[發明專利]一種紫外光固化涂料添加劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210025396.6
• 申請日: 2012-02-06
• 公開（公告）號: CN102618108A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 姚超;孫學穩;吳鳳芹;左士祥;孔泳;李霞章;劉文杰
• 申請（專利權）人: 常州大學;常州奧特納新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D4/00
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 王美華

技術領域

本發明涉及一種紫外光固化涂料添加劑及其制備方法和應用，具體為一種改性凹凸棒石紫外光固化涂料添加劑。

背景技術

凹凸棒石也稱坡縷石，是一種纖維狀或棒狀結構的天然硅酸鹽粘土礦物，直徑幾十納米，長度達微米，具有良好的補強性能。凹凸棒石經活化后表面富含羥基，呈極性，與有機物親和性差，導致凹凸棒石在基體樹脂中的分散性差，不能充分發揮其整體應用性能。

紫外光固化涂料是一種環保節能型涂料，具有固化速度快、固化時溶劑揮發少、涂層性能優異等優點，因而受到人們的廣泛關注。環氧丙烯酸酯是目前國內光固化行業中消耗量最大的一類低聚物，環氧丙烯酸酯不僅具有環氧樹脂的高模量、高強度、耐化學品和優良防腐蝕性，還兼具丙烯酸樹脂光澤、豐滿度和耐候性好等特點。但是環氧丙烯酸酯粘度大，施工困難，配制涂料時往往需要加入活性稀釋劑來降低其粘度。在紫外光固化過程中由于小分子的活性稀釋劑易揮發，不僅對人的皮膚和眼睛強烈的刺激作用，危害身體健康；還會導致涂料固化時產生體積收縮以及收縮應力，最終會導致涂膜柔韌性差、附著力和耐沖擊力下降以及硬度低等弊病，使其應用領域受到極大限制。

中國專利CN?101255219B公開了一種紫外光固化丙烯酸酯/改性蒙脫石納米復合材料的制備方法，其技術方案是首先利用異氰酸酯改性丙烯酸酯，然后陽離子表面活性劑對蒙脫土進行有機插層處理，再用帶有異氰酸根的丙烯酸酯表面修飾經陽離子表面活性劑插層的有機蒙脫土，最后制備出紫外光固化丙烯酸酯/改性蒙脫石納米復合材料。但是該方法使用了價格昂貴的陽離子活性劑，增加成本；此外，該制備方法步驟繁瑣、配料組分多，導致成本增加，難于規模化生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是紫外光固化涂料在光固化過程中由于活性稀釋劑易揮發而導致涂膜柔韌性差、附著力和耐沖擊力下降以及硬度低，本發明目的在于提供一種紫外光固化涂料添加劑及其制備方法，該方法簡單易行，原料來源豐富、價格低廉，所得改性凹凸棒石添加劑制備的涂料綜合性能優異。

本發明的技術方案是首先用異氰酸酯對活化的凹凸棒石進行改性，然后將改性納米凹凸棒石/異氰酸酯混合物分散在活性稀釋劑中，最后將活性稀釋劑與低聚物、光引發劑等配制成涂料，制得一種納米凹凸棒石/紫外光固化涂料。

本發明提供一種紫外光固化涂料添加劑，由改性凹凸棒石和異氰酸酯組成。

作為優選一種紫外光固化涂料添加劑，其制備方法包括如下步驟：

1、將凹凸棒石加入到0.5～2摩爾/升的無機酸溶液中，其中凹凸棒石與無機酸溶液的質量比為0.05～0.3∶1，在25～100℃下活化1～24小時，過濾，洗滌至濾液pH＝6～7，烘干、粉碎；

2、將步驟1中所述的活化凹凸棒石加入到異氰酸酯中，其中異氰酸酯與凹凸棒石的質量比為4～8∶1，加熱至體系溫度為30～100℃，超聲浸漬6～60小時；在沸點下回流反應3～12小時，蒸發去除50～90％的異氰酸酯(以加入的異氰酸酯總質量計)，制得改性凹凸棒石/異氰酸酯混合物。

本發明還提供了一種紫外光固化涂料，組分包括：低聚物、活性稀釋劑、光引發劑和納米凹凸棒石/異氰酸酯混合物。

作為優選，涂料各組分按重量計的組成為：低聚物40～60份；活性稀釋劑25～40份；光引發劑3～5份；改性凹凸棒石/異氰酸酯混合物1～7份。

作為優選，涂料中還含有流平劑、消泡劑。

作為優選，涂料各組分按重量計的組成為：低聚物40～60份；活性稀釋劑25～40份；光引發劑3～5份；改性凹凸棒石/異氰酸酯混合物1～7份，流平劑0.03～0.6份：消泡劑0.02～0.5份。

本發明提供了紫外光固化涂料的制備方法，包括如下步驟：

1、將納米凹凸棒石/異氰酸酯混合物加入到活性稀釋劑中，攪拌或超聲分散15～60分鐘，使混合物在活性稀釋劑中分散均勻；

2、按比例依次加入各組分，分散0.5～2小時，制得一種含有納米凹凸棒石的紫外光固化涂料。

所述的無機酸選自硫酸、硝酸、磷酸或鹽酸。

所述的異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、3，5-二甲基苯基異氰酸酯、正丁基異氰酸酯、間甲苯異氰酸酯；步驟2中所述的超聲功率為20～100瓦/升。