CN101365762A - Uv可固化含水乳液、其制备以及包含该含水乳液的无溶剂涂料组合物 - Google Patents

Uv可固化含水乳液、其制备以及包含该含水乳液的无溶剂涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明的UV可固化含水涂料组合物特征为使用UV可固化含水乳液，该含水乳液通过包含下面物质的混合物的尿烷反应得到：聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、异氰酸酯化合物、尿烷反应性羧酸、具有2－9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物、UV可固化丙烯酸单体及不含有机溶剂的尿烷反应性丙烯酸酯。与现有的油基UV可固化涂料组合物相比，本发明的含水组合物提供了良好的环境可接受性和令人满意的膜性能，因此可用于涂布多种塑料。

Description

UV可固化含水乳液、其制备以及包含该含水乳液的无溶剂涂料组合物
技术领域
本发明涉及UV可固化含水乳液，其制备方法以及包含该水乳液的无溶剂涂料组合物。
背景技术
人们已研制出多种用于塑料的UV可固化含水涂料组合物，其中不含对环境有危害的有机溶剂。例如，德国专利No.2936039公开了包含水可分散的尿烷丙烯酸酯的涂料组合物，所述尿烷丙烯酸酯使用氨基磺酸碱金属或碱土金属盐制备。但是，由于膜表面上存在碱金属离子，该方法提供的涂膜的耐水性差。
美国专利No.4,287,039公开了使用分散剂分散聚酯尿烷丙烯酸酯的方法。然而，由于膜上水分的存在，由该分散法制备的膜的耐水性、硬度、光泽差。
美国专利No.5,135,963、6,011,078、6,207,744、6,335,397、6,436,540和6,538,046公开了可固化的聚氨酯含水涂布分散体。这些专利中公开的UV可固化聚氨酯含水涂布分散体是通过使用具有较大分子量的低聚物获得的，以确保在水中的分散稳定性，但是使用这些分散体得到的膜的交联密度较低，这不能满足塑料涂层的要求。
发明内容
技术问题
因此，本发明的主要目的是提供UV可固化含水涂料组合物，其具有可与油基UV可固化涂料组合物相媲美的良好的环境可接受性和令人满意的塑料涂膜性能。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了UV可固化含水乳液，基于UV可固化含水乳液总重，其包含：
(a)1—10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1—10重量％的异氰酸酯化合物、0.1—5重量％的反应性羧酸(reactive carboxylic acid)、1—10重量％的具有2—9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5—20重量％的UV可固化丙烯酸单体的尿烷反应产物；和
(b)0.1—20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯、0.01—1重量％的自由基聚合抑制剂和55—75重量％的水。
根据本发明的一个方面，提供了用于制备UV可固化含水乳液的方法，其包括：
(a)在金属催化剂存在下，使下面物质的混合物进行尿烷反应：基于UV可固化含水乳液总重，1—10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1—10重量％的异氰酸酯化合物、0.1—5重量％的反应性羧酸、1—10重量％的具有2—9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5—20重量％的UV可固化丙烯酸单体；
(b)向步骤(a)中得到的尿烷反应产物中加入0.1—20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯和0.01—1重量％的自由基聚合抑制剂；以及
(c)用碱性化合物中和步骤(b)中得到的混合物，并向其中滴加55—75重量％的水。
根据本发明另一方面，提供了无溶剂的UV可固化含水涂料组合物，基于组合物总重，其包含(A)90—99重量％的本发明的UV可固化含水乳液和(B)1—10重量％的光引发剂。
实施方式
<UV可固化含水乳液>
本发明的UV可固化含水乳液通过在金属催化剂存在下，使下面物质的混合物进行尿烷反应而获得：基于UV可固化含水乳液总重，1—10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1—10重量％的异氰酸酯化合物、0.1—5重量％的反应性羧酸、1—10重量％的具有2—9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物、5—20重量％的UV可固化丙烯酸单体、0.1—20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯和0.01—1重量％的自由基聚合抑制剂；
根据本发明制备UV可固化含水乳液的方法详述如下：
<步骤(a)>
进行反应直到由中和滴定法测量的异氰酸酯含量(NCO％)为产物的2—5重量％。
i)聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇
本发明中使用的聚碳酸酯多元醇的代表性实例包括PCDL T4692或PCDL T5651(Asahi Kasei Co.)。
聚酯多元醇可包括具有2个官能团的聚酯二醇，其通常可以通过下述方法得到：在室温下将过量二醇与二羧酸混合，在金属催化剂的存在下，在150—215℃，优选约210℃下，使得到的混合物进行约24小时的酯缩合反应，直至使用中和滴定法测量的产物酸值变为0.5mg KOH/g或更小。基于1当量的二羧酸，二醇的用量可以是1.2—1.7当量。
聚酯二醇制备中使用的二醇的代表性实例包括具有2—15个碳原子的二醇，比如新戊二醇、1，4-丁二醇、1，6-已二醇、二乙二醇、二丙二醇、三甘醇和三缩二丙二醇，并优选新戊二醇。二羧酸的代表性实例包括马来酸、马来酸酐、富马酸、琥珀酸、谷氨酸、己二酸、间苯二酸、酞酐、巴豆酸、衣康酸，及它们的单烷基酯，并优选己二酸或间苯二酸。
聚碳酸酯多元醇和聚酯多元醇的数均分子量优选为1,000—3,000g/mol，由返滴定测定的OH值优选为50—200mg KOH/g。
基于UV可固化含水乳液的总重，聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇的用量为1—10重量％，优选为4—8重量％。
ii)异氰酸酯化合物
用于本发明的异氰酸酯化合物优选具有两个或更多异氰酸酯官能团的脂肪族或芳香族异氰酸酯，其代表性实例包括1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，4-环己基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯和四甲基二异氰酸二甲苯酯。
基于UV可固化含水乳液的总重，异氰酸酯化合物用量为1—10重量％，优选为3—7重量％。当异氰酸酯化合物用量大于10重量％时，固化的涂膜由于过高的交联密度变得易碎，并且由于受热或碰撞而产生裂缝，而当小于1重量％时，涂膜的机械性能变差。
iii)反应性羧酸
用于将亲水性基团引入到聚氨酯丙烯酸酯的反应性羧酸的代表性实例包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)等，并且为了在反应过程中保持低粘度，优选DMBA。
基于UV可固化含水乳液的总重，反应性羧酸用量为0.1—5重量％，优选为0.5—2重量％。当反应性羧酸用量大于5重量％时，水中溶解度的增大导致乳液粘度的提高，而当小于0.1重量％时，乳液不能形成或储藏稳定性劣化。
iv)UV可固化丙烯酸低聚物
为了获得可与现有的油基UV可固化涂料组合物相媲美的令人满意的塑料涂膜性能，加入UV可固化丙烯酸低聚物并分散。
本发明中使用的UV可固化丙烯酸低聚物的代表性实例包括：具有2—9个丙烯酸酯官能团的尿烷丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、酯丙烯酸酯(esteracrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)及它们的混合物，可商购的材料包括：例如，具有6个丙烯酸酯官能团的EB-1290、EB-830(可购于SK-UCB，Korea)和具有3个丙烯酸酯官能团的EB-4883、EB-9260、EB-9384(可购于SK-UCB，Korea)。基于UV可固化含水乳液的总重，低聚物的用量为1—10重量％，优选为6—9重量％。
可以通过将具有4个或更多丙烯酸酯官能团的高官能低聚物与具有3个或更少丙烯酸酯官能团的低官能低聚物混合，从而对乳液的性能进行控制。低官能低聚物：高官能低聚物的重量比范围可以是1:0.5—1:3。当高官能低聚物的比值超过上限时，固化的涂膜由于过高的交联密度变得易碎，并且由于受热或碰撞而产生裂缝，而当其低于下限时，涂膜的化学和机械性能变差。
v)UV可固化丙烯酸单体
本发明中使用的UV可固化丙烯酸单体代替有机溶剂起活性稀释剂的作用，用于控制固化速率并增大粘附力，以及控制反应物的粘度。
UV可固化丙烯酸单体没有羟基，并因此是非反应性的。其代表性实例包括脂肪族多元醇或其烷氧基衍化物的丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-BDDA)、1，3-异丁二醇二丙烯酸酯、异冰片丙烯酸酯(IBOA)或它们的混合物。
基于UV可固化含水乳液的总重，单体的用量范围为5—20重量％，优选为12—16重量％。当用量大于20重量％时，固化速率降低，并且涂膜的机械和化学性能变差，而当用量小于5重量％时，反应物的粘度变高，而UV可固化乳液变得不稳定。
在本发明中，基于UV可固化丙烯酸低聚物，UV可固化丙烯酸单体的用量范围可以是50—500重量％。
vi)金属催化剂
在金属催化剂存在下，制备UV可固化含水乳液的反应可被加速。该反应中使用的金属催化剂的代表性实例包括锡基化合物(比如二月桂酸二丁基锡)和胺化合物(比如DBU(1，8-二氮杂二环[5，4，0]十一碳-7-烯))等，并且金属催化剂可以以催化有效量使用。
<步骤(b)>
在步骤(b)中，反应在70—90℃进行，直至傅里叶变换红外光谱(FT-IR)中在2,260cm-1处的异氰酸酯峰完全消失。
vii)尿烷反应性丙烯酸酯
本发明中使用的尿烷反应性丙烯酸酯优选每分子具有一个或多个羟基和1—6个丙烯酸酯官能团。本发明中使用的尿烷反应性丙烯酸酯的代表性实例包括2-羟乙基丙烯酸酯(2-HEA)、2-羟丙基丙烯酸酯(2-HPA)、己内酯丙烯酸酯(Tone M-100，可购于U.C.C)、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物等。优选季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物及二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物。在各混合物中，季戊四醇三丙烯酸酯或二季戊四醇四丙烯酸酯的含量优选为50—60重量％。
基于UV可固化含水乳液的总重，尿烷反应性丙烯酸酯的用量为0.1—20重量％，优选为1—10重量％。
viii)自由基聚合抑制剂
本发明中使用的自由基聚合抑制剂的代表性实例包括氢醌、对甲氧基苯酚、硝基苯、BHT(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)等。
基于UV可固化含水乳液的总重，自由基聚合抑制剂的用量范围为0.01—1重量％，优选为0.1—5重量％。
<步骤(c)>
为了增大含水分散体的稳定性，步骤(b)中得到的尿烷反应产物中的羧基可以用碱性化合物部分或全部地中和，并向其中滴加基于UV可固化含水乳液总重的55—75重量％的水，以获得固体含量为25—45重量％的含水乳液。
碱性化合物的代表性实例包括有机或无机的碱，例如碱金属或碱土金属氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，和氨或伯胺、仲胺或叔胺等，优选氢氧化钠或叔胺(比如三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二乙基乙醇胺)。基于所用羧酸，反应中使用的碱性化合物可在0.8—1当量的范围内。
<UV可固化含水涂料组合物>
基于组合物总重，本发明的UV可固化含水涂料组合物包含(A)90—99重量％的根据本发明方法制备的UV可固化含水乳液和(B)1—10重量％的光引发剂。
作用是通过紫外线辐照产生自由基而引发不饱和烃交联的光引发剂的代表性实例包括1-羟基环己基苯甲酮(IRGACURE184；可购于CibaSpecialty Chemicals)、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(IRGACURE819；可购于Ciba Specialty Chemicals)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯膦(TPO)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷(DAROCUR 1173；可购于CIBA-GEIGY)、IRGACURE 500、二苯甲酮(BP)及它们的混合物，基于组合物总重，其用量范围为1—10重量％，优选为2—6重量％。
为了提高涂膜的滑移(slip)和光泽特性，基于组合物总重，本发明的涂料组合物可进一步包含0.1—5重量％的流平助剂(leveling agent)，流平助剂为任何用于涂料组合物中的传统材料，优选TEGO RAD 2200N(可购于Tegochemie Co.)、BYK-333、BYK-347、BYK-348(可购于BYK chemie Co.)，及它们的混合物。
此外，为了提高涂膜的性能，本发明的涂料组合物可进一步包含添加剂(比如XP-1045、XP-0596和XP-0746(含纳米二氧化硅的化合物)(可购于hanse chemie Co.))，基于组合物总重，其用量范围在0.1—2重量％。
<涂膜>
根据本发明，可以通过下述方法制备涂膜：在基底的表面上喷涂、浸涂、流涂或旋涂本发明的涂料组合物，以在基底上形成UV可固化膜，在室温下干燥涂层，并通过紫外线辐照固化干燥的层。
本发明的涂膜的厚度可为20—50μm，并且粘附力、铅笔硬度、光泽和耐湿性、耐化学性、耐磨性和耐酸性方面的性能改善。
如上所述，包含本发明的无有机溶剂的UV可固化含水乳液的本发明UV可固化涂料组合物提供的涂膜能够具有良好的环境可接受性，且具有可与现有的油基UV可固化涂料组合物提供的涂膜相媲美的令人满意的性能。因此，其可用作环境友好的塑性含水涂料组合物产品。
下列实施例和比较实施例仅用于说明，不用于限制本发明的范围。
<聚酯二醇的制备>
制备实施例1
将535克新戊二醇、665克己二酸和0.3克二丁基氧化锡加入四颈圆底烧瓶中，并在氮气气氛下升温至150℃。缩合反应开始后，将温度在150℃保持1小时，然后再将反应温度以5℃/分钟的速率升高到210℃，并在210℃下向其中加入300克甲苯。将得到的混合物共沸蒸馏，直至反应产物的酸值变为0.5mg KOH/g或更小。反应完成后，在真空下并在180℃下，将剩余甲苯、水和未反应的起始材料除去，得到由羟基值计算的数均分子量为约1,000g/mol的聚酯二醇。
制备实施例2
重复制备实施例1的过程，区别在于使用550克新戊二醇以及370克己二酸和280克间苯二酸的组合物作为二羧酸组分，从而得到数均分子量为2,000g/mol的聚酯二醇。
<UV可固化含水乳液的制备>
制备实施例3
在搅拌下将下述物质加入四颈圆底烧瓶中：27克和53克分别在制备实施例1和2中得到的聚酯二醇、18克二羟甲基丁酸(DMBA)作为尿烷反应性羧酸、64克异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、80克EB-1290(SK-UCB)作为UV可固化丙烯酸低聚物、70克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和60克己二醇二丙烯酸酯(HDDA)作为UV可固化单体。然后，将0.1克对甲氧基苯酚(HQ-MME)作为自由基聚合抑制剂和0.1克二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为反应催化剂加入其中，并将得到的混合物在85℃下搅拌。当异氰酸酯含量(NCO％)达到2.2％时，相继加入17克2-羟乙基丙烯酸酯(2-HEA)作为尿烷反应性丙烯酸酯和0.1克DBTDL作为催化剂，并将得到的混合物在85℃反应，直至异氰酸酯峰在FT-IR扫描中消失。将反应混合物冷却到50℃，并在10分钟内向其滴加11克三乙胺(TEA)，然后将得到的混合物保持在此温度1小时，以中和混合物。随后，在强力搅拌下将600克蒸馏水加入其中，得到含有具有2个丙烯酸酯官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例4
重复制备实施例3的过程，区别在于使用40克EB-1290和40克EB-9260(SK-UCB)代替80克EB-1290，用80克TMPTA和50克HDDA代替70克TMPTA和60克HDDA作为UV可固化单体组分，从而得到含有具有2个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例5
重复制备实施例3的过程，区别在于使用40克EB-1290和40克EB-9260代替80克EB-1290，用70克TMPTA、40克HDDA和35克异冰片丙烯酸酯(IBOA)代替70克TMPTA和60克HDDA，从而得到含有具有2个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例6
重复制备实施例3的过程，区别在于使用19克和38克分别在制备实施例1和2中得到的聚酯二醇，46克IPDI，60克TMPTA和70克HDDA作为UV可固化单体组分，66克季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(摩尔比1/1)作为尿烷反应性丙烯酸酯组分，以及8克TEA，从而得到含有具有6个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例7
重复制备实施例6的过程，区别在于使用40克EB-1290和40克EB-9260作为UV可固化低聚物，60克TMPTA和60克HDDA作为UV可固化单体组分，从而得到含有具有6个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例8
重复制备实施例6的过程，区别在于使用30克EB-1290和30克EB-9260作为UV可固化低聚物，60克TMPTA、50克HDDA和50克IBOA作为UV可固化单体，从而得到含有具有6个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例9
重复制备实施例6的过程，区别在于使用15克和31克分别在制备实施例1和2中得到的聚酯二醇、10克二羟甲基丁酸(DMBA)、37克IPDI、和90克二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物作为尿烷反应性丙烯酸酯组分，从而得到含有具有10个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例10
重复制备实施例9的过程，区别在于使用30克EB-1290和40克EB-9260作为UV可固化低聚物，60克TMPTA和70克HDDA作为UV可固化单体，从而得到含有具有10个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
制备实施例11
重复制备实施例9的过程，区别在于使用30克EB-1290和40克EB-9260作为UV可固化低聚物，50克TMPTA、50克HDDA和50克IBOA作为UV可固化单体，从而得到含有具有10个官能团的聚氨酯丙烯酸酯分散剂的UV可固化含水乳液。
<UV可固化含水涂料组合物的制备>
实施例1—9
将95克制备实施例3中得到的UV可固化含水乳液、3重量％的作为光引发剂的DAROCUR 1173(CIBA-GEIGY)和作为流平助剂的1.4重量％的BYK-333和0.6重量％的BYK-347(BYK chemie)混合，将得到的混合物搅拌30分钟，得到无溶剂的UV可固化涂料组合物(实施例1)。
使用制备实施例4—11中得到的各UV可固化含水乳液重复同样的过程，从而得到八种无溶剂的UV可固化涂料组合物(实施例2—9)。
比较实施例1
根据传统UV可固化涂料组合物的组成，将15重量％的EB1290、11重量％的EB 9260、6重量％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和7重量％的亚甲基二醇二丙烯酸酯(methylenediol diacrylate)在搅拌下加入到30重量％的甲苯、15重量％的甲基异丁基酮、5重量％的乙酸乙酯和5重量％的乙基溶纤剂的混合物中。然后，向其中加入5重量％的DAROCUR 1173作为光引发剂和1重量％的BYK-333(BYK chemie)作为流平助剂，并将得到的混合物搅拌30分钟，得到UV可固化涂料组合物(非挥发物含量，45％)。
<涂膜的制备>
实施例10—18
通过喷涂将实施例1—9中得到的各UV可固化涂料组合物涂布在涂有UVP-9500SI(S)(SSCP Co.，Ltd)的聚碳酸酯基底上，将得到的涂层在60℃干燥5分钟，并用Fusion Lamp(Fusion System Co.)在380mJ/cm2的光强度下，以10/分钟的线速度(line speed)固化两次，得到总共九个涂膜。
比较实施例2
重复实施例10—18的过程，区别在于使用比较实施例1中得到的UV可固化涂料组合物，并在60℃下干燥1或2分钟以去除有机溶剂，得到涂膜。
<膜性能的测试>
根据下述方法对实施例10—18和比较实施例2中得到的涂膜的物理和化学特性进行评价。
(1)粘附性：ASTM D3359-87
将涂膜按1mm间隔的方格图案进行切割，形成100个1mm×1mm的方块。将粘合试验带紧紧附着于形成的图案并快速撕下，重复三次。检测图案的状态，并根据下列标准对结果进行评价：
5B：在切割边缘或图案区域内没有剥落
4B：在切割边缘轻微剥落并且图案区域的剥落小于5％
3B：在切割边缘有一些剥落和裂口并且图案区域的剥落小于15％
(2)铅笔硬度：ASTM D3363-74
用不同硬度的铅笔在恒定压力下以45度角对试验涂膜进行刻划，重复五次。仅造成涂层的一个划痕或裂口的铅笔硬度值称为铅笔硬度。
(3)光泽
试验涂膜的光泽度用BYK-GARDNER光泽仪以60度的受光角(lightacceptance)和入射角进行测定，并将得到的结果表示为基于基面的光泽度为100的百分比值。
(4)耐磨性
用擦除器在500克负荷下以40次/分钟的速率摩擦试验涂膜的表面，直到基底表面变得用肉眼可见，耐磨性用摩擦次数表示。
◎；2,000次或以上，○；1,700—2,000次或以上
(5)耐化学性
将试验涂膜的表面浸入99.3％甲醇中，随后用擦除器在500克负荷下以40次/分钟的速率摩擦，直到基底表面变得用肉眼可见，耐化学性用摩擦次数表示。
◎；300次或以上，○；260—300次或以上
(6)耐湿性
将试验涂膜暴露在50℃和相对湿度95％的条件下72小时后对变形度和粘附状态进行评价。
◎；优异，○；良好
(7)耐酸性
用标准pH 4.6溶液处理试验涂膜72小时后对变形度和粘附状态进行评价。
◎；优异，○；良好
(8)UV测试(QUV)
用UV测试仪(QUV，Q-Pannel)保存试验涂膜72小时后对变形度和粘附状态进行评价。
如此测量的涂膜的物理性质显示于表1中。
表1
 
实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15 实施例16 实施例17 实施例18 比较实施例2
粘附性 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B
铅笔硬度 H HB～H HB H H H 2H H～2H H～2H HB
光泽(60°) 125 123 125 127 124 126 126 127 125 124
耐磨性 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
耐化学性 ◎ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
耐湿性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
耐酸性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
UV测试 1.5 1.3 1.1 2.3 2.1 1.9 2.82 2.68 2.2 2.78
如表1所示，与使用常规组合物得到的涂膜相比，使用本发明涂料组合物得到的涂膜在粘附性、铅笔硬度、光泽、耐磨性、耐化学性、耐湿性和耐酸性方面显示出相当或更好的性能，同时本发明的涂膜生产上没有任何环境危害性。
尽管已根据上述具体实施方案对本发明进行了描述，但应当理解本领域技术人员可对本发明进行各种变化和改变，这些变化和改变也落入所附权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (17)

1. UV可固化含水乳液，基于UV可固化含水乳液总重，其包含：
(a)1—10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1—10重量％的异氰酸酯化合物、0.1—5重量％的反应性羧酸、1—10重量％的具有2—9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5—20重量％的UV可固化丙烯酸单体的尿烷反应产物；和
(b)0.1—20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯、0.01—1重量％的自由基聚合抑制剂和55—75重量％的水。
2.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中所述聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇的数均分子量为1,000—3,000g/mol，OH值为50—200mg KOH/g。
3.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中所述反应性羧酸是二羟甲基丙酸(DMPA)或二羟甲基丁酸(DMBA)。
4.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中所述UV可固化丙烯酸低聚物选自尿烷丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯及它们的混合物。
5.权利要求4的UV可固化含水乳液，其中所述UV可固化丙烯酸低聚物是具有4个或更多丙烯酸酯官能团的低聚物和具有3个或更少丙烯酸酯官能团的低聚物的混合物。
6.权利要求5的UV可固化含水乳液，其中所述具有3个或更少丙烯酸酯官能团的低聚物与具有4个或更多丙烯酸酯官能团的低聚物以1:0.5—1:3的重量比混合。
7.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中所述UV可固化丙烯酸单体是脂肪族多元醇或其烷氧基衍生物的丙烯酸酯。
8.权利要求7的UV可固化含水乳液，其中所述UV可固化丙烯酸单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-BDDA)、1，3-异丁二醇二丙烯酸酯、异冰片丙烯酸酯(IBOA)及它们的混合物。
9.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中基于UV可固化丙烯酸低聚物，所述UV可固化丙烯酸单体的量是50—500重量％。
10.权利要求1的UV可固化含水乳液，其中所述尿烷反应性丙烯酸酯是2-羟乙基丙烯酸酯(2-HEA)、2-羟丙基丙烯酸酯(2-HPA)、己内酯丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物、或二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物。
11.用于制备UV可固化含水乳液的方法，其包括：
(a)在金属催化剂存在下，使下面物质的混合物进行尿烷反应：基于UV可固化含水乳液总重，1—10重量％的聚碳酸酯多元醇或聚酯多元醇、1—10重量％的异氰酸酯化合物、0.1—5重量％的反应性羧酸、1—10重量％的具有2—9个丙烯酸酯官能团的UV可固化丙烯酸低聚物和5—20重量％的UV可固化丙烯酸单体；
(b)向步骤(a)中得到的尿烷反应产物中加入0.1—20重量％的尿烷反应性丙烯酸酯和0.01—1重量％的自由基聚合抑制剂；以及
(c)用碱性化合物中和步骤(b)中得到的混合物，并向其中滴加55—75重量％的水。
12.权利要求11的方法，其中进行所述步骤(a)的反应直至异氰酸酯含量(NCO％)变为产物的2—5重量％。
13.权利要求11的方法，其中所述碱性化合物选自碱金属或碱土金属氢氧化物、氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，及氨或伯胺、仲胺或叔胺。
14.权利要求11的方法，其中所述金属催化剂是锡基化合物或胺化合物。
15.UV可固化含水涂料组合物，基于组合物总重，其包含(A)90—99重量％的权利要求1的UV可固化含水乳液和(B)1—10重量％的光引发剂。
16.塑料制品，其具有权利要求15的涂料组合物的固化涂膜。
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