一种耐水性UV涂料及其制备方法与流程

一种耐水性uv涂料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及uv涂料技术领域，尤其涉及一种耐水性uv涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着环保要求的越来越严，水性uv涂料成为趋势，用水取代有机溶剂可降低voc排放，减少有机溶剂对大气层破坏和人体的危害。水性uv 涂料具有可实现技术途径多、应用广泛、安全和施工相对简单等特点，近几年来应用十分广泛。在某些应用领域，水性uv的丰满度、硬度等已经可以和油性uv涂料相媲美，但是水性uv涂料有个重要弊端就是耐水性、耐磨性不佳，大大限制了其应用。
3.本发明耐水性uv涂料中含有改性的改性聚氨酯丙烯酸酯，其分子结构中含有ctfa、hdcpma以及聚丁二烯片段。ctfa含有二氧六环结构，与含有双酯环状结构的hdcpma形成互穿网络，可将亲水性基团缠绕包埋在其中，减少其曝露，有利于提高漆膜耐水性。ctfa与hdcpma两者形成的氢键作用，还可以改善涂料的热稳定性。另外，聚丁二烯片段与 hdcpma片段还可协同调节漆膜的韧性和耐磨性。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：水性uv 涂料，由于亲水基团的存在导致其耐水性不佳。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种耐水性 uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0006][0007][0008]
具体地，所述改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下步骤制备：
[0009]
(1)称取hema、mma、hdcpma、ctfa、ppegma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema与mma、hdcpma、ctfa、ppegma四种单体的摩尔比为2:1:3:1:2，aibn的添加量为单体总重量的0.5％，hema 在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，正己烷洗涤沉淀产物后将沉淀产物a在45℃下真空干燥过夜；
[0010]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物a、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，在反应体系中持续搅拌滴加端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)，通过ftir 测量监测反应，反应物中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和适量的催化剂dbtdl的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，dbtdl 的添加量是ipdi重量的0.1％，搅拌滴加至反应体系中的羟基吸收峰在 ftir光谱上消失，停止滴加，将溶有peta和适量催化剂对苯二酚的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，对苯二酚的添加量是peta重量的0.1％，持续滴加至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯丙烯酸酯。
[0011]
具体地，所述水性uv单体为pet5eo4a、tmp15eota、peg600dma、 peg400dma的一种或多种。
[0012]
具体地，所述润湿剂为tego wet 270、tego 4200、byk-uv3500、 byk349的一种或几种。
[0013]
具体地，所述流平剂为byk333、byk3456、byk3455、德谦457硅酮流平剂中的一种或几种。
[0014]
具体地，所述触变剂为德谦海明斯rheolate fx 1010、长兴协和高分子材料股份有限公司wt-305、sg28中的一种或几种。
[0015]
具体地，所述光引发剂为光引发剂1173、光引发剂2959、光引发剂 tpo-l中的一种或几种。
[0016]
具体地，所述消泡剂为byk-093、byk-1781、byk-024中的一种或几种。
[0017]
具体地，所述的一种耐水性uv涂料，按照以下步骤制备：
[0018]
在避光的条件下，按照配方量，将所有原料混合搅拌均匀即得。
[0019]
本发明的有益效果是：
[0020]
(1)本发明耐水性uv涂料中含有改性聚氨酯丙烯酸酯，其分子结构中含有ctfa、hdcpma片段。ctfa结构中含有二氧六环结构，与含有双酯环状结构的hdcpma形成互穿网络，可将亲水性基团缠绕包埋在其中，减少其曝露，有利于提高漆膜耐水性。ctfa与hdcpma两者形成的氢键作用，还可以改善涂料的热稳定性。
[0021]
(2)本发明的改性聚氨酯丙烯酸酯结构中还含有聚丁二烯片段，其与 hdcpma片段还可协同调节漆膜的韧性和耐磨性。
具体实施方式
[0022]
现在对本发明作进一步详细的说明。
[0023]
本发明以下实施例中的改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下步骤制备：
[0024]
(1)称取hema、mma、hdcpma(cas:34759-34-7)、ctfa(cas no.66492-51-1)、ppegma(cas:26915-72-0)、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema与mma、hdcpma、ctfa、ppegma四种单体的摩尔比为2:1:3:1:2，aibn的添加量为单体总重量的0.5％，hema在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，正己烷洗涤沉淀产物后将沉淀产物a 在45℃下真空干燥过夜，即得到产物a；
[0025]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物a、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，在反应体系中持续搅拌滴加端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)，通过ftir 测量监测反应，反应物中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和适量的催化剂dbtdl的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，dbtdl 的添加量是ipdi重量的0.1％，搅拌滴加至反应体系中的羟基吸收峰在 ftir光谱上消失，停止滴加，将溶有peta和适量催化剂对苯二酚的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，对苯二酚的添加量是peta重量的0.1％，持续滴加至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯丙烯酸酯。
[0026]
本发明以下实施例中的润湿剂为tego wet 270、tego 4200、 byk-uv3500、byk349的一种或几种。
[0027]
本发明以下实施例中的流平剂为byk333、byk3456、byk3455、德谦457硅酮流平剂中的一种或几种。
[0028]
本发明以下实施例中的触变剂为德谦海明斯rheolate fx 1010、长兴协和高分子材料股份有限公司wt-305、sg28中的一种或几种。
[0029]
本发明以下实施例中的光引发剂为光引发剂1173、光引发剂2959、光引发剂tpo-l中的一种或几种。
[0030]
本发明以下实施例中的消泡剂为byk-093、byk-1781、byk-024中的一种或几种。
[0031]
本发明以下实施例中的耐水性uv涂料，均按照以下步骤制备：
[0032]
在避光的条件下，按照配方量，将所有原料混合搅拌均匀即得。
[0033]
实施例1
[0034]
一种耐水性uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0035][0036]
实施例2
[0037]
一种耐水性uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0038][0039][0040]
实施例3
[0041]
一种耐水性uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0042][0043]
实施例4
[0044]
一种耐水性uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0045][0046][0047]
实施例5
[0048]
一种耐水性uv涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0049][0050]
对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1中的改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下步骤制备：
[0051]
(1)称取hema、mma、hdcpma、ppegma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema与mma、hdcpma、ppegma四种单体的摩尔比为2:1:4:2，aibn的添加量为单体总重量的0.5％，hema在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，正己烷洗涤沉淀产物后将沉淀产物a 在45℃下真空干燥过夜；
[0052]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物a、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，在反应体系中持续搅拌滴加端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)，通过ftir 测量监测反应，反应物中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和适量的催化剂dbtdl的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，dbtdl 的添加量是ipdi重量的0.1％，搅拌滴加至反应体系中的羟基吸收峰在 ftir光谱上消失，停止滴加，将溶有peta和适量催化剂对苯二酚的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，对苯二酚的添加量是peta重量的0.1％，持续滴加至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯丙烯酸酯。
[0053]
对比例2同实施例1，不同之处在于，对比例2中的改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下步骤制备：
[0054]
(1)称取hema、mma、ctfa、ppegma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema与mma、ctfa、ppegma四种单体的摩尔比为2:1:4:2， aibn的添加量为单体总重量的0.5％，hema在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，正己烷洗涤沉淀产物后将沉淀产物a在45℃下真空干燥过
夜；
[0055]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物a、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，在反应体系中持续搅拌滴加端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)，通过ftir 测量监测反应，反应物中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和适量的催化剂dbtdl的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，dbtdl 的添加量是ipdi重量的0.1％，搅拌滴加至反应体系中的羟基吸收峰在 ftir光谱上消失，停止滴加，将溶有peta和适量催化剂对苯二酚的二甲苯溶液在70℃下持续滴加入反应体系中，其中，peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，对苯二酚的添加量是peta重量的0.1％，持续滴加至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯丙烯酸酯。
[0056]
性能测试：
[0057]
将实施例1-5以及对比例1-2所获耐水性uv涂料涂敷在pet膜材表面，涂覆厚度为30μm，然后将基材置于高压汞灯下进行照射，涂层固化后，即得到耐水涂层。
[0058]
对实施例1-5以及对比例1-2所获耐水性涂层进行相关性能测试：
[0059]
耐水性：浸没在25℃的水中浸泡，观察漆膜开始起泡时间。
[0060]
耐水煮性：100℃水煮，观察漆膜开始起泡时间。
[0061]
耐磨性：根据标准gb/t1768-2006进行测试，100r。
[0062]
柔韧性：180
°
对折观察爆裂情况。
[0063]
硬度：根据标准gb/t6739-2006进行测试。
[0064]
具体测试结果见表1：
[0065]
表1
[0066][0067]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。