CN104946053A - 一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体50-60份、水性环氧丙烯酸酯10-25份、甲基丙烯酸月桂酯1-5份、α-羟基环己基苯甲酮0.5-1.5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.5-1.2份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.2-1.5份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2-8份、乙醇10-25份、水80-100份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、增稠剂0.3-1份、流平剂1-2.5份、缓蚀剂0.3-1份。本发明提出的紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其耐水性好，涂膜硬度高。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料。
背景技术
水性紫外光固化丙烯酸树脂涂料是水性涂料中重要的一种，由于水性紫外光固化丙烯酸树脂涂料具有柔韧性好、耐化学性和耐黄变性优异的优点，在粘合剂、木器涂料、织物涂料、油墨、皮革修饰等多个领域都得了广泛应用。紫外光固化的水性丙烯酸树脂发展至今也有一些不足之处,例如:亲水性基团的引入使其耐水耐溶剂性差、涂膜光泽差,容易被划伤，因此，水性光固化丙烯酸树脂的性能仍然有待于进一步提高。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其耐水性好，涂膜硬度高。
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体50-60份、水性环氧丙烯酸酯10-25份、甲基丙烯酸月桂酯1-5份、α-羟基环己基苯甲酮0.5-1.5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.5-1.2份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.2-1.5份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2-8份、乙醇10-25份、水80-100份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、增稠剂0.3-1份、流平剂1-2.5份、缓蚀剂0.3-1份。
优选地，其原料中，氟硅改性丙烯酸水分散体、水性环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯的重量比为53-58：13-20：2-3.5。
优选地，其原料中，α-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮的重量比为0.7-1.2：0.7-1.1：0.7-1.3份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体55-58份、水性环氧丙烯酸酯15-18份、甲基丙烯酸月桂酯2.6-3.1份、α-羟基环己基苯甲酮0.9-1.2份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.9-1份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.9-1.2份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯5-6.8份、乙醇18-23份、水88-95份、硅烷偶联剂2.8-3.4份、消泡剂1.3-1.7份、增稠剂0.7-0.9份、流平剂1.8-2.2份、缓蚀剂0.6-0.9份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体57份、水性环氧丙烯酸酯16份、甲基丙烯酸月桂酯3份、α-羟基环己基苯甲酮1.1份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.95份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮1.1份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯6.2份、乙醇20份、水92份、硅烷偶联剂3.3份、消泡剂1.6份、增稠剂0.8份、流平剂2份、缓蚀剂0.8份。
优选地，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将丙酮加热至回流，然后滴加单体溶液，回流反应2.5-4h，加入苯乙烯回流反应0.5-1.5h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将改性丙烯酸树脂和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8-10，搅拌50-100min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
优选地，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将10-25份甲基丙烯酸四氟丙酯、20-35份丙烯酸、20-40份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1-2.5份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将30-50份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，回流反应2.8-3.4h，加入2-10份苯乙烯回流反应0.8-1.3h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和10-20份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入50-80份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为7-9，搅拌80-90min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
优选地，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将20份甲基丙烯酸四氟丙酯、30份丙烯酸、35份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1.8份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将45份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，回流反应3.2h，加入8份苯乙烯回流反应1.2h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和15份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入70份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8，搅拌85min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
优选地，滴加得到的单体溶液的过程中，滴加时间为4-6h。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种的组合。
优选地，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
优选地，所述缓释剂为甲基苯并三氮唑、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。
本发明所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料可以按照常规的涂料制备工艺，将各原料混合均匀得到。
丙烯酸树脂水分散体由于接枝了亲水基团，存在耐水性差、耐溶剂性差的缺点，本发明中选择了氟硅改性丙烯酸水分散体作为主要成膜物质，利用有机硅和有机氟对丙烯酸树脂进行改性，改善了丙烯酸树脂水分散体的耐水性，配合加入水性环氧丙烯酸酯，提高了涂膜的固化速度、拉伸强度、硬度和耐化学品性，改善了单纯的丙烯酸树脂水分散体作为成膜物质存在的耐水性差和固化速度慢的缺陷；在优选方式中，将双键引入到了水分散体系中，形成了可紫外光固化的水分散体，在涂膜固化的过程中，参与了光引发剂引发的自由基反应，形成了交联网络，提高了涂膜的交联密度，改善了涂膜的耐热性，降低了涂膜的体积收缩率；选择了α-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮配合作为光引发剂，并控制了三者的比例，形成的涂膜综合性能好；加入的磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯与乙醇配合，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
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体50份、水性环氧丙烯酸酯25份、甲基丙烯酸月桂酯1份、α-羟基环己基苯甲酮1.5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.5份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮1.5份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2份、乙醇25份、水80份、硅烷偶联剂5份、消泡剂0.5份、增稠剂1份、流平剂1份、缓蚀剂1份；
其中，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将丙酮加热至回流，然后滴加单体溶液，回流反应2.5h，加入苯乙烯回流反应1.5h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将改性丙烯酸树脂和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8，搅拌100min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
实施例2
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体60份、水性环氧丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸月桂酯5份、α-羟基环己基苯甲酮0.5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1.2份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.2份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯8份、乙醇10份、水100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.3份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5份、消泡剂2份、增稠剂0.3份、流平剂2.5份、巯基苯并噻唑0.15份、环烷酸咪唑啉0.15份；
其中，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将丙酮加热至回流，然后滴加单体溶液，回流反应4h，加入苯乙烯回流反应0.5h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将改性丙烯酸树脂和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为10，搅拌50min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
实施例3
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体57份、水性环氧丙烯酸酯16份、甲基丙烯酸月桂酯3份、α-羟基环己基苯甲酮1.1份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.95份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮1.1份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯6.2份、乙醇20份、水92份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.6份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.7份、消泡剂1.6份、增稠剂0.8份、流平剂2份、甲基苯并三氮唑0.2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0.2份；
其中，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将20份甲基丙烯酸四氟丙酯、30份丙烯酸、35份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1.8份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将45份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，其中，滴加时间为5.3h，回流反应3.2h，加入8份苯乙烯回流反应1.2h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和15份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入70份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8，搅拌85min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
实施例4
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体55份、水性环氧丙烯酸酯18份、甲基丙烯酸月桂酯2.6份、α-羟基环己基苯甲酮1.2份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.9份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮1.2份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯5份、乙醇23份、水88份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.5份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.9份、消泡剂1.3份、羟乙基纤维素0.9份、流平剂1.8份、缓蚀剂0.9份；
其中，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将10份甲基丙烯酸四氟丙酯、35份丙烯酸、20份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入2.5份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将30份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，其中，滴加时间为6h，回流反应3.4h，加入2份苯乙烯回流反应1.3h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和10份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入50份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为9，搅拌80min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
实施例5
本发明提出的一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体58份、水性环氧丙烯酸酯15份、甲基丙烯酸月桂酯3.1份、α-羟基环己基苯甲酮0.9份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.9份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯6.8份、乙醇18份、水95份、乙烯基三甲氧基硅烷2.8份、消泡剂1.7份、羟乙基纤维素0.7份、流平剂2.2份、甲基苯并三氮唑0.6份；
其中，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将25份甲基丙烯酸四氟丙酯、20份丙烯酸、40份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将50份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，其中，滴加时间为4h，回流反应2.8h，加入10份苯乙烯回流反应0.8h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和20份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入80份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为7，搅拌90min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
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)
1.一种紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体50-60份、水性环氧丙烯酸酯10-25份、甲基丙烯酸月桂酯1-5份、α-羟基环己基苯甲酮0.5-1.5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.5-1.2份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.2-1.5份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯2-8份、乙醇10-25份、水80-100份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、增稠剂0.3-1份、流平剂1-2.5份、缓蚀剂0.3-1份。
2.根据权利要求1所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，其原料中，氟硅改性丙烯酸水分散体、水性环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯的重量比为53-58：13-20：2-3.5。
3.根据权利要求1或2所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，其原料中，α-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮的重量比为0.7-1.2：0.7-1.1：0.7-1.3份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体55-58份、水性环氧丙烯酸酯15-18份、甲基丙烯酸月桂酯2.6-3.1份、α-羟基环己基苯甲酮0.9-1.2份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.9-1份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮0.9-1.2份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯5-6.8份、乙醇18-23份、水88-95份、硅烷偶联剂2.8-3.4份、消泡剂1.3-1.7份、增稠剂0.7-0.9份、流平剂1.8-2.2份、缓蚀剂0.6-0.9份；
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟硅改性丙烯酸水分散体57份、水性环氧丙烯酸酯16份、甲基丙烯酸月桂酯3份、α-羟基环己基苯甲酮1.1份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦0.95份、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2′,2′-二甲基乙酮1.1份、磷酸酯甲基丙烯酸羟乙酯6.2份、乙醇20份、水92份、硅烷偶联剂3.3份、消泡剂1.6份、增稠剂0.8份、流平剂2份、缓蚀剂0.8份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：将甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将丙酮加热至回流，然后滴加单体溶液，回流反应2.5-4h，加入苯乙烯回流反应0.5-1.5h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将改性丙烯酸树脂和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8-10，搅拌50-100min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
6.根据权利要求1-5中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将10-25份甲基丙烯酸四氟丙酯、20-35份丙烯酸、20-40份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1-2.5份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将30-50份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，回流反应2.8-3.4h，加入2-10份苯乙烯回流反应0.8-1.3h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和10-20份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入50-80份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为7-9，搅拌80-90min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
优选地，所述氟硅改性丙烯酸水分散体按照以下工艺进行制备：按重量份将20份甲基丙烯酸四氟丙酯、30份丙烯酸、35份甲基丙烯酸异辛酯混合均匀，然后加入1.8份1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷，搅拌均匀后得到单体溶液；将45份丙酮加热至回流，然后滴加得到的单体溶液，回流反应3.2h，加入8份苯乙烯回流反应1.2h，降温后陈化得到改性丙烯酸树脂；将得到的改性丙烯酸树脂和15份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入70份蒸馏水中，然后加入N,N二甲基乙醇胺调节体系的pH值为8，搅拌85min陈化后得到氟硅改性丙烯酸水分散体。
7.根据权利要求5或6所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，滴加得到的单体溶液的过程中，滴加时间为4-6h。
8.根据权利要求1-7中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
10.根据权利要求1-9中任一项所述紫外光固化水性丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述缓释剂为甲基苯并三氮唑、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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