[0050] S20、接着，加入亲水性扩链剂反应1~1.5h后降温至55~65°C，其中，亲水性扩链 剂和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为2~7