[發(fā)明專利]一種無味無毒的水性紫外光固化涂料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210008515.7
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN103205183A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭文迅
• 申請（專利權(quán)）人: 郭文迅
• 主分類號: C09D167/06
• 分類號: C09D167/06;C09D163/10;C09D177/12;C09D175/14;C09D7/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)合成無味無毒的水性紫外光固化涂料及方法。采用水溶性的不飽和聚酯樹脂、不飽和聚酯酰胺脲樹脂中的一種與聚酯丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的一種或兩種混合，以1173、184、TPO中的一種或幾種為光引發(fā)劑，并加入助劑、水或乙醇水溶液，調(diào)配得到水性紫外光固化涂料。該類水性紫外光固化涂料與傳統(tǒng)油性紫外光固化涂料相比，未添加甲苯等苯類衍生物稀釋劑和醋酸丁酯等酯類稀釋劑而以水或乙醇水溶液替代之，也未添加TPGDA、TMPTA等小分子有毒交聯(lián)劑，極大降低VOC含量，符合“兩型社會”要求。與現(xiàn)有常見水性環(huán)氧丙烯酸酯類和聚氨酯丙烯酸酯類紫外光固化涂料相比，具有高光、固化速度快、無需添加小分子有毒成膜助劑、成本較低的優(yōu)點。可用作紙張上光油，也可用于塑料、木質(zhì)家俱或地板、金屬、玻璃等基材的涂裝。用于紙張上光具有高光、防水、高附著力、耐磨、耐彎折的特點，用于塑料、木質(zhì)家俱或地板、金屬、玻璃則具有水性環(huán)保、裝飾性強、高附著力、耐磨、透明的特點。該類水性紫外光固化涂料還有成本較低的優(yōu)點。

技術(shù)背景

紫外線固化涂料(UVCC)是一種采用紫外線固化的高效節(jié)能環(huán)保型現(xiàn)代化涂料.UVCC被譽為具有″5E″特點的工業(yè)技術(shù)：高效、適應(yīng)性廣、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能及環(huán)境友好。因此，UVCC固化技術(shù)被譽為面向21世紀(jì)的綠色工業(yè)新技術(shù)。UVCC的這些優(yōu)點注定了其具有比傳統(tǒng)熱固性涂料廣闊的多的市場前景。自1968年德國拜耳公司首先開發(fā)了光固化木器涂料，光固化技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，至今還不到40年，但其在全球發(fā)展勢頭迅猛，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，形成了一個龐大的產(chǎn)業(yè)[陳明，洪嘯吟，紫外光固化涂料的進(jìn)展，涂料工業(yè)，1999，12：30-36]。現(xiàn)在紫外光固化涂料在全球已得到很大的發(fā)展，進(jìn)入了較為成熟的階段。

常用的紫外光固化涂料主要由光活性齊聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑等組成。紫外光固化齊聚物從不飽和聚酯樹脂發(fā)展到環(huán)氧丙烯酸酯樹脂[徐超，曾志堅，紫外光固化環(huán)氧丙烯酸酯涂料的研究，廣東化工，2006，33(2)：32-34]、聚氨酯丙烯酸酯樹脂[楊春海，何衛(wèi)東，謝文心，光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及其性能研究，化工時刊，2006，30(4)：34-37]和聚酯丙烯酸酯。然而現(xiàn)有的光固化涂料絕大多數(shù)為油性光固化涂料，均需采用有毒的小分子易揮發(fā)的交聯(lián)劑和甲苯等稀釋劑，對環(huán)境造成污染。為減少甚至完全不用活性稀釋劑，近幾年來UV固化水性涂料的開發(fā)取得了重大的進(jìn)展。用水代替反應(yīng)性稀釋劑可消除由于VOC水平過高而導(dǎo)致的污染和刺激等問題[顧斌，沈雪鋒，王堅，魏忠華，水性UV涂料的研制，上海涂料，2005，43(12)：6-10]。與傳統(tǒng)的油溶性U?V光固化涂料相比，UV固化水性涂料可通過加水或傳統(tǒng)的增稠劑、流變助劑等調(diào)節(jié)涂料的黏度和流變性能，適合于高效無害噴涂、幕涂、滾涂等多種涂裝工藝；以水作為稀釋劑，可降低固化膜的收縮率，有利于提高固化膜對底材的粘附性；可得到超薄固化膜；涂裝設(shè)備、工具易于用水清洗。U?V固化水性涂料由于其環(huán)境友好的優(yōu)勢，已為越來越多的人所重視，但同時它也存在一些不足之處，如固化時間一般較長、大多需加熱固化、使用昂貴的水性光引發(fā)劑、光澤度低等，限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。

紫外光固化水性涂料涂裝具有高效、環(huán)保的優(yōu)點。開發(fā)水溶性的、固化時間短的、光澤度高的、成本較低的新型紫外光固化水性涂料受到重視。發(fā)明人曾制備成功水溶性的不飽和聚酯酰胺脲樹脂(發(fā)明專利：郭文迅，林日先。可降解的不飽和聚酯酰胺脲樹脂及其合成方法，申請?zhí)?00510032248.7，已授權(quán))和不飽和聚酯樹脂(發(fā)明專利：郭文迅，孫翔月。二聚酸改性的不飽和聚酯樹脂及其合成方法，申請?zhí)?00910043876.3，已公告)，這里擬采用水溶性的不飽和聚酯酰胺脲樹脂和不飽和聚酯樹脂中的一種與聚酯丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的一種或兩種混合，以1173、184、TPO中的一種或幾種為光引發(fā)劑，并加入助劑、水或乙醇水溶液，調(diào)配得到水性紫外光固化涂料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種水性紫外光固化涂料及其制備方法，得到力學(xué)性能優(yōu)異的、高光澤的、無味無毒的、成本較低的水性紫外光固化涂料，它固化后可用作紙張上光油，也可用于塑料、木器、金屬、玻璃等基材的涂裝。該紫外光固化水性涂料采用高效的紫外光固化成膜，以水或乙醇水溶液做稀釋劑，未添加TPGDA、TMPTA等小分子有毒交聯(lián)劑，極大降低VOC含量，水性環(huán)保，并具有高光、固化速度快、無需添加小分子有毒成膜助劑、成本較低的優(yōu)點。