紫外光固化记忆型涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种能用于高弹性基材涂装的紫外光固化记忆型涂料及其制备方法。一种紫外光固化记忆型涂料，组份及比例为（Ａ）侧链含羟基的长链丙烯酸酯５０－７０％；（Ｂ）单官能丙烯酸酯单体１０－１５％；（Ｃ）多官能丙烯酸酯单体１０－１５％；（Ｄ）光引发剂３－５％；（Ｅ）助剂１％；（Ｆ）填料０％－１０％。本发明专利技术的紫外光固化记忆型涂料能用于高弹性基材涂装，且兼顾了涂装的高效性与涂膜的弹性，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辐射固化
和涂料领域，具体涉及一种紫外光固化记忆型涂料 及其制备方法。
技术介绍
上世纪60年代，德国推出了第一代UV涂料的绿色技术，在木器涂装工业上得到初 步应用。以后辐射固化技术逐步由木材单一的基材扩展至纸张、各种塑料、金属、石材，甚至 水泥制品、织物、皮革等基材的涂装应用。辐射固化(UV/EB固化)实际上是一种借助于能量照射源(紫外线或电子束)实现 化学配方(涂料、油墨和胶粘剂)由液态转化为固态的加工过程。与传统的固化技术相比， 辐射固化技术具有环保、节能、固化速度快、操作简便等优点，近十几年来得到了迅猛发展。 紫外光辐射固化技术通常不含溶剂，对周围环境无挥发性有机物(VOC)产生，适应了 “消除 污染、保护环境”的时代呼唤，因而辐射固化技术越来越受到人们的重视。辐射固化涂料是利用中、短波(300-400纳米)UV光或EB等辐射能量引发含活性 官能团的高分子材料(树脂)聚合成不溶不熔的固体涂膜的涂料品种。辐射固化涂料的材料组成1.齐聚物，也称低聚物或寡聚物，低粘度含活性官能团的合成树脂，是UV涂料中 的基本骨架，在紫外线光子的作用下形成具有立体结构的漆膜，并赋予漆膜的各种特性，例 如硬度、柔韧性、附着力、光泽、耐老化等性能。包括丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚酯树脂、丙 烯酸聚醚树脂、丙烯酸醇酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环 氧树脂等。2.活性稀释剂，主要作用是溶解UV涂料中的固体组分，调节体系粘度。UV涂料中 的稀释剂不是一般涂料使用的挥发性有机溶剂，而是直接参与固化成膜过程具有反应能力 的无挥发性溶剂。活性稀释剂就化学结构而言，一般是分子量不大而分子内含有可聚合官 能团的一类单体，成膜后成为漆膜的一部分。包括丙烯酸单体、苯乙烯单体。3. UV光能引发剂，是UV涂料中的关键组成部分，其作用在于传递紫外线光子的能 量，迅速引发单体和低聚物的交联聚合，促进体系的液固转换过程。根据引发机理，光引发 剂可分为自由基和阳离子两大类型。包括安息香醚类、二苯甲酮衍生物、苯偶酰缩酮、酮胺 混合物等。4.助剂，为满足具体使用要求、改善漆膜性能而添加的某些辅助性组分，包括消 泡剂、流平剂、稳定剂、分散剂等。光固化涂料的固化过程是将含有C = C双键的小分子单体和齐聚物在光敏自由基 的作用下聚合成高分子膜，在小分子向高分子转变的过程中由于分子之间的聚合是收缩趋 势，所以内应力巨大，宏观表现为成膜硬度较高，附着力差(相对于非UV涂料)，因此难以生 成柔韧的涂膜，特别是在高弹性基材上至今UV涂料仍无法很好地被加以应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，为了适应高弹性基材涂装的巨大市场需要，提 供一种能用于高弹性基材涂装的紫外光固化记忆型涂料，兼顾了涂装的高效性与涂膜的弹 性。本专利技术所要解决的又一技术问题在于，提供上述的紫外光固化记忆型涂料的制备方法。为了要解决上述的技术问题，本专利技术的技术方案如下一种紫外光固化记忆型涂 料，其特征在于，组份及比例为(A)侧链含羟基的长链丙烯酸酯50 70wt% ；(B)单官能丙烯酸酯单体10 15wt% ；(C)多官能丙烯酸酯单体10 15wt% ；(D)光引发剂3 5wt% ；(E)助剂 Iwt % ；(F)填料 0 % IOwt %。所述的组份(A)侧链含羟基的长链丙烯酸酯是由链状二异氰酸酯与端羟基三元 醇，在加入复合型催化剂条件下合成的。进一步，所述的链状二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或4，4_ 二环己基甲烷二 异氰酸酯或它们的混合物。所述的端羟基三元醇为丙三醇，三羟甲基丙烷，季戊四醇或它 们的混合物。所述的复合催化剂为二月桂酸二丁基锡与叔丁基对甲酚10 1的混合物。进一步，所述的(B)单官能丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或 二者的混合物。进一步，所述的(C)多官能丙烯酸酯单体，为两官能丙烯酸酯单体或三官能丙烯 酸酯单体或两官能丙烯酸酯单体与三官能丙烯酸酯单体的混合物。进一步，所述的两官能丙烯酸酯单体为新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA、三缩丙二醇 二丙烯酸酯TPGDA、1，6-己二醇二丙烯酸酯HDDA中的一种或两种以上的组合。所述的三 官能丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 Ε0-ΤΜΡΤΑ、季戊四醇三丙烯酸酯PET3A中的一种或两种以上的组合。进一步，所述两官能丙烯酸酯单体与三官能丙烯酸酯单体的混合物的组合为1， 6-己二醇二丙烯酸酯HDDA 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA 三缩丙二醇二丙烯酸酯 TPGDA = 2:2:1。进一步，所述的⑶光引发剂为二苯甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮1173、 1-羟基环己基苯基酮184、安息香双甲醚651、2_羟基-4'-羟乙氧基-2-甲基苯丙酮 2959、双(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦819中的一种或两种以上的组合。进一步，所述的(E)助剂为流平剂、光稳定剂、抗氧剂、分散剂、消泡剂、防沉剂中 的一种或两种以上的组合。进一步，所述的(F)填料为气相二氧化硅消光粉和三氧化二铝耐磨粉的组合，组 合比例为10 3。一种紫外光固化记忆型涂料，优选地，其组份及比例为(A)侧链含羟基的长链丙烯酸酯 50-70%(B)甲基丙烯酸羟乙酯10-15%(C)季戊四醇丙烯三酯10-15%(D) 1173 或 1843% ~5%(E)流平剂 BYK-3330. 5%消泡剂BYK-0550. 5%主体树脂侧链含有羟基有助于与弹性底材产生良好的附着力，因为羟基的存在容 易形成氢键，氢键是仅次于共价键的分子间作用力；主体分子为链状结构则为涂膜提供良 好的柔顺性，同时也能使侧链羟基与底材有更大的接触角。合成的主体树脂应同时具有如下特性1)侧链含有羟基；2)主体分子结构为长链 结构；3)丙烯酸酯封端；4)分子量控制在6000以下；5)主体分子中应具有一定的醚键。丙 烯酸酯封端是为把主体树脂改造为能光固化的树脂；分子量控制则是保证树脂在涂料配方 中的相容性与可调性；醚键的加入是为了提高涂料成膜后涂膜抗外力屈张的性能。一种紫外光固化记忆型涂料的制备方法，包括如下步骤(1)制备合成侧链含羟基的长链丙烯酸酯；将二异氰酸酯化合物溶解在甲苯溶剂中，然后将溶解物加入反应容器，待溶解物 温度升至60-80°C，加入复合型催化剂，再将二异氰酸酯摩尔数的1.6倍摩尔当量的端羟 基三元醇通过恒压滴液漏斗滴入反应容器，通过控制端羟基三元醇滴加速度，保持反应在 60°C条件下反应，反应3小时后，除去溶剂，保持端羟基三元醇稍过量，并控制反应物的分 子量在5000-6000之间，太长的链增长将使得釜内化合物黏度剧增甚至无法流动；待异氰 酸酯基团完全反应后，保持反应物温度在60-70°C，再勻速滴加与异氰酸酯等摩尔的丙烯 酸，滴加反应结束三小时后加入甲苯共沸蒸水，当检测到水含量在0. 以下时为反应终 点，得到侧链含羟基的长链丙烯酸酯；(2)将下列组份(A)步骤(1)制备的侧链含羟基的长链丙烯酸酯，(B)单官能丙 烯酸酯单体，(C)多官能丙烯酸酯单体，按(A)步骤(1)制备的侧链含羟基的长链丙烯酸酯 50 70wt%、⑶单官能丙烯酸酯单体10 15wt%、(C)多官能丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化记忆型涂料，其特征在于，组份及比例为：　　（Ａ）侧链含羟基的长链丙烯酸酯５０～７０ｗｔ％；　　（Ｂ）单官能丙烯酸酯单体１０～１５ｗｔ％；　　（Ｃ）多官能丙烯酸酯单体１０～１５ｗｔ％；　　（Ｄ）光引发剂３～５ｗｔ％；　　（Ｅ）助剂１ｗｔ％；　　（Ｆ）填料０％～１０ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建国，马星雪，
申请(专利权)人：上海长悦涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]