CN104277675A - 一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯80-90份、聚氨酯预聚体10-20份、活性单体20-30份、光引发剂3-8份、改性纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化钛3-7份、助溶剂1-7份、助剂2-5份、氧化银0.5-1份、水15-50份。本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其耐磨性高，稳定性好，抗菌性强。

Description

一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料。
背景技术
水性紫外光固化涂料由于其环保、固化速率快、节能等优良性能，符合人们不断增强的环保需求，已成为涂料发展的一个重要方向。但是水性紫外光固化涂料也存在着些许不足，如涂料分散体系的长期稳定性有待提高，固化膜的耐磨性欠佳，抗菌性差等。因此，制备一种长期稳定，耐磨性好，抗菌性强的水性紫外光固化涂料是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其耐磨性高，稳定性好，抗菌性强。
本发明提出了一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯80-90份、聚氨酯预聚体10-20份、活性单体20-30份、光引发剂3-8份、改性纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化钛3-7份、助溶剂1-7份、助剂2-5份、氧化银0.5-1份、水15-50份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将30-60份纳米二氧化硅、20-40份乙烯基三甲氧基硅烷和0.5-1.2份顺丁烯二酸酐加入到80-100份丙酮中，加热至50-55℃，搅拌反应3-5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯83-87份、聚氨酯预聚体13-16份、活性单体23-27份、光引发剂4-5.8份、改性纳米二氧化硅22-27份、纳米二氧化钛4-5.7份、助溶剂4-6.7份、助剂3-4.5份、氧化银0.6-0.86份、水30-40份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯85份、聚氨酯预聚体15份、活性单体24.6份、光引发剂5.37份、改性纳米二氧化硅25.6份、纳米二氧化钛4.6份、助溶剂5.9份、助剂4.3份、氧化银0.73份、水34份。
优选地，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯中的一种或者两种的组合。
优选地，所述活性单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一种或者多种的组合。
优选地，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、樟脑酮、香豆酮中的一种或者多种的组合。
优选地，所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮中的一种或者多种的组合。
优选地，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或者多种的组合。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将40-50份纳米二氧化硅、32-36份乙烯基三甲氧基硅烷和0.9-1.1份顺丁烯二酸酐加入到89-93份丙酮中，加热至52-54℃，搅拌反应3.6-4.5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将46份纳米二氧化硅、33份乙烯基三甲氧基硅烷和0.96份顺丁烯二酸酐加入到91份丙酮中，加热至53℃，搅拌反应4.2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
本发明中，环氧丙烯酸酯具有光固化速度快、固化后膜的硬度和光泽度高，耐热性好，耐化学腐蚀性能优异等优点，但是固化膜的韧性差，耐磨性差，加入的聚氨酯预聚体在环氧丙烯酸酯固化后，聚氨酯预聚体以弹性颗粒状态分散在体系内部，形成了“海岛”结构，从而改善了体系的韧性；在固化膜中改性纳米二氧化硅和环氧丙烯酸酯聚合形成了有机-无机杂化网络结构，当受到使化学键破裂的外力时才能使纳米二氧化硅游离，显著提高了固化膜的耐磨性和硬度；改性纳米二氧化硅和纳米二氧化钛以Si-O-Si、Si-O-Ti和Ti-O-Ti的形式在固化膜中形成了杂化网络结构，改善了固化膜的韧性、拉伸强度，同时赋予了涂料优良的透明性；加入的氧化银在提高涂料硬度的同时赋予了涂料优良的抗菌性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料中，环氧丙烯酸酯的重量份可以为80.3、81、81.5、82、82.6、83.4、84、84.5、85.6、86、86.3、87.5、88、88.6、89、89.4份，聚氨酯预聚体的重量份可以为10.3、11、11.2、11.6、12、12.3、12.7、13.4、13.9、14、14.5、15.6、16.2、17、17.5、18、18.6、19、19.3份，活性单体的重量份可以为20.3、20.9、21、21.3、21.5、22、22.3、23.6、24、25、25.3、26、26.7、27.5、28、28.6、29、29.3、29.7份，光引发剂的重量份可以为3.2、4.3、5、5.6、6、6.3、7、7.2、7.8份，改性纳米二氧化硅的重量份可以为20.3、21、21.3、22.6、23、23.4、24、24.3、25、25.8、26、26.7、27.6、28、28.6、29、29.4份，纳米二氧化钛的重量份可以为3.2、3.6、4.5、4.9、5、5.2、6、6.3、6.8份，助溶剂的重量份可以为1.2、1.6、2、2.3、2.7、3、3.5、3.9、4.3、4.8、5、5.6、6、6.9份，助剂的重量份可以为2.3、2.6、2.8、3.2、3.4、3.7、3.9、4、4.8份，氧化银的重量份可以为0.56、0.63、0.7、0.74、0.78、0.8、0.83、0.9、095份，水的重量份可以为15.6、16、16.3、17、17.8、18、18.5、19、19.5、20、20.3、21、21.6、22、25、26、27、28、29、30.2、31、32、32.6、33、35、38、39、39.5、40.3、41、41.5、42、42.9、43、45、46、47、48、49、49.5份。
实施例1
本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯80份、聚氨酯预聚体20份、活性单体20份、光引发剂3份、改性纳米二氧化硅30份、纳米二氧化钛3份、助溶剂7份、助剂2份、氧化银1份、水15份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将60份纳米二氧化硅、20份乙烯基三甲氧基硅烷和1.2份顺丁烯二酸酐加入到80份丙酮中，加热至55℃，搅拌反应3h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例2
本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯90份、聚氨酯预聚体10份、活性单体30份、1-羟基-环己基苯基甲酮8份、改性纳米二氧化硅20份、纳米二氧化钛7份、甲醇1份、分散剂3份、消泡剂2份、氧化银0.5份、水50份；
其中，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯；所述活性单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯按任意重量份之比的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将30份纳米二氧化硅、40份乙烯基三甲氧基硅烷和0.5份顺丁烯二酸酐加入到100份丙酮中，加热至50℃，搅拌反应5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例3
本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯89份、聚氨酯预聚体11份、二丙二醇二丙烯酸酯12份、甲基丙烯酸酯14份、二烷氧基苯乙酮4份、α-羟烷基苯酮3.2份、改性纳米二氧化硅25.8份、纳米二氧化钛5.2份、助溶剂2.3份、流平剂3.4份、氧化银0.83份、水42份；
其中，所述环氧丙烯酸酯为酚醛环氧丙烯酸酯；所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮按任意重量份之比的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将53份纳米二氧化硅、31份乙烯基三甲氧基硅烷和0.76份顺丁烯二酸酐加入到93份丙酮中，加热至52℃，搅拌反应4.6h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例4
本发明所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯85份、聚氨酯预聚体15份、三缩丙二醇双丙烯酸酯24.6份、光引发剂5.37份、改性纳米二氧化硅25.6份、纳米二氧化钛4.6份、丁醇2份、丙二醇乙醚3.9份、助剂4.3份、氧化银0.73份、水34份；
其中，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯按重量份1:3的组合；所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、樟脑酮、香豆酮按任意重量份之比的组合；所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂按重量份1:2:3:5的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将46份纳米二氧化硅、33份乙烯基三甲氧基硅烷和0.96份顺丁烯二酸酐加入到91份丙酮中，加热至53℃，搅拌反应4.2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯80-90份、聚氨酯预聚体10-20份、活性单体20-30份、光引发剂3-8份、改性纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化钛3-7份、助溶剂1-7份、助剂2-5份、氧化银0.5-1份、水15-50份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将30-60份纳米二氧化硅、20-40份乙烯基三甲氧基硅烷和0.5-1.2份顺丁烯二酸酐加入到80-100份丙酮中，加热至50-55℃，搅拌反应3-5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯83-87份、聚氨酯预聚体13-16份、活性单体23-27份、光引发剂4-5.8份、改性纳米二氧化硅22-27份、纳米二氧化钛4-5.7份、助溶剂4-6.7份、助剂3-4.5份、氧化银0.6-0.86份、水30-40份。
3.根据权利要求1或2所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧丙烯酸酯85份、聚氨酯预聚体15份、活性单体24.6份、光引发剂5.37份、改性纳米二氧化硅25.6份、纳米二氧化钛4.6份、助溶剂5.9份、助剂4.3份、氧化银0.73份、水34份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯中的一种或者两种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述活性单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、樟脑酮、香豆酮中的一种或者多种的组合。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将40-50份纳米二氧化硅、32-36份乙烯基三甲氧基硅烷和0.9-1.1份顺丁烯二酸酐加入到89-93份丙酮中，加热至52-54℃，搅拌反应3.6-4.5h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
10.根据权利要求1-9中任一项所述高耐磨抗菌水性紫外光固化涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备；按重量份将46份纳米二氧化硅、33份乙烯基三甲氧基硅烷和0.96份顺丁烯二酸酐加入到91份丙酮中，加热至53℃，搅拌反应4.2h，降温后经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
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