CN103865375B - 紫外光固化防裂油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种紫外光固化防裂油组合物，按重量百分数计，包含以下组份：40～70%含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体、10～40%丙烯酸酯单体、2～8%链转移剂、3～10%光引发剂、1～10%附着力促进剂，所述含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体是以聚四氢呋喃多元醇、多异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得。本发明组合物按比例配制后在紫外光照射下固化，所得涂膜平整光滑、附着力好、力学性能优异，断裂伸长率超过50%，可替代热熔胶，广泛应用于竹制高密度板材。

Description

紫外光固化防裂油组合物

技术领域

本发明属于高密度板材防裂剂领域，具体涉及一种紫外光固化防裂油组合物。

背景技术

紫外光固化技术因其常温固化，无VOC（挥发性有机物）排放，具有绿色环保，高效节能等特点，进入二十一世纪来，其应用领域不断拓展，年增长率超过10%。目前，紫外固化技术已大规模地应用在竹木装饰板、塑料、电子等领域。

我国竹资源较为丰富，竹子生长周期短，一般为2～5年。竹经高温蒸煮，高压成型后的高密度板材，俗称“重竹”，广泛用作地板、装饰板等，深得人们青睐，绝大部分用于出口。此类材料往往要求先涂覆后再经开槽、拉伸、裁剪，故对涂覆材料的力学性能要求甚高。普通紫外光固化材料在后续工艺中往往产生开裂，脱落而无法达到要求。因此，市场绝大部分高密度板材均采用热熔胶涂覆。然而，热熔胶施工温度高（一般在150～180℃），生产效率低，能耗较高。因此需要一种能结合紫外固化技术特点，同时又兼具优良力学性能的紫外光固化组合物，使其固化后材料性能满足后续工艺要求。

发明内容

本发明提出一种紫外光固化防裂油组合物，解决了现有技术中紫外光固化组合物附着高密度板材困难，涂覆基材后不能满足高密度板材后续工艺对力学性能的要求。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种紫外光固化防裂油组合物，按重量百分数计，包含以下组份：

所述含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体是以聚四氢呋喃多元醇、多异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得。

进一步，所述含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体制备方法如下：

先投入计量的聚四氢呋喃多元醇、阻聚剂对羟基苯甲醚、催化剂二月桂酸二丁基锡，升温到40℃后投入计量的多异氰酸酯，缓慢升温到80℃，反应2.5小时；再投入计量的丙烯酸羟乙酯，在80～85℃温度下反应，检测反应混合液中的异氰酸根，当异氰酸根含量小于0.1%（重量百分数）时，加入甲醇封端，冷却，放料，即得含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体。

进一步，所述聚四氢呋喃多元醇为四氢呋喃均聚醚，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。

进一步，所述丙烯酸酯单体为单官能度丙烯酸酯单体或/和双官能度丙烯酸酯单体。

进一步，所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯。

进一步，所述双官能度丙烯酸酯单体为烷氧化丙烯酸酯单体或聚乙二醇系列丙烯酸酯。

进一步，所述烷氧化丙烯酸酯单体为丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化新戊三醇二丙烯酸酯或乙氧化丙烯酸乙酯。

进一步，所述链转移剂为季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯。

进一步，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮、1-羟基环己基苯基酮或2，4，6，-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的一种或多种。

进一步，所述附着力促进剂为羟基丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯或丙烯酸磷酸酯的一种或多种，优选丙烯酸磷酸酯。

本发明组合物的应用方法如下：

将上述组份混合均匀，放置，待气泡消除后涂覆在竹制高密度板材上面，控制涂膜厚度在20～30μm；然后用1～3KW高压汞灯作为固化光源（其发射光谱范围在200～400nm，照射能量为100mj/c㎡）对涂膜进行照射固化。

本发明的有益效果如下：

1、本发明组合物的组份中含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体是以聚四氢呋喃多元醇、多异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得；该聚氨酯丙烯酸酯预聚体能够提高涂膜的断裂延伸性能；其含量选择十分重要，若含量低于40%，则固化后材料的力学性能达不到要求，涂覆后的板材在后处理工序中涂膜容易出现开裂现象；若含量超过70%，则容易出现表面固化不良，且成本过高。

2、本发明的链转移剂优选采用季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯，因为每个分子中含三巯基且没有气味，在聚合反应发生后可有效地调节体系的分子量分布和消除体系表面产生的氧阻聚；本发明的附着力促进剂优选丙烯酸磷酸酯，能够明显提高组合物涂膜的附着力等级。

3、本发明组合物按比例配制后在紫外光照射下固化，所得涂膜平整光滑、附着力好、力学性能优异，断裂伸长率超过50%，可替代热熔胶，广泛应用于竹制高密度板材。

具体实施方式

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

取55克聚氨酯丙烯酸酯（美国Sartomer公司产品，编号CN965），25克丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，10克丙烯酸羟丙酯，2克1-羟基环己基苯基酮，2克2、4、6-三甲基苯甲酰基氧化膦，3克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，3克丙烯酸磷酸酯，搅拌混合均匀。

实施例2

取55克聚氨酯丙烯酸酯（台湾长兴公司产品，编号EM6112），25克丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，10克丙烯酸羟丙酯，2克1-羟基环己基苯基酮，2克2、4、6-三甲基苯甲酰基氧化膦，3克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，3克丙烯酸磷酸酯，搅拌混合均匀。

实施例3

取55克聚氨酯丙烯酸酯（湖南信立泰新材料有限公司产品，编号TY-115，以四氢呋喃均聚醚、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得），25克丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，10克丙烯酸羟乙酯，2克1-羟基环己基苯基酮，2克2、4、6-三甲基苯甲酰基氧化膦，3克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，3克丙烯酸磷酸酯，搅拌混合均匀。

实施例4

取70克聚氨酯丙烯酸酯（湖南信立泰新材料有限公司产品，编号TY-115，以四氢呋喃均聚醚、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得），5克乙氧化新戊三醇二丙烯酸酯，5克丙烯酸羟乙酯，8克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，3克2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮，6克丙烯酸磷酸酯，3克羟基丙烯酸酯，搅拌混合均匀。

实施例5

取65克聚氨酯丙烯酸酯（湖南信立泰新材料有限公司产品，编号TY-115，以四氢呋喃均聚醚、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得），20克丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，5克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，2克2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮，3克1-羟基环己基苯基酮，5克丙烯酸磷酸酯，搅拌混合均匀。

实施例6

取40克聚氨酯丙烯酸酯（湖南信立泰新材料有限公司产品，编号TY-115，以四氢呋喃均聚醚、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得），25克乙氧化丙烯酸乙酯，15克丙烯酸羟乙酯，2克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，10克2、4、6-三甲基苯甲酰基氧化膦，5克丙烯酸磷酸酯，3克羧基丙烯酸酯，搅拌混合均匀。

实施例7

取60克聚氨酯丙烯酸酯（湖南信立泰新材料有限公司产品，编号TY-115，以四氢呋喃均聚醚、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得），30克聚乙二醇丙烯酸酯（Mn=600），5克季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯，2克2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮，2克2、4、6-三甲基苯甲酰基氧化膦，1克羧基丙烯酸酯，搅拌混合均匀。

实施例8

将实施例1～7制备而得的组合物混合均匀后分别涂于马口铁试片和竹制高密度板上，控制涂膜厚度20～30μm，涂膜在100mj/c㎡条件下照射固化，固化后测其性能；以及聚氨酯热熔胶（上海正野热熔胶有限公司产品，编号T706）加热熔化后加入适当比例的固化剂混合均匀后，分别涂布与马口铁试片和高密度竹板上，控制干膜厚度在20～30μm，升温至160℃，40分钟后固化，冷却，测其性能，见表1。

表1涂膜性能测试结果

从表1中可以看出本发明的紫外光固化防裂油组合物有着良好的附着力、柔韧性和断裂伸长率，与聚氨酯热熔胶的性能相当；与实施例1和实施例2对比，可以看出在力学性能方面，断裂伸长率均在50%以上，明显好于普通的紫外光固化组合物；从实施例1～6与实施例7对比中可以看出，以丙烯酸磷酸酯作为附着力促进剂可以明显提高涂膜的附着力等级。

Claims (10)

1.一种紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，按重量百分数计，包含以下组份：

所述含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体是以聚四氢呋喃多元醇、多异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料制备而得；所述含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体制备方法如下：先投入计量的聚四氢呋喃多元醇、阻聚剂对羟基苯甲醚、催化剂二月桂酸二丁基锡，升温到40℃后投入计量的多异氰酸酯，缓慢升温到80℃，反应2.5小时；再投入计量的丙烯酸羟乙酯，在80～85℃温度下反应，检测反应混合液中的异氰酸根，当异氰酸根重量百分数含量小于0.1％时，加入甲醇封端，冷却，放料，即得含烯键式不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯预聚体。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述聚四氢呋喃多元醇为四氢呋喃均聚醚，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。

3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为单官能度丙烯酸酯单体或/和双官能度丙烯酸酯单体。

4.根据权利要求3所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯。

5.根据权利要求3所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述双官能度丙烯酸酯单体为烷氧化丙烯酸酯单体或聚乙二醇系列丙烯酸酯。

6.根据权利要求5所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述烷氧化丙烯酸酯单体为丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯。

7.根据权利要求1或2所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述链转移剂为季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯。

8.根据权利要求1或2所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮、1-羟基环己基苯基酮或2，4，6，-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述附着力促进剂为羟基丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯或丙烯酸磷酸酯的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的紫外光固化防裂油组合物，其特征在于，所述附着力促进剂为丙烯酸磷酸酯。