水性固化性树脂组合物制造技术

一种水性固化性树脂组合物，所述组合物具有通过乳液聚合而制得的丙烯酸乳液，　　　　其中，所述丙烯酸乳液在乳液颗粒中包含固化性单体和／或低聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水性(waterborne)固化性树脂组合物。更具体地说，本 专利技术涉及水性固化性树脂组合物，所述组合物可解决环境问题，并适用 于需要形成通过紫外线等固化的具有多种物理性质的涂层的各种用途。
技术介绍
水性固化性树脂组合物由于是水性的这一优点而能够解决环境问 题，并因其固化性而显示出各种物理性质。因此，所述树脂组合物适用 于要求形成通过例如紫外线等固化的具有多种物理性质的涂层的各种用 途。这样的水性固化性树脂组合物的类型包括水分散型(也称为乳液型) 和水溶型。水分散型通过用水分散紫外线(UV)树脂与活化剂而制得并使 用。关于分散稳定性，这一类型的特点在于以紫外线进行照射之前具有 凝集倾向。作为水溶型，已知有水溶型的UV固化性树脂。然而，水溶 型具有水解性且不稳定，并由于大量的亲水性基团(如酸基团和聚乙二醇 (PEG)基团)而使得耐水性较低。另外，具有PEG基团等的水溶型在固化 时变软，因而这一类型会因UV固化而损害形成硬挺涂层的优势。作为常用的UV固化性涂料组合物，Hiroshi Sawada撰写的"Design of Waterborne UV/EB Curable Resins"，第35-43页，2001中公开了一种 UV/EB固化性树脂，其中的基本组分由可聚合的低聚物/活性稀释剂/光引 发剂构成，Michio Takao撰写的"Water-based UV Curable Inks", Fine Chemicals,第1期，第34巻，第52-57页，1月，2005中公开了一种使 用UV固化性树脂作为活化剂而制得的水分散体系。此外，作为含有水作为溶剂或分散剂的光敏组合物，日本特开平第 5-9407号，第1页披露了一种光敏组合物，该组合物中至少含有水溶性、 固体、固化性成膜聚合物、水溶性光聚合性丙烯酸酯、低聚物或光引发剂化合物作为粘合剂，日本特开平第9-302266号，第l-2页披露了一种 水基光敏涂层组合物，所述组合物通过使水基树脂分散剂与光敏聚合物 或光敏单体共混而制得。当基本组分被制成为如同上述固化性树脂一样的可聚合的低聚物/ 活性稀释剂/光引发剂时，则活性稀释剂在固化后不会蒸发。所述组合物 实质上可制为非溶剂组合物，因此从环境保护措施的观点考虑时是有利 的。不过，仅使用活性稀释剂稀释的组合物总的来说不能改善固化材料 的各种物理性质。另外，在通常所采用的乳液中，柔软的固化材料不需要溶剂作为成 膜助剂，但是诸如耐污染性等物理性质得到改善的硬挺的固化材料则需 要溶剂作为成膜助剂，如2,2,4-三甲基-l,3-戊二醇单异丁酸酯。同样，尽 管包含可聚合的低聚物/活性稀释剂/光引发剂作为基本组分的组合物或 乳液体系(或仅为乳液/成膜助剂)对于环境问题是有利的，但不能促进各 种物理性质之间的性能平衡。因而，需要能够形成具有改善的基本性能 并可适用于各种用途的涂层的树脂。
技术实现思路
鉴于上述现状，本专利技术得以完成。本专利技术的目的是提供一种水性固 化性树脂组合物，所述组合物对于环境保护措施是有利的，可以在不使 用成膜助剂的条件下施用，可以改进乳液的分散稳定性，而且还改进了 涂层的物理性质，如固化性、耐久性和耐污染性。本专利技术人从不同角度研究了可充分解决现有环境问题的水性固化性 树脂组合物，并致力于通过乳液聚合制得的具有适当稳定性的丙烯酸乳 液，结果发现当乳液颗粒含有固化性单体和/或低聚物时，该乳液起到成 膜助剂的作用，并可以利用紫外线等固化该乳液，从而改善了涂层的物 理性质，如固化性、耐久性和耐污染性，由此能够很好地解决上述问题 以完成本专利技术。艮口，本专利技术是含有通过乳液聚合制得的丙烯酸乳液的水性固化性树 脂组合物，其中，所述丙烯酸乳液在乳液颗粒中含有固化性单体和/或低聚物。本专利技术也是所述水性固化性树脂组合物作为涂布剂或成膜用材料的 使用方法。本专利技术也是通过涂布所述水性固化性树脂组合物而得到的涂层。具体实施方式 下面将详细描述本专利技术。在本专利技术的水性固化性树脂组合物中，丙烯酸乳液在其乳液颗粒中 含有固化性单体和/或低聚物。换言之，在所述的乳液颗粒中存在固化性 单体和固化性低聚物中的至少一种。此处，使固化性单体和/或低聚物存在于丙烯酸乳液颗粒中的方式包括，例如下列方式(1)使制得的丙烯酸乳液颗粒吸收固化性单体和/或低聚物的方式和(2)在制备丙烯酸乳液颗粒时吸收固化性单体和/或低聚物的方式。两种方式的组合也是可以接受的。优选的是，使制得的丙烯酸乳液颗粒吸收固化性单体和/或低聚物的方式是必不可少的。在该情况中，具有能够渗入丙烯酸乳液颗粒中的性质的物质优选用作固化性单体和/或低聚物。在本专利技术中，丙烯酸乳液颗粒中固化性单体和/或低聚物的存在可促 使所述的固化性单体和/或低聚物起到成膜助剂的作用，从而即使不使用 成膜助剂也可以在成膜步骤中形成涂层，并促使该固化性单体和/或低聚 物还在固化过程中促进固化，从而改善涂层的固化性、耐久性和耐污染 性。在上述的水性固化性树脂组合物中，必要时也可以加入成膜助剂。 在这种情况下，所述成膜助剂的量基于100重量％的固化性单体和/或低 聚物与成膜助剂的总量适宜为20重量％以下。所述成膜助剂的量更优选为10重量％以下，该量尤其优选为0重量％。也就是说，不添加成膜助剂的方式是本专利技术的优选实施方式。另外，减少这样使用的成膜助剂的量可充分降低挥发性成膜助剂对 环境的影响，并改进使用本专利技术的树脂组合物的涂层的固化性。上述成膜助剂的实例包括2，2,4-三甲基-l，3-戊二醇、单异丁酸酯、丁 基溶纤剂、丁基卡必醇乙酸酯、2-乙基己基二甘醇、丙二醇甲基醚、丙二 醇、正丙基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇正丁基 醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇和3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等。使用这些化学品可降低MFT，但是通过热固化或UV固化得到的涂 层不表现出硬度，且耐溶剂性和耐污染性不足。当单体和/或低聚物存在于活性稀释剂的乳液中时可以使用上述的 固化性单体和低聚物。对于本专利技术而言，固化性单体和/或低聚物优选是可制成为被制得的 丙烯酸乳液吸收的化合物，或者可制成为在乳液制备过程中被丙烯酸乳 液吸收的化合物。当使用通过照射紫外线而固化的聚合性丙烯酸聚合物时，其固化方 法随条件的不同而不同，例如所使用的光聚合引发剂、产生紫外线的光 源的类型、光源与涂布面之间的距离。例如，所述条件可包括下述方法 用波长为1000至8000埃的紫外线照射聚合物，照射一般持续数秒，几 十秒，甚至更长的时间。当使用通过电子束照射而固化的聚合物时，可以举出下述方法用 电子束照射聚合物，使得一般在50至1000 kev，优选100至300 kev的 加速电压下成为约1至20M拉德的吸收射线。电子束照射可以在空气中 进行，优选在氮气等惰性气体中进行。对于吸收剂量，进行照射直至涂 层中残留的聚合性双键不影响涂层的物理性质为止。紫外线照射或电子 束照射之后，必要时可以进行加热以进一步促进固化。当使用通过加热而固化的聚合物时，可以采用利用干燥机于5(TC至 20(TC干燥聚合物0.5分钟至60分钟的方法。优选使所述聚合物于IO(TC 至18(TC干燥5分钟至20分钟。在上述的干燥步骤之前，可对底物进行 预热，或者组合使用进行固化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：横田善行，内田雅也，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：