CN104910757A - 一种耐热性紫外光固化涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂65-80份、水性环氧丙烯酸酯20-35份、光引发剂1-3份、纳米二氧化硅3-10份、纳米二氧化钛2-10份、纳米氧化铝1-8份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.2-2.5份、助剂1-2.5份、乙醇5-15份、水50-100份。本发明提出的耐热性紫外光固化涂料，其耐热性好，强度高，使用寿命长。

Description

一种耐热性紫外光固化涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐热性紫外光固化涂料。
背景技术
紫外光固化涂料是一种受光纤照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化的高分子物质，与传统的自然干燥或热固化涂料相比，能量利用率高、适用热敏基材、无污染、成膜速度快、涂膜质量高和适合连续化大生产的涂料品质，符合当前世界各国日益重视环保的要求，被誉为环境友好型涂料，近20多年来得到广泛的应用和迅猛的发展。
随着人们环境意识日益增强，喜爱环保产品，紫外光固化涂料发展迅速，现已从最初的木材涂料发展到塑料装饰、金属部件涂装、医疗器械、电子元件、信息记录介质、感光印刷和光纤灯工业生产领域。随着社会的发展，人们对涂料的性能提出了更高的要求，现有的涂料耐热性不是很理想，在长期使用的过程中，容易受环境等多种因素的影响而失去其性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐热性紫外光固化涂料，其耐热性好，强度高，使用寿命长。
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂65-80份、水性环氧丙烯酸酯20-35份、光引发剂1-3份、纳米二氧化硅3-10份、纳米二氧化钛2-10份、纳米氧化铝1-8份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.2-2.5份、助剂1-2.5份、乙醇5-15份、水50-100份。
在具体实施例中，本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料中，聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂的重量份可以为65、67、68、69、69.3、72、73、75、76、78、78.6、79、79.4、80份；水性环氧丙烯酸酯的重量份可以为20、23、26、28、29、29.3、31、32、34、34.6、35份；光引发剂的重量份可以为1、1.2、1.3、1.56、1.8、1.9、2、2.3、2.6、2.8、2.89、2.9、3份；纳米二氧化硅的重量份可以为3、4、4.3、5、5.6、6、6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；纳米二氧化钛的重量份可以为2、2.3、2.6、2.85、2.9、3、3.4、3.56、3.8、4、4.5、4.8、5、5.3、6、6.7、7、7.6、8、8.3、9、9.4、10份；纳米氧化铝的重量份可以为1、1.2、1.6、1.85、2、2.4、2.7、3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.7、7、7.4、8份；磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯的重量份可以为1.2、1.3、1.56、1.6、1.8、1.9、2、2.1、2.26、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份；助剂的重量份可以为1、1.2、1.3、1.56、1.8、1.89、2、2.1、2.26、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份；乙醇的重量份可以为5、6、7、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.5、14、14.6、15份；水的重量份可以为50、56、58、59、59.3、61、62、65、68、69、69.3、72、75、76、78、78.6、79、79.3、81、82、86、89、89.6、91、95、96、97、98.6、99、99.3、100份。
优选地，其原料中，聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂、水性环氧丙烯酸酯的重量比为70-78：28-33。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂72-75份、水性环氧丙烯酸酯30-33份、光引发剂1.8-2.6份、纳米二氧化硅5-9份、纳米二氧化钛5-9份、纳米氧化铝3-7份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.8-2.3份、助剂1.6-2.2份、乙醇8-12份、水80-90份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂74份、水性环氧丙烯酸酯32份、光引发剂2份、纳米二氧化硅5.8份、纳米二氧化钛7.3份、纳米氧化铝5.6份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2份、助剂1.8份、乙醇10份、水85份。
优选地，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至70-85℃，反应3-4.5h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至85-95℃，在氮气的保护下，反应3-5.5h，加入丙烯酸羟乙酯后反应4-7h，降温至40-48℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
优选地，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至75℃，反应4h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至87℃，在氮气的保护下，反应4h，加入丙烯酸羟乙酯后反应5.3h，降温至45℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
优选地，所述光引发剂为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、安息香双甲醚、1-羟基-环己基苯基甲酮、2,2-二乙氧基苯基乙酮、光引发剂2959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、消泡剂、缓蚀剂中的一种或者多种的组合。
优选地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-羟基膦酸基乙酸、巯基苯并噻唑、环烷酸咪唑啉中的一种或者多种的组合。
本发明所述耐热性紫外光固化涂料，可以按照常规的紫外光固化涂料的制备方法制备而成。
本发明中，选择了聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂与水性环氧丙烯酸酯配合作为涂料的成膜物质，并调节了两者的比例，使两者的性能协同促进，改善了涂料的综合性能，提高了涂料的耐热性；纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铝配合作为填料，改善了树脂的亲水性，提高了涂料的耐水性，使涂料的颜色长久不变，同时能提高涂料的耐热性和力学性能；在优选方式中，选择了多种光引发剂，其中，光引发剂2959可以与体系中的填料发生作用，增加了填料与体系的相容性，提高了其补强作用，多种光引发剂配伍使用后，改善了涂膜的力学性能和耐热性，并且使得到的涂料不泛黄、储存稳定，溶解性好，污染少；另外，磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯的加入与乙醇配合，改善了涂料的附着力。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂72份、水性环氧丙烯酸酯33份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1.8份、纳米二氧化硅9份、纳米二氧化钛5份、纳米氧化铝7份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.8份、流平剂1.3份、润湿剂0.9份、乙醇8份、水90份；
其中，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至70℃，反应4.5h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至85℃，在氮气的保护下，反应5.5h，加入丙烯酸羟乙酯后反应4h，降温至48℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
实施例2
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂75份、水性环氧丙烯酸酯30份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.8份、二苯甲酮0.8份、纳米二氧化硅5份、纳米二氧化钛9份、纳米氧化铝3份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2.3份、消泡剂1.6份、乙醇12份、水80份；
其中，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至85℃，反应3h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至95℃，在氮气的保护下，反应3h，加入丙烯酸羟乙酯后反应7h，降温至40℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
实施例3
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂74份、水性环氧丙烯酸酯32份、安息香双甲醚0.6份、1-羟基-环己基苯基甲酮1.3份、2,2-二乙氧基苯基乙酮0.1份、纳米二氧化硅5.8份、纳米二氧化钛7.3份、纳米氧化铝5.6份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2份、润湿剂0.6份、消泡剂0.3份、苯并三氮唑0.9份、乙醇10份、水85份；
其中，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至75℃，反应4h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至87℃，在氮气的保护下，反应4h，加入丙烯酸羟乙酯后反应5.3h，降温至45℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
实施例4
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂65份、水性环氧丙烯酸酯35份、光引发剂1份、纳米二氧化硅10份、纳米二氧化钛2份、纳米氧化铝8份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.2份、流平剂0.6份、润湿剂0.4份、消泡剂1.1份、甲基苯并三氮唑0.3份、2-羟基膦酸基乙酸0.1份、乙醇5份、水100份；
其中，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至76℃，反应4.2h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至89℃，在氮气的保护下，反应5h，加入丙烯酸羟乙酯后反应4.8h，降温至47℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
实施例5
本发明提出的一种耐热性紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂80份、水性环氧丙烯酸酯20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.6份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.4份、二苯甲酮0.3份、安息香双甲醚0.8份、1-羟基-环己基苯基甲酮0.3份、2,2-二乙氧基苯基乙酮0.2份、光引发剂29590.5份、纳米二氧化硅3份、纳米二氧化钛10份、纳米氧化铝1份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2.5份、苯并三氮唑0.2份、甲基苯并三氮唑0.3份、2-羟基膦酸基乙酸0.1份、巯基苯并噻唑0.3份、环烷酸咪唑啉0.1份、乙醇15份、水50份；
其中，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至82℃，反应3.7h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至92℃，在氮气的保护下，反应3.9h，加入丙烯酸羟乙酯后反应6.3h，降温至42℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
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 (9)

1.一种耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂65-80份、水性环氧丙烯酸酯20-35份、光引发剂1-3份、纳米二氧化硅3-10份、纳米二氧化钛2-10份、纳米氧化铝1-8份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.2-2.5份、助剂1-2.5份、乙醇5-15份、水50-100份。
2.根据权利要求1所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料中，聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂、水性环氧丙烯酸酯的重量比为70-78：28-33。
3.根据权利要求1或2所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂72-75份、水性环氧丙烯酸酯30-33份、光引发剂1.8-2.6份、纳米二氧化硅5-9份、纳米二氧化钛5-9份、纳米氧化铝3-7份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯1.8-2.3份、助剂1.6-2.2份、乙醇8-12份、水80-90份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂74份、水性环氧丙烯酸酯32份、光引发剂2份、纳米二氧化硅5.8份、纳米二氧化钛7.3份、纳米氧化铝5.6份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2份、助剂1.8份、乙醇10份、水85份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至70-85℃，反应3-4.5h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至85-95℃，在氮气的保护下，反应3-5.5h，加入丙烯酸羟乙酯后反应4-7h，降温至40-48℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂按照以下工艺进行制备：将聚乙二醇、顺丁烯二酸酐、异氟尔酮二异氰酸酯混合后升温至75℃，反应4h，加入对苯二酚、环氧树脂、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至87℃，在氮气的保护下，反应4h，加入丙烯酸羟乙酯后反应5.3h，降温至45℃后加入N,N-二甲基乙醇胺和去离子水，然后降温出料。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为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、安息香双甲醚、1-羟基-环己基苯基甲酮、2,2-二乙氧基苯基乙酮、光引发剂2959中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、润湿剂、消泡剂、缓蚀剂中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求8所述耐热性紫外光固化涂料，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-羟基膦酸基乙酸、巯基苯并噻唑、环烷酸咪唑啉中的一种或者多种的组合。
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