專利名稱：一種具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及了一種真空鍍膜用紫外光固化涂料。
背景技術(shù)：
紫外光(UV)固化技術(shù)于20世紀(jì)60年代誕生于德國，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，如今此技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全世界的多個領(lǐng)域和行業(yè)，其在中國的發(fā)展也十分迅速。紫外光固化技術(shù)符合現(xiàn)今工業(yè)界提倡的5E的特點，即Efficient、Enabling、Economical、Energy Saving 禾口 Environmental Friendly,因此，其發(fā)展前景廣闊。紫外光固化涂料是紫外光固化領(lǐng)域的很重要的一員，由于其固化速度快，固化后的漆膜力學(xué)性能好、外觀優(yōu)異而受到消費者的廣泛認(rèn)可。然而，由于紫外光固化涂料中所用的低聚物樹脂之一的聚氨酯丙烯酸酯耐水解性不佳，而且用于紫外光固化的活性稀釋劑絕大部分為不飽和丙烯酸酯類稀釋劑，分子中含有大量酯鍵，易被水解或酸解，所以，這類紫外光固化涂料的漆膜抗水解、酸解性能不佳，限制了其應(yīng)用范圍。另外，傳統(tǒng)的紫外光同化涂料中用的低聚物聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸酯分子中均含有芳香基團，這使得涂料固化后漆膜的耐黃變性和耐候性較差，同樣也限制了涂料的應(yīng)用領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種在不犧牲漆膜硬度等力學(xué)性能的前提下，擁有優(yōu)異的抗水解、抗酸解性能，耐候性以及耐黃變性能的真空鍍膜用紫外光固化涂料及其制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種具有高硬度和優(yōu)良耐候性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于含有以下組分脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯、脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯、活性稀釋劑、抗水解劑、光引發(fā)劑和助劑，以重量計各組分的分?jǐn)?shù)是脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯10 60份，脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯10 50份，活性稀釋劑10 70份，抗水解劑0. 01 10份，光引發(fā)劑1 6份，助劑 0. 1 2份。上述的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯是官能度為2的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物，這種預(yù)聚物可以通過常規(guī)的制備方法制備得到。上述的脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)式如下A、B、C、D、E、F、G、H、I結(jié)構(gòu)通式所示
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于含有以下組分脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯、脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯、活性稀釋劑、抗水解劑、光引發(fā)劑和助劑，以重量計各組分的分?jǐn)?shù)是脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯10 60份，脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯10 50份，活性稀釋劑10 70份，抗水解劑0.01 10份，光引發(fā)劑1 6份，助劑 0. 1 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯是官能度為2的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)式如下A、B、C、D、E、F、G、H、I結(jié)構(gòu)通式所示
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于所述活性稀釋劑為單官能團活性稀釋劑、或雙官能團活性稀釋劑、或三官能團活性稀釋劑、或多官能團活性稀釋劑、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物；其中的單官能團活性稀釋劑為丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)、3，3，5-三甲基環(huán)己基丙烯酸酯(TMCHA)、異癸基丙烯酸酯(ISODA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸異辛酯0-ΕΗΑ)、羥基環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、羥基環(huán)己基甲基丙烯酸酯、四氫呋喃丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯(IBOA)、硬脂酸丙烯酸酯(SA)、丙烯酸月桂酸酯(LA)、環(huán)三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯；雙官能團活性稀釋劑為二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯 (BDDA)、二乙二醇二丙烯酸酯(DEGDA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、甲基醚化丙氧基季戊二醇二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(DCPDA)；三官能團活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(PETMA)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(PO-GTA)、 三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯；其中的多官能團活性稀釋劑為季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于所述的抗水解劑為碳化二亞胺類抗水解劑，可以為二環(huán)己基碳二亞胺、二異丙基碳二亞胺等小分子碳二亞胺，也可以為高分子量碳二亞胺類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯酮、二苯甲酮/叔胺體系、2，2_ 二甲基-2-羥基苯乙酮、2，2_ 二甲基-2-羥乙氧基基苯乙酮、苯偶酰二縮酮、環(huán)戊二烯基異丙苯鐵六氟磷酸鹽、安息香乙醚、雙(2，4，6_三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?、雙 (2，6_ 二甲氧基苯甲酰)-(4’，4’_ 二甲基辛基-2)氧化膦、異丙基硫雜蒽酮、2-甲基-2-羥酯-1-氧基丙烷中的一種或兩種或三種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料，其特征在于所述的助劑包括阻聚劑、流平劑和消泡劑；其中阻聚劑的用量為涂料總重量的0. 1 1%，流平劑的用量為涂料總重量的0. 1 1%，消泡劑的用量為涂料總重量的 0. 1 0. 5% ；所述的流平劑和消泡劑可以一起使用或單獨使用。
8.由權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料， 具有以下步驟①將液態(tài)的活性稀釋劑加至攪拌容器中，然后向容器中加入耐水解劑和助劑，在5°C 50°C、攪拌速率為500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下使混合物溶液攪拌均勻；②向步驟①得到的混合物溶液中加入液態(tài)的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯和脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯，在溫度為50°C 80°C、攪拌速率為500 2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合均勻；③向步驟②得到的混合物溶液中加入光引發(fā)劑，在溫度為25°C 80°C、攪拌速率為500 2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合均勻，而后用250目濾網(wǎng)過濾后得到成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料的制備方法，其特征在于步驟①中的活性稀釋劑為單官能團活性稀釋劑、或雙官能團活性稀釋劑、或三官能團活性稀釋劑、或多官能團活性稀釋劑、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物、或單官能團活性稀釋劑和雙官能團活性稀釋劑和三官能團活性稀釋劑和多官能團活性稀釋劑的混合物；步驟①中的抗水解劑為碳二亞胺類抗水解劑；步驟①中的助劑為阻聚劑、流平劑和消泡劑中的一種或兩種或三種；步驟②中的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯為官能度為2的脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯；步驟②中的脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯為權(quán)利要求3 中給出的結(jié)構(gòu)式A、B、C、D、E、F、G、H、I中的一種或兩種的混合物；步驟③中的光引發(fā)劑為 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯酮、二苯甲酮/叔胺體系、2，2- 二甲基-2-羥基苯乙酮、2，2_ 二甲基-2-羥乙氧基基苯乙酮、苯偶酰二縮酮、環(huán)戊二烯基異丙苯鐵六氟磷酸鹽、安息香乙醚、雙(2，4，6_三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、雙(2，6- 二甲氧基苯甲酰)- ’，4’ - 二甲基辛基-2)氧化膦、異丙基硫雜蒽酮、2-甲基-2-羥酯-1-氧基丙烷中的一種或兩種或三種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料的制備方法，其特征在于步驟①中單官能團活性稀釋劑為丙烯酸縮水甘油酯、 甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸羥乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯酸羥丙酯 (ΗΡΑ)、甲基丙烯酸羥丙酯(ΗΡΜΑ)、3，3，5-三甲基環(huán)己基丙烯酸酯(TMCHA)、異癸基丙烯酸酯(ISODA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸異辛酯Q-EHA)、羥基環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、羥基環(huán)己基甲基丙烯酸酯、四氫呋喃丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯(IBOA)、硬脂酸丙烯酸酯(SA)、丙烯酸月桂酸酯(LA)、環(huán)三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯；雙官能團活性稀釋劑為二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、 1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、二乙二醇二丙烯酸酯(DEGDA)、三乙二醇二丙烯酸酯 (TEGDA)、甲基醚化丙氧基季戊二醇二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(DCPDA) ’三官能團活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 (TMPTMA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(PETMA)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(PO-GTA)、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯；其中的多官能團活性稀釋劑為季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)良耐候性能和抗水解性能的真空鍍膜紫外光固化涂料。這種涂料包括脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯、脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯、活性稀釋劑、抗水解劑、光引發(fā)劑和助劑。其制備方法為向活性稀釋劑中加入耐水解劑和助劑，攪拌分散均勻，然后加入脂環(huán)族聚氨酯丙烯酸酯、脂環(huán)族環(huán)氧丙烯酸酯和光引發(fā)劑混合均勻制成。由于脂環(huán)族低聚物和抗水解劑的使用，該種涂料固化后的漆膜在擁有優(yōu)異力學(xué)性能的同時，具有優(yōu)異的抗水解、耐黃變和耐候性能。
文檔編號C09D175/14GK102443349SQ201110324759
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者張彥慶, 祁元春, 董擎之, 黎朝 申請人:華東理工大學(xué)