一种水性uv光固化涂料及其制备方法技术

本申请涉及光固化涂料的领域，具体公开了一种水性uv光固化涂料及其制备方法。水性uv光固化涂料，按重量份计，包括以下组分：水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液70‑90份、成膜助剂6‑10份、光敏引发剂1‑3份、改性助剂1‑4份、助溶剂3‑5份、强化纤维10‑12份、去离子水6‑10份；其制备方法为：按配比将改性助剂、助溶剂与70%配方份的去离子水混合，加入强化纤维，搅拌均匀，接着加入水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液，搅拌均匀，并混入配方份的光敏引发剂、成膜助剂与剩余配方量的去离子水，调节pH和粘度，即得成品。本申请的水性uv光固化涂料具有不易开裂的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水性uv光固化涂料及其制备方法
本申请涉及光固化涂料的领域，更具体地说，它涉及一种水性uv光固化涂料及其制备方法
技术介绍
光固化涂料又称光敏涂料，是以紫外光为涂料固化能源，又称紫外光固化涂料。不需加热，可在纸张、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜。水性UV光固化涂料综合了水性及紫外光固化技术的优点，解决了水性涂料固有的低硬度、低附着力的缺点，实现了水性环保化、低成本化和高效率应用水性光固化涂料在干燥的过程中，首先要使用热风，红外，微波等方式烘干水分，对涂料进行预干燥；然后再通过紫外光辐射进行光固化干燥。然而在进行预干燥阶段中，涂料表层快速失水，容易导致涂料膜层开裂，从而影响涂料的成型效果。
技术实现思路
为了较少涂料膜层开裂，本申请提供一种水性uv光固化涂料及其制备方法。第一方面，本申请提供一种uv光固化涂料，采用如下的技术方案：一种水性uv光固化涂料，按重量份计，包括以下组分：水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液70-90份、成膜助剂6-10份、光敏引发剂1-3份、改性助剂1-4份、助溶剂3-5份、强化纤维10-12份、去离子水6-10份。通过以上技术方案，当涂料涂覆在板材表面时，工作人员首先使用热风机吹扫涂料表面，使得涂料表面升温，从而加快了涂料中水分的挥发，当涂料中水分挥发完全后，工作人员可以使用紫外灯对涂料进行照射，此时光敏引发剂受到紫外线的照射后，产生自由基，进而促进水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物之间发生聚合，使涂料固化。本申请专利技术人发现，涂料在预干燥阶段容易发生开裂，可能是因为预干燥过程中，涂料内部的结合强度不够；涂料在预干燥过程水分流失过快，涂料来不及通过自身的流动填补水分流失时产生的空隙；涂料表层与涂料内部的失水速度差异过大，从而涂料表层与涂料内部的收缩程度差异明显等原因。强化纤维的加入，提高了涂料内部的凝聚力，从而在预干燥步骤中，提高了涂料内部的内结合力，减少了由于涂料失水速度过快而导致涂料开裂的情况，提高了涂料涂抹在板材表面的平整性，提高了涂料的成膜效果。助溶剂的加入，可以替代部分去离子水起到溶剂的作用，并且提高了水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液的稳定性。助溶剂选沸点高于水的脂肪醇，一方面可以与去离子水以任意比互溶，从而在预干燥步骤中，去去离子水可以优先蒸出，此时助溶剂仍然可以保持涂料缓慢的流动性。涂料可以通过自身的缓慢流动，从而填补涂料内部由于失水而产生的微小裂缝，从而减少了涂料经过预干燥后开裂的情况。可选的，所述助溶剂为乙二醇、丙醇中的一种或几种。通过以上技术方案，乙二醇、丙醇均可以与水一任意比例互溶并且降低预干燥期间溶剂的挥发的速度，从而减少了涂料层的开裂。可选的，按重量份计，所述强化纤维包括木质纤维20-25份，玻璃纤维12-15份。通过以上技术方案，木质纤维分布在涂料层内，第一方面提高了涂料面各处相互连接的紧密性，第二方面，由于木质纤维素内部多孔的构造，使其可以吸附大量的水分，从而减少了涂料的失水速率。第三方面涂料表层的水份被烘干后，涂料内部的水分通过毛细作用在木质纤维内部通道中流向涂料表层，并对涂料表层的水分进行补充，减少了由于涂料表层干燥过快，而造成的涂料内外收缩程度不同，涂料表层开裂的情况。玻璃纤维的加入，提高了涂料各处的抗拉强度，从而当断裂发生时，一方面位于裂缝两端的玻璃纤维可以阻断裂缝的延长，另一方面横跨在裂缝处的玻璃纤维为裂缝的两侧提供拉力，从而减小了裂缝的变宽，抑制了微型裂缝的成长，提高了涂料的整体的平整性。可选的，所述木质纤维平均直径为25-30μm，木质纤维长度为200-300μm。通过以上技术方案，木质纤维的直径小于25μm，容易导致木质纤维内部的空隙率降低，并且水分在内部通道内通过毛细作用的传导速度变慢；木质纤维的直径过大时，如大于30μm，会导致涂料不易拌和，并且涂料层涂覆厚度过后，影响涂料平整性。木质纤维长度过长容易导致木质纤维在搅拌过程中发生团聚，从而影响木质纤维在涂料中的分散性，而木质纤维过短，则会影响对涂料的加强效果。可选的，所述木质纤维使用前需要经过活化处理，将木质纤维浸泡在pH为13的氢氧化钠溶液中24h。通过以上技术方案，木质纤维经过碱液活化后，碱液将木质纤维表面的油脂的杂质溶解，并使得木质纤维软化，木质纤维内部通道空隙变大，有利于水分在木质纤维内部流通，木质纤维在经过碱液浸泡后，质地变软，从而可以更好的分散在涂料内部。可选的，所述玻璃纤维的直径为10-15μm，长度为400-500μm。通过以上技术方案，由于玻璃纤维具有良好的抗拉强度，从而玻璃纤维填充在涂料内部后，可以提高涂料的抗拉性能，本申请专利技术人发现，当玻璃纤维的长度大于木质纤维长度时，涂料断裂伸长率更高，进而涂料的抗开裂能力更好，其原因可能是当玻璃纤维长度大于木质纤维时，每根玻璃纤维分布在涂料层内的有效面积增大，从而每根玻璃纤维可以为更大面积的涂料层提供拉力支持。玻璃纤维长度大于木质纤维后，玻璃纤维的两端更容易与不同的木质纤维相互缠绕，从而木质纤维与玻璃纤维之间相互配合，提高了涂料的断裂伸长率。玻璃纤维长于木质纤维的设置，使得涂料在受到拉伸时，玻璃纤维在涂料内部抵抗拉力起到了主要的作用，从而进一步的减少了涂料开裂的情况。可选的，所述光敏引发剂型号为1173和/或2959。通过以上技术方案，通过选择合适的光敏引发剂，从而便于控制链反应的速率，进而调节固化速率以及固化程度。可选的，所述改性助剂包括湿润剂、流平剂、消泡剂；湿润剂、流平剂、消泡剂的重量比为2:1:1。通过以上技术方案，湿润剂，流平剂，消泡剂的加入，提高了涂料性能，降低了涂料内部的气泡，从而提高了涂料涂覆后的平整性。第二方面，本申请提供一种光敏引发剂制备方法，采用如下技术方案：一种水性uv光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：S1，按配比将改性助剂、助溶剂与70％配方份的去离子水混合，加入强化纤维，搅拌均匀，得到调节剂；S2，将水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液加入调节剂中，搅拌10min，搅拌速度800r/min；得到涂料主剂A；S3，将配方份的光敏引发剂、成膜助剂与剩余配方量的去离子水混合，均匀后得到涂料主剂B；S4，将涂料主剂A与B相互混合，搅拌10min，搅拌速度为800r/min得到涂料粗成品；S5，使用酸碱调节剂组调节涂料粗成品至pH为8.0-8.5；得到涂料半成品；S6，使用增稠剂调节涂料半成品至粘度为60KU。通过以上技术方案，工作人员分别配置涂料主剂A与涂料主剂B，并且涂料主剂A与涂料主剂B配置的先后顺序不影响最后所得涂料的性能，工作人员接着将涂料主剂A与涂料主剂B相互混合，调节pH并调节粘度后，即为成品。上述制备方法操作简答，调节pH后提高了固化时的活性，促进了固化反应的进行，增稠剂调节粘度为60KU后，涂料更容易涂覆在板材表面，并且提高了涂料的挂覆性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性uv光固化涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液70-90份、成膜助剂6-10份、光敏引发剂1-3份、改性助剂1-4份、助溶剂3-5份、强化纤维10-12份、去离子水6-10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性uv光固化涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物乳液70-90份、成膜助剂6-10份、光敏引发剂1-3份、改性助剂1-4份、助溶剂3-5份、强化纤维10-12份、去离子水6-10份。


2.根据权利要求1所述的一种水性uv光固化涂料，其特征在于：所述助溶剂为乙二醇、丙三醇中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种水性uv光固化涂料，其特征在于：按重量份计，所述强化纤维包括木质纤维20-25份，玻璃纤维12-15份。


4.根据权利要求3所述的一种水性uv光固化涂料，其特征在于：所述木质纤维平均直径为25-35μm，木质纤维长度为200-300μm。


5.根据权利要求4所述的一种水性uv光固化涂料，其特征在于：所述木质纤维使用前需要经过活化处理，
将木质纤维浸泡在pH为13的氢氧化钠溶液中24h。


6.根据权利要求3或4所述的一种水性uv光固化涂料，其特征在于：所述玻璃纤维的直径为10-15μm，长度为400-500μm。


7.根据权利要求1所述的一种水性u...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘个辉，张志海，刘水泉，
申请(专利权)人：漳州市和兴涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35