[發明專利]一種復合納米水性UV涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310652685.3
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103666241A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉興海;楊耀;易生平;胡銘杰;黃馳
• 申請（專利權）人: 武漢綠凱科技有限公司
• 主分類號: C09D175/16
• 分類號: C09D175/16;C09D7/12;C08G18/67;C08G18/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

本發明涉及一種復合納米水性UV涂料及其制備方法，屬于涂料技術領域。

背景技術

近年來，隨著工業的快速發展，環境污染、生態惡化的問題愈來愈引人注目，人們已經意識到保護生態環境的重要性。紫外光固化技術是一種高效、節能與環保的新技術，目前己廣泛應用于涂料、油墨、粘合劑、印刷線路板、信息技術和生物醫學領域。紫外光固化涂料不含或只含少量有機溶劑，對環境污染小，是一種綠色環保型材料。但其具有較高的粘度，在使用前必須加入活性稀釋單體以調節其粘度，改善流變性。這些活性稀釋單體大部分具有強烈的氣味，對人體的感官和皮膚有較強的刺激性，而且難以在UV固化過程中完全反應，其殘留物的滲透會影響固化產品的衛生安全指標和長期使用性能。水性涂料采用水作為稀釋劑，VOC排放量低，對環境及人體健康危害較小，涂料綜合性能好，特別適用于食品、藥品、兒童玩具等衛生條件要求高的包裝印刷品。但其存在光澤度差、干燥慢、耐溶劑性差等弊端。

水性UV固化體系具有無毒、無污染、無刺激、固化速度快、涂膜性能優良、節省能源、生產安全等優點，響應了二十一世紀高效、節能、綠色和環保的時代主題。目前，水性UV固化涂料大多采用線性聚合物作為主要材料，線性聚合物具有許多優異的性能，但是也存在粘度高，溶解性差等缺點。超支化聚合物與線性聚合物相比，由于結構的不同，具有低粘度、高溶解性、非結晶性、高反應活性等優點，近年來得到迅速發展，可應用于涂料、油墨、粘合劑、納米材料、發光材料等領域。

超支化水性UV固化涂料結合了水性UV固化涂料與超支化聚合物的各自特點，具有高效、環保、低粘度、高溶解性等優點。目前這方面的專利主要有CN102030884A、CN102964558A、CN102234268A、CN102558570A和CN102127201A，公開了利用在親水性超支化聚合物上引入大量極性基團及不飽和基團，得到超支化水性UV固化涂料。這種超支化水性UV涂料綜合了水性UV涂料與超支化涂料的優點，但是仍存在耐水性差、耐候性差、機械性能不足等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種耐水性能優良、穩定性好、綜合性能優異的復合納米水性UV涂料。該涂料環保無毒，固化速率快，穩定性好，耐老化及耐溶劑性優良，附著力及耐磨損性能優異，可應用于水性油墨、水性粘合劑、環保涂料等領域。

為實現本發明的目的，本發明提供了一種復合納米水性UV涂料，分子結構用下式表示：

其中，不同位置的R₁獨立地為a1，b1，c1，d1，e1，f1，g1中的任一種：

R₂代表a2，b2，c2中的任一種：

R₃代表a3，b3，c3中的任一種：

R₄代表a4，b4，c4，d4中的任一種：

不同位置的R₅獨立地為a5，b5，c5，d5，e5中的任一種：

代表硅烷偶聯劑改性的納米硅溶膠；

R代表超支化多元醇(AB_1～5)，結構式如下所示：

其中A代表三羥甲基丙烷或季戊四醇；B_1～5為二元羥基羧酸、含羥基氧雜環、N，N-二羥乙基-3-胺基丙烯酸甲酯中的一種。R為第一代時，結構式中分子生長到B₁為止；R為第二代時，結構式中分子生長到B₂為止；以此類推；當R為第五代時，結構式中分子生長到B₅。

上文結構式中，實線代表化學鍵，虛線代表待結合化學鍵位置。

超支化多元醇為超支化聚酯多元醇（1代～5代）、超支化聚醚多元醇和超支化聚胺脂多元醇（1代～5代），超支化聚胺酯（1代～5代）中的一種，其中：超支化聚酯多元醇中的B_1～5為二元羥基羧酸，二元羥基羧酸為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、酒石酸中的一種；超支化聚醚多元醇中的B_1～5為縮水甘油或3-甲基-3-羥甲基-環氧丁烷中的一種；超支化聚胺脂多元醇中的B_1～5為N，N-二羥乙基-3-胺基丙烯酸甲酯。

本發明還提供了一種復合納米水性UV涂料的制備方法，包括如下步驟：