[發明專利]一種水性光固化氨基樹脂及制備方法

有效

• 申請號: 201310525346.9
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103554403A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 劉芳
• 申請（專利權）人: 劉芳
• 主分類號: C08G12/40
• 分類號: C08G12/40;C09D161/32
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及光固化技術領域，特別是涉及一種水性光固化氨基樹脂及制備方法。

背景技術

光固化技術指在光（紫外光、可見光）和高能射線（主要是電子束）作用下，液態低聚物（包括單體）經過交聯聚合而形成固態產物的過程，也習慣稱為輻射固化，可以實現在室溫下不需要任何溶劑的情況下瞬間固化，是一種高效、適用性廣、經濟、節能和環境友好型的固化技術。傳統的光固化配方體系通常是油溶性的，由光引發劑、反應性齊聚物和用來調節配方粘度的活性稀釋劑組成，活性稀釋劑雖然揮發性很低，對環境污染較小，固化后成為膜的一部分，但是它具有強烈的氣味，對皮膚有一定的刺激性，紫外光固化過程很難使活性稀釋劑全部固化，殘留的活性稀釋劑對產品的安全衛生和長期性能造成不良影響，而且活性稀釋劑的加入增大了涂膜的收縮率，使涂膜的物理性能下降，在很多應用場合，為了達到一定的涂膜性能滿足使用的需要，常常還要加入少量有機溶劑調節粘度，這使得油性紫外光固化體系很難做到100%固化，未固化的有機溶劑揮發到大氣中形成揮發性有機化合物（Volatile?Organic?Compounds，VOC）。因此改進紫外光固化體系的綜合性能，減少活性稀釋劑的用量及減少VOC釋放量是目前紫外光固化體系的發展趨勢。

水性光固化體系結合了光固化技術和水性介質的技術，其采用水和醇類作為稀釋劑和分散介質，可以基本消除活性稀釋劑的使用，其具備許多優點:可以大大降低VOC及毒性問題，齊聚物的高分子量及低的交聯密度，可避免由于活性稀釋劑所引起的固化收縮，涂膜最終附著力好；同時可解決傳統油性涂料不能同時具有的高硬度和高韌性的矛盾；水性體系可以更方便的調節流變性；通過調節配方的固含量可得到極薄的涂層；適用于噴涂、輥涂、刷涂能通用的涂布方式且設備易于清洗；水是安全廉價的介質，不易燃燒；水性UV固化體系成為光固化的新的發展趨勢。

水性光固化體系具有廣泛的應用領域，以傳統的膠印版材、柔性樹脂版、數字印刷，及涂料、油墨、膠粘劑、電子印刷、電子化學品等形式出現，廣泛用于建材家具、印刷包裝和廣告裝飾、電子信息、汽車、機械、醫療衛生等領域。在日常生活中無處不在。

水性光固化體系的主要組成是水性光固化樹脂，也稱為低聚物、齊聚物和預聚體，根據水性光固化樹脂的親水性強弱可分為水溶液、水分散性和乳液型三種體系，親水性強可以溶解于水中成為水溶液，親水性弱一些可以親水基團和疏水基團平衡在水中形成20～100nm的半透明分散體，如果樹脂不溶解于水，靠機械和乳化劑的作用，分散為相對穩定均勻的乳液體系，由于其含有外加乳化劑，對漆膜有不良影響，水分散性和水溶液體系比較普遍。滿足水性光固化樹脂的條件有兩個，具有一定的親水基團和不飽和基團，才可以溶解和分散在水中，并且在光的照射下固化成交聯網絡，水性光固化樹脂是一種分子結構相對復雜的聚合物。

目前市場上主要應用于水性光固化的樹脂主要有:水性聚酯丙烯酸酯、水性環氧丙烯酸酯、水性聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯乳液等，在合成以上樹脂過程中引入親水基團，如羧基（羧酸酐）、氨基、醚基、酰胺基等，或者在油性基體樹脂上進行改性，接入以上親水基團也可以得到。但是這些樹脂都各具有不同的特點，應用于各個領域，但是在應用中不能滿足所有需求，水性聚酯丙烯酸酯固化速度慢，水性環氧丙烯酸酯硬度大脆性也大，水性聚氨酯丙烯酸酯具有優良的柔韌性耐磨性和耐化學性，但是成本高，性能不穩定，丙烯酸酯乳液耐化學性、耐水和耐酸堿不好，市場還需要更多具有不同優良性能的水性光固化樹脂。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低、硬度高、光澤度好、附著力好的水性光固化氨基樹脂及其制備方法。

為達上述目的，本發明一種水性光固化氨基樹脂，包含以下組分：

氨基樹脂80～100重量份；

水溶性單體20～200重量份；

其中所述水溶性單體為含有亞氨基、羧基、羥基、酰胺基、環氧基、醚鍵其中一個或兩個以上基團且同時含有碳碳雙鍵的化合物。

其中所述氨基樹脂為脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂或混合氨基樹脂。

其中所述水溶性單體為（甲基）丙烯酰胺、馬來酰亞胺、（甲基）丙烯酸羥乙酯、羥基丙烯酰胺、馬來酸酐、羥乙基乙烯醚、N-環己基丙烯酰胺或三羥甲基丙烷。

其中為防止乙烯不飽和基雙鍵的聚合，還可加入阻聚劑1～5重量份，其中所述阻聚劑為對苯二酚、對甲氧基酚、氯化亞銅、三氯化鐵或阻聚劑701。