[發(fā)明專利]紫外光固化涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410690943.1
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104403554A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 劉新;周錳;葉電
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山佛塑科技集團股份有限公司
• 主分類號: C09D175/14
• 分類號: C09D175/14;C09D7/12
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發(fā)明涉及一種紫外光固化涂料及其制備方法，尤其是涉及一種用于柔性塑料制品表面處理的紫外光固化涂料及其制備方法。

背景技術

由于紫外光固化涂料具有高效、節(jié)能、環(huán)境友好和經(jīng)濟等顯著優(yōu)點，其應用基材從最初的木材擴展至塑料、紙張、皮革和金屬等。根據(jù)其固化機理，紫外光固化涂料主要可以分為自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型。陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料具有固化體積收縮小、活性基團存活周期長等優(yōu)點，但存在固化速率慢、受環(huán)境中水分影響大等問題。自由基引發(fā)型紫外光固化涂料具有原料來源豐富且低廉、固化速率快和不受環(huán)境的水分影響等優(yōu)點，但存在固化體積收縮大和氧阻聚現(xiàn)象等問題。現(xiàn)階段，應用于塑料制品表面處理的主要是自由基引發(fā)型紫外光固化涂料，但由于存在固化體積收縮大的缺陷，導致其在柔性塑料薄膜基材上的應用受到嚴重影響。

基于自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料各有優(yōu)缺點，因此在部分應用中使用集自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料各自優(yōu)點的混雜型紫外光固化涂料。

例如，中國專利申請201310572563.3公開了一種自由基-陽離子混雜的光固化涂料，其成分按重量百分比含光敏有機樹脂10-60％，混雜光敏單體5-40％，活性溶劑10-50％，混合光引發(fā)劑2-4％，助劑0.1-0.2％。其中，光敏有機樹脂為環(huán)氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯；混雜光敏單體為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷或2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷)乙基三甲氧基硅烷；活性溶劑為二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯和鄰苯二甲酸二乙二醇丙烯酸酯中的一種，或者其中兩種的混合物；混合光引發(fā)劑由自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑混合形成，混合比例與光敏有機樹脂和混雜光敏單體的配比相同。

中國專利申請200980128389.5公開了一種收縮和卷曲降低的撓性基質(zhì)，該基質(zhì)涂覆有具有雙固化體系的涂料，該涂料可包含自由基固化丙烯酸酯、可陽離子固化脂環(huán)族環(huán)氧化物、自由基光敏引發(fā)劑和陽離子光敏引發(fā)劑。但是，該技術方案采用了高官能度的小分子丙烯酸酯單體以及小分子脂環(huán)族單體，固化產(chǎn)物柔韌性不好。另外，該專利自由基固化組分和陽離子固化組分沒有化學共價鍵橋連，形成的是互穿網(wǎng)絡交聯(lián)體系，體系相容性不好，易造成微相分離影響材料性能。

中國專利申請201110053680.X公開了一種陽離子聚合或陽離子-自由基混合聚合的光聚合體系，該固化體系由86-89重量份的端基為乙烯基醚和烯丙基醚的感光單體、1-4重量份的光聚合引發(fā)劑和7-13重量份的溶劑組成。由于該光聚合體系的反應性組分是乙烯基醚或丙烯基醚，因此其固化速率慢、體系固化后硬度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度、低收縮的紫外光固化涂料及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，一方面，本發(fā)明提供了一種紫外光固化涂料，按重量份數(shù)計，其包括如下組分：

其中，光引發(fā)劑包括自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，且自由基光引發(fā)劑與陽離子光引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.5-2。

本發(fā)明的紫外光固化涂料采用自由基和陽離子混合光引發(fā)體系，其中，自由基固化反應組分為聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯單體；陽離子固化反應組分為脂環(huán)族環(huán)氧化合物；端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物和乙烯基醚化合物既可自由基固化又可陽離子固化。

本發(fā)明的紫外光固化涂料中，聚氨酯丙烯酸酯的官能度大于等于6，丙烯酸酯單體的官能度大于等于3，因此固化反應速率快、交聯(lián)程度大，所得到涂膜的硬度高，耐擦傷性好；同時，由于發(fā)生陽離子固化，因此固化體積收縮小。特別的，端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物和乙烯基醚化合物既可自由基固化又可陽離子固化，其分別與自由基固化反應組分和陽離子固化反應組分聚合以形成化學共價鍵橋連，因此本發(fā)明的紫外光固化涂料的體系相容性好，所得涂膜不會產(chǎn)生微相分離。

優(yōu)選地，按重量份數(shù)計，本發(fā)明的紫外光固化涂料包括如下組分：官能度大于等于6的聚氨酯丙烯酸酯30-45份，端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物15-25份，脂環(huán)族環(huán)氧化合物10-20份，乙烯基醚化合物8-15份，官能度大于等于3的丙烯酸酯單體12-25份，光引發(fā)劑2-10份；其中，光引發(fā)劑包括自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，且自由基光引發(fā)劑與陽離子光引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.5-2。