CN105131804B - Uv负离子水性光固化涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UV负离子水性光固化涂料，该涂料涂覆于基材上，干燥后光固化而成膜，涂料包括100重量份的聚氨酯丙烯酸分散体和3‑10重量份的负离子矿石。本发明的UV负离子水性光固化涂料具有很好的负离子释放能力。
Description
技术领域
本发明涉及UV负离子水性光固化涂料，还涉及有UV负离子水性光固化涂料的制备得到的木制品，具体地涉及国际专利分类号C08G18/00。
背景技术
当今，空气和水的污染已成为全球化的问题，人的许多疾病都与之密切相关。人类迫切需要在享受现代文明的同时，有一个健康的体魄，提高生活质量。在室内装饰装修过程中，如果使用了劣质涂料就会释放出甲醛、氨、苯、TDI等有毒有害物质，这已成为威胁人们健康的头号杀手，因此国家制定了十项室内装饰装修材料中有害物质限量标准，应当说这两年来，随着有关标准的实施，室内空气质量有了很大改善，绿色健康、环保装修已成为目前家居装饰市场的主流。
随着人类环保意识的增强，各国对VOC(挥发性有机化合物)的排放相继制定了环保法规，且限定排放标准日趋严格，旨在鼓励推广使用绿色环保、节能减排的新产品。因此，在涂料涂装领域，安全和低VOC的水性、粉末和高固体分等环境友好型涂料的开发和应用势在必行。由于水性UV涂料具有可实现技术途径多、应用面广、安全、施工相对简单等特点，近几年在欧美等发达国家发展较快，很受欢迎。随着消费者对室内污染的关注，环保水性UV涂料在国内也开始较快发展，成为了国内非常活跃的研究和开发领域。
近年来兴起将负离子释放材料应用于涂料以起到释放负离子的功能，可杀灭细菌、净化空气。但是由于负离子释放材料资源较少，成本高，如何提高负离子的释放量并延长释放时间，尤其是在水性UV涂料中，是一个亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述涂料涂覆于基材上，干燥后光固化而成膜，所述涂料包括100重量份的聚氨酯丙烯酸分散体和3-10重量份的负离子矿石。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述负离子矿石的粒径为2000-20000目。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述UV负离子水性光固化涂料还包括1-8重量份的光引发剂。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述UV负离子水性光固化涂料还包括1-30重量份的其他助剂，所述其他助剂包括抗静电剂、消泡剂、粘度调节剂、耐光稳定剂、耐候稳定剂、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、流平剂、颜料分散剂中的一种或几种。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述UV负离子水性光固化涂料的固含量为40-80%。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述聚氨酯丙烯酸由丙烯酸类聚合物和异氰酸酯制备而成，所述丙烯酸类聚合物由丙烯酸类单体共聚聚合而成，所述丙烯酸类单体至少包括聚氧化烯基丙烯酸酯单体和羟基丙烯酸类单体。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述异氰酸酯为赖氨酸二异氰酸酯。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述聚氧化烯基丙烯酸酯单体占合成丙烯酸类聚合物所有单体中质量的50-70%。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述羟基丙烯酸类单体占合成丙烯酸类聚合物所有单体中质量的20-50%。
木制品，至少部分表面使用了前述UV负离子水性光固化涂料。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述涂料涂覆于基材上，干燥后光固化而成膜，所述涂料包括100重量份的聚氨酯丙烯酸分散体和3-10重量份的负离子矿石。
所述聚氨酯丙烯酸由丙烯酸类聚合物和异氰酸酯制备而成，所述丙烯酸类聚合物由丙烯酸类单体共聚聚合而成，所述丙烯酸类单体至少包括聚氧化烯基丙烯酸酯单体和羟基丙烯酸类单体。
丙烯酸类聚合物
本发明的丙烯酸类聚合物由丙烯酸类单体共聚聚合而成，所述丙烯酸类单体至少包括聚氧化烯基丙烯酸酯单体和羟基丙烯酸类单体。
所述聚氧化烯基丙烯酸酯单体选自聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯丙氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、丙氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇-聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇-聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇-聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇-聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种。以重量份计，优选地，所述聚氧化烯基丙烯酸酯单体在聚合物所有单体中的用量为50-70%。
羟基丙烯酸类单体选自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、4-羟基-正丁基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、2-羟基-正丁基(甲基)丙烯酸酯、3-羟基-正丁基(甲基)丙烯酸酯、1，4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、N-(2-羟乙基)(甲基)丙烯酰胺、单(甲基)丙烯酸甘油酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-羟乙基邻苯二甲酸酯、末端具有羟基的内酯改性(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种。以重量份计，优选地，所述羟基丙烯酸类单体在聚合物所有单体中的用量为20-50%。
此外，本发明的丙烯酸类聚合物还可以选择其他单体，例如：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸山嵛酯、(甲基)丙烯酸环己酯、4-叔丁基环己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸苄酯、丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、3-(甲基)丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等芳香族乙烯基单体。以重量份计，优选地，所述其他丙烯酸类单体在聚合物所有单体中的用量为0-30%。
丙烯酸类聚合物的制备方法可采用本领域常规的方法，如使用催化剂，在溶剂中将单体聚合，所用的有机溶剂，优选为醇化合物、酮化合物、酯化合物、醚化合物、酰胺化合物、亚砜化合物、烃化合物。所用的引发剂，可列举出例如，环己酮过氧化物、3，3，5-三甲基环己酮过氧化物、甲基环己酮过氧化物等酮过氧化物化合物；1，1-二(叔丁基过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-二(叔丁基过氧化)环己烷、正丁基-4，4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、2，2-二(4，4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷、2，2-二(4，4-二叔戊基过氧化环己基)丙烷、2，-二(4，4-二叔己基过氧化环己基)丙烷、2，2-二(4，4-二叔辛基过氧化环己基)丙烷、2，2-二(4，4-二枯基过氧化环己基)丙烷等过氧化缩酮化合物；氢过氧化枯烯、2，5-二甲基己烷-2，5-二氢过氧化物等氢过氧化物类；1，3-二(叔丁基过氧化-间异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、二异丙基苯过氧化物、叔丁基枯基过氧化物等二烷基过氧化物化合物；过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、2，4-二氯苯甲酰过氧化物等二酰基过氧化物化合物；双(叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯等过氧化碳酸酯化合物；过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰过氧化)己烷等过氧化酯化合物等有机过氧化物、以及2，2’-偶氮二异丁腈、1，1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)等偶氮化合物。
制备得到的丙烯酸类聚合物的重均分子量优选8000-10000。重均分子量是基于凝胶渗透色谱法(以下，简称为“GPC”。)测定而进行聚苯乙烯换算后的值。GPC的测定条件采用本领域常规的条件测试，例如，可采用下述的方式测试得到。
柱：将下述柱串联连接而使用。
“TSKgelG5000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG4000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG3000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
“TSKgelG2000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根
检测器：RI(差示折射计)；柱温度：40℃；洗脱液：四氢呋喃(THF)；流速：1.0mL/分钟；注入量：100μL(试样浓度4mg/mL的四氢呋喃溶液)；标准试样：使用下述单分散聚苯乙烯，制作标准曲线。；
单分散聚苯乙烯：
“TSKgel标准聚苯乙烯A-500”“TSKgel标准聚苯乙烯A-1000”“TSKgel标准聚苯乙烯A-2500”“TSKgel标准聚苯乙烯A-5000”“TSKgel标准聚苯乙烯F-1”“TSKgel标准聚苯乙烯F-2”“TSKgel标准聚苯乙烯F-4”“TSKgel标准聚苯乙烯F-10”东曹株式会社制“TSKgel标准聚苯乙烯F-20”“TSKgel标准聚苯乙烯F-40”“TSKgel标准聚苯乙烯F-80”“TSKgel标准聚苯乙烯F-128”“TSKgel标准聚苯乙烯F-288”“TSKgel标准聚苯乙烯F-550”。
异氰酸酯
本发明的异氰酸酯选自本领域常见的那些，如，甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、间亚苯基双(二甲基亚甲基)二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯化合物；六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、1，3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、2-甲基-1，3-二异氰酸根合环己烷、2-甲基-1，5-二异氰酸根合环己烷、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂肪族或脂环式二异氰酸酯化合物。本发明经过大量的实验发现，使用聚氨酯改性的丙烯酸乳液，相对于其他改性丙烯酸乳液，制成的涂层能够释放更多的负离子，可能原因是聚氨酯的氨基甲酸基团能够互相形成强烈的氢键并由此形成了更多的负离子释放通道。此外，本发明的发明人还意外地发现，使用赖氨酸二异氰酸酯能够具有更多的负离子释放量，可能的原因是赖氨酸二异氰酸酯具有更多的氢键结合可能性，使得聚氨酯发生微相分离，从而形成负离子的释放通道。
此外，还可以使用使上述二异氰酸酯化合物与多元醇进行加成反应而得的具有异氰酸酯基的预聚物；使上述二异氰酸酯化合物发生环化三聚化而得的具有异氰脲酸酯环的化合物；使上述二异氰酸酯化合物与水反应而得的具有脲键、缩二脲键的聚异氰酸酯化合物；2-异氰酸根合乙基(甲基)丙烯酸酯、3-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯、(甲基)丙烯酰基异氰酸酯等具有异氰酸酯基的丙烯酸类单体的均聚物；通过使上述具有异氰酸酯基的丙烯酸类单体与其他丙烯酸类单体、乙烯基酯化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基单体、氟代烯烃等单体发生共聚而得的具有异氰酸酯基的共聚物等。
其他
此外，本发明的UV负离子水性光固化涂料还可以使用抗静电剂、消泡剂、粘度调节剂、耐光稳定剂、耐候稳定剂、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、流平剂、颜料分散剂等添加剂。这些添加剂可以选择本领域常用的那些。
本发明的活性能量射线固化型水性涂料可以通过在涂布到基材后，照射活性能量射线，从而形成固化涂膜。该活性能量射线是指紫外线、电子束、α射线、β射线、γ射线等电离放射线。在照射作为活性能量射线的紫外线而形成固化涂膜的情况下，优选在本发明的活性能量射线固化型水性涂料中添加光聚合引发剂，提高固化性。另外，根据需要，还可以进一步添加光敏化剂，提高固化性。另一方面，在使用电子束、α射线、β射线、γ射线等电离放射线的情况下，即使不使用光聚合引发剂、光敏化剂，也能够迅速地固化，因而不需要特别添加光聚合引发剂。
当然，本发明的UV涂料也可以使用引发剂，可以选择的引发剂包括：
二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基-苯基酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮等苯乙酮系化合物；苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丙基醚等苯偶姻类；2，4，6-三甲基苯偶姻二苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦等酰基氧化膦系化合物；偶苯酰、甲基苯基乙醛酸酯、二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯-4-苯基二苯甲酮、4，4’-二氯二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰-4’-甲基-二苯基硫醚、丙烯酰化二苯甲酮、3，3’，4，4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物；2-异丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二氯噻吨酮等噻吨酮系化合物；米蚩酮、4，4’-二乙基氨基二苯甲酮等氨基二苯甲酮系化合物；10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9，10-菲醌、樟脑醌。相对于100质量份不挥发成分，引发剂的使用量分别优选为0.05～20质量份。
上述UV负离子水性光固化涂料。作为可以涂装本发明的UV负离子水性光固化涂料的物品，可列举出电视机、冰箱、洗衣机、空调等家电产品的框体；个人电脑、智能手机、便携电话、数码相机、游戏机等电子机器的框体；汽车、铁道车辆等各种车辆的内装材；装饰板等各种建材；家具等的木工材料、人工、合成皮革。尤其适用于木制品中。
另外，作为本发明的UV负离子水性光固化涂料的涂装方法，根据用途而有所不同，可列举出例如，凹版涂布机、辊涂机、逗点涂布机、刮刀涂布机、气刀涂布机、帘式涂布机、吻涂机、喷淋涂布机、轮式涂布机、旋涂机、浸涂、丝网印刷、喷雾、涂敷器、棒涂机等方法。
作为使本发明的UV负离子水性光固化涂料，其固化装置，可使用杀菌灯、紫外线用荧光灯、碳弧灯、氙灯、复印用高压汞灯、中压或高压汞灯、超高压汞灯、无电极灯、金属卤化物灯、电子束加速器等。
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
下面参照几个例子详细描述本发明。
聚合物A1
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚470g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（13EO）丙烯酸酯260g、甲基丙烯酸2-羟乙酯130g(1mol)、丙烯酸正丁酯130g、以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在10000左右，该聚合物在溶液中的含量约为53%。该聚合物记为A1。
聚合物A2
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚800g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（13EO）丙烯酸酯471g、3-羟基-正丁基甲基丙烯酸酯157g(1mol)、丙烯酸正丁酯157g、以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在8000左右，该聚合物在溶液中的含量约为49.5%，将该聚合物记为A2。
聚合物A3
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚400g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（23EO）丙烯酸酯268g、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺115g(1mol)、以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在9000左右,该聚合物在溶液中的含量约为48.9%，将该聚合物记为A3。
聚合物A4
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚340g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（13EO）丙烯酸酯357.5g、甲基丙烯酸2-羟乙酯260g(2mol)、丙烯酸环己酯32.5g、以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在10000左右，该聚合物在溶液中的含量约为65%，将该聚合物记为A4。
聚合物A5
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚470g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（13EO）丙烯酸酯338g、甲基丙烯酸2-羟乙酯130g(1mol)、丙烯酸环己酯52g、以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在10000左右，该聚合物在溶液中的含量约为53%，将该聚合物记为A5。
聚合物A6
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚500g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（23EO）丙烯酸酯250g、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺230g(2mol)、丙烯酸环己酯25g以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在9000左右,该聚合物在溶液中的含量约为50%，将该聚合物记为A6。
聚合物A7
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入二乙二醇二甲基醚500g，在氮气气流下，升温至110℃后，用5小时滴加包含甲氧基聚乙二醇（23EO）丙烯酸酯360g、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺65g(2mol)、丙烯酸环己酯65g以及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯10g的混合液。滴加后，在110℃反应，控制重均分子量在9000左右,该聚合物在溶液中的含量约为50%，将该聚合物记为A7。
实施例1
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入53%聚合物A1溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入110g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为50%，该UV负离子水性光固化涂料记为B1。
实施例2
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入49.5%聚合物A2溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入110g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末25g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为50%，该UV负离子水性光固化涂料记为B2。
实施例3
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A3溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入110g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末25g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B3。
实施例4
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A4溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入220g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B4。
实施例5
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A5溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入110g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B5。
实施例6
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A6溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入220g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B6。
实施例7
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A6溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入174g的甲苯二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及10000目的电气石粉末40g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B7。
实施例8
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A6溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入174g的甲苯二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及20000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B8。
实施例9
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A6溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入226g的赖氨酸二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末25g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为B9。
对比例1
将环氧值为0.51的双酚A环氧树脂与丙烯酸，在催化剂二甲基苄胺与阻聚剂对苯二酚存在下，控制反应温度115-120摄氏度，至反应体系的酸值小于5时，加入马来酸酐，降温并控制温度在90-100摄氏度，反应2-3小时，得到水性环氧丙烯酸树脂。以水性环氧丙烯酸树脂作为光固化主体成分，与实施例1相同，制作得到组份相同的UV负离子水性光固化涂料D1。
对比例2
向具有搅拌机、温度计、冷凝管以及氮气导入管的四口烧瓶中加入聚合物A7溶液1000g，升温至80℃，在改性聚合物溶液中加入220g的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醌0.2g、以及二月桂酸二丁基锡0.2g，搅拌混合4小时，确认红外线光谱下2250cm-1的异氰酸酯基的吸收消失，结束反应。旋转蒸发去除溶剂，加入适量去离子水和光聚合Irgacure500引发剂以及1000目的电气石粉末20g，至UV负离子水性光固化涂料的固含量为60%，该UV负离子水性光固化涂料记为D2。
评价方法：
选择规格为长30cm x宽40cm厚度1.5cm的橡木，涂布量为15±2g/m3，涂布3次，每次涂布固化完成后用240#砂纸打磨进行下一次涂布工序。
附着力测试：
用划格器在涂覆基材的漆膜表面100个1mmx1mm的方格型，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整黏附在方格上、然后以最快的速度垂直揭起观察划痕边缘是否有无漆膜脱落，如脱漆量在0-5%之间为5B，5-10%之间为4B、在10-20之间为3B、在20-30之间为2B、在30-50之间为B、在50%以上为0B。
硬度测试：
参照国标GB/T6739-1996(涂膜硬度铅笔测定法)，用3H三菱铅笔，将铅笔削至露出圆柱形铅芯3mm长度左右（注意不能损坏笔芯）握住铅笔使其与400#水砂纸成90度角，在砂纸上面不停划圈以摩擦笔芯端面，直至获得端面平整边缘锐利的铅芯为止（边缘不得破损及缺口）装在专用的铅笔硬度测试仪器上（施加在笔尖上的载荷为1KG，铅笔与水平的夹角为45°）推动铅笔向前滑动5mm长、共划5条（不同位置）再用橡皮擦将铅痕擦拭干净、看是否有漆膜破痕，无痕破为合格。
负离子测试：
负离子测试采用空气负离子测试仪测试、是针对所采样的空气（一般是由每秒400cm3的速度进入进气口，再由排气口排出的）进行测量，采样空气由本发明制作得到的橡木板置于1m3的密封正方体内24小时后得到连接仪器的接地的地线；选择确定POLARITY在＋或者－，确定测定正、或者负 离子；直立仪器，旋钮在OFF，按钮的开关放在STANDBY，然后旋钮至19.99；热机1分钟，按下按钮到RE-ZERO，并且保持3-5秒；当显示的数字在-0.01至0.01时，就已经稳定；如果不稳定，需要重新调零； 测量时，按钮的开关放在MEASURE就开始测量；根据显示的数值的大小，旋钮可以跟踪旋至不同的量程范围上；如果在测量过程显示出现数字1，则应调节到大一量程范围档位； 显示稳定后再读数，用读数的数字乘以1000就是该测量区域的正或者负离子个数的含量（离子个/cm3）。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (7)
1.UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述涂料涂覆于基材上，干燥后光固化而成膜，所述涂料包括100重量份的聚氨酯丙烯酸分散体和3-10重量份的负离子矿石，所述UV负离子水性光固化涂料还包括1-8重量份的光引发剂，所述聚氨酯丙烯酸分散体由丙烯酸类聚合物和异氰酸酯制备而成，所述丙烯酸类聚合物由丙烯酸类单体共聚聚合而成，所述丙烯酸类单体至少包括聚氧化烯基丙烯酸酯单体和羟基丙烯酸类单体，所述UV负离子水性光固化涂料涂布到基材后，照射活性能量射线，从而形成固化涂膜，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述负离子矿石的粒径为2000-20000目。
3.根据权利要求1所述的UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述UV负离子水性光固化涂料还包括1-30重量份的其他助剂，所述其他助剂包括抗静电剂、消泡剂、粘度调节剂、耐光稳定剂、耐候稳定剂、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、流平剂、颜料分散剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述UV负离子水性光固化涂料的固含量为45-80%。
5.根据权利要求1所述的UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述聚氧化烯基丙烯酸酯单体占合成丙烯酸类聚合物所有单体中质量的50-70%。
6.根据权利要求1所述的UV负离子水性光固化涂料，其特征在于，所述羟基丙烯酸类单体占合成丙烯酸类聚合物所有单体中质量的20-50%。
7.木制品，至少部分表面使用了权利要求1-6中任意一项权利要求所述的UV负离子水性光固化涂料。
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