[發明專利]潮氣、紫外光雙重固化的聚氨酯木器涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210364464.1
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102863829A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 葉代勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D4/02
• 分類號: C09D4/02;C08G18/67
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明涉及一種新型涂料：潮氣、紫外光雙重固化的紫外光固化涂料，特別是涉及一種綠色環保型的高固體份的聚氨酯—丙烯酸酯型紫外光固化木器涂料及其制備方法。

背景技術

從日常生活用品到國防尖端產品，從傳統產業到高新技術部門，均需要涂料產品起保護、裝飾作用或賦予特殊功能。隨著社會的進步和人類認識水平的提高，人們已逐漸認識到了溶劑型涂料中的揮發性有機化合物和重金屬對地球生態環境的破壞、人類的進一步發展所構成的威脅，隨著中國社會對“節能減排”的推動，近年來紫外光固化涂料越來越受到重視，技術上越來越進步。

紫外光固化涂料的配方體系通常由光引發劑，反應性齊聚物和調節配方粘度的活性稀釋單體、有機溶劑組成；具有固含量高、有機溶劑排放少、快速固化、漆膜性能好、生產時間短、生產效率高等特點，逐漸在各種材質的涂裝中不斷發展、壯大，使用量越來越多。但是，由于紫外光固化涂料是由紫外光照射而引發光聚合的，對于被涂裝物品的涂裝面有一些特殊要求：如紫外光固化的轉化率受到限制、在有色體系中被遮蓋而難以固化、在紫外光照射不到的陰影部分無法固化、固化對象的形狀受到限制等。

發明內容

本發明的目的在于克服現有紫外光固化木器涂料在不規則涂裝面上、有色UV涂料的里面固化不完全、啞光UV漆里面固化不完全的現有紫外光固化木器涂料技術的缺點，提供一種雙重固化的方法，制備出潮氣固化與紫外光固化的雙重紫外光固化木器涂料，該涂料具備光固化速度快、儲存穩定性好、細度小、流平性好，漆膜耐水性好、耐溶劑性好、硬度高、耐沖擊耐磨性好、光澤度高的特點。

本發明的另一目的在于提供上述潮氣固化與紫外光固化的雙重固化聚氨酯樹脂的制備方法。

本發明還有一目的在于提供上述潮氣固化與紫外光固化的雙重固化聚氨酯樹脂的應用，具體是以雙重固化聚氨酯樹脂為主要原料，加入光引發劑、流平劑、潤濕分散劑、消泡劑、增稠劑和流變劑等助劑，配制成潮氣固化與紫外光固化的雙重固化木器涂料。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種潮氣、紫外光雙重固化的聚氨酯木器涂料的制備方法，包括如下步驟：

（1）聚氨酯初聚物I的合成：將二元醇預聚物升溫至70～90℃，加入脂肪族二異氰酸酯和催化劑，攪拌反應1～2小時，反應完畢得到反應初聚物I；其中脂肪族二異氰酸酯與二元醇預聚物的摩爾比為（8～16）：1；

（2）聚氨酯預聚物II的合成：在步驟（1）所得的初聚物I中滴加二元醇、多元醇和丙酮，滴加時間控制在0.5～2小時，在溫度為70～80℃條件下反應1～2小時，得聚氨酯預聚體II；所述二元醇、多元醇分別與步驟（1）中脂肪族二異氰酸酯的質量比為1：（3～12）和1：（15～60）；

（3）聚氨酯預聚體III的合成：將環氧樹脂和丙酮加入到聚氨酯預聚物II中，控制反應溫度為70～80℃，反應1～2小時，反應完畢得到聚氨酯預聚體III；所述環氧樹脂與脂肪族二異氰酸酯的質量比為1：（6～18）；

（4）聚氨酯丙烯酸酯齊聚物的合成：在聚氨酯預聚體III中加入羥基丙烯酸酯，保持反應溫度在70～80℃，反應1～4小時，得到聚氨酯丙烯酸酯齊聚物；其中羥基丙烯酸酯與脂肪族二異氰酸酯的質量比為1：（0.2～2）；

（5）紫外光固化木器涂料的合成：在步驟（4）中合成的聚氨酯丙烯酸酯齊聚物中加入至少含光引發劑的涂料用助劑，在800～1000r/min低速分散10～30分鐘攪拌均勻后，即制得聚氨酯木器涂料。

優選地，步驟（1）所述催化劑的用量為脂肪族二異氰酸酯質量的0.3~3%，所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、三乙胺、三乙烯二胺、異辛酸鈷中的一種或者幾種的混合物。

優選地，步驟（2）和步驟（3）的合成反應中加入的丙酮為與脂肪族二異氰酸酯的質量比為1：（6～18）。

優選地，步驟（1）所述脂肪族二異氰酸酯選自六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或者兩種的混合物；所述二元醇預聚物為聚碳酸酯二醇、聚醚二元醇或聚酯二元醇中的一種或者多種。

優選地，所述的聚醚二元醇為平均分子量為1000的聚醚N210、平均分子量為2000的聚醚N220、平均分子量為3000的聚醚N230中的一種或者多種。

優選地，步驟（2）所述二元醇為1，4－丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇中的一種或者多種；所述多元醇為季戊四醇、甘油、三羥甲基丙烷中的一種或多種。