CN105505192B - 一种uv固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备方法 - Google Patents

一种uv固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，该涂料按重量份数计，包括如下原料：UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯75‑90份；八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 3‑6份；消泡剂1‑2份；防腐剂0.2‑0.4份；润湿剂0.2‑0.4份；流平剂0.2‑0.3份；增稠剂1‑1.5份；光引发剂2‑5份；水0‑10份。与现有技术相比，本发明以八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷作为UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的改性剂，涂膜的耐水性可显著提高，而且附着力、硬度、耐磨性也显著的提高。该涂料可应用于木制地板、木制桌椅、木制台面等木制品的涂装。

Description

一种UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，该涂料可应用于木制地板、木制桌椅、木制台面等木制品的涂装。
背景技术
紫外（UV）固化水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是以水替代有机溶剂作为分散介质发展起来的新兴高分子材料，水性聚氨酯特殊的分子结构及聚集状态使其具有优良的耐磨蚀、柔韧性、附着力、耐化学品及软硬随温度变化不大等优点，但涂膜的耐水性不足。
聚倍半硅氧烷（POSS）是一类具有笼型结构的1-3个纳米粒径的高性能有机无机杂化材料，具有分子内有机-无机杂化结构，由Si-O交替连接的硅氧骨架组成无机内核，在其八个顶角上Si原子可以连接着反应性或者惰性有机基团，如图1所示。
中国专利文献CN 101250375A公开了一种POSS/聚氨酯水性复合涂料，POSS与水性聚氨酯表现出良好的结合性，虽然在一定程度上改善了传统水性聚氨酯涂膜的耐水性能，但其耐水性最高也只能达到24h。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种改善涂膜耐水性能的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，按重量份数计，包括如下原料：
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯 75-90份；
八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 3-6份；
消泡剂 1-2份；
防腐剂 0.2-0.4份；
润湿剂 0.2-0.4份；
流平剂 0.2-0.3份；
增稠剂 1-1.5份；
光引发剂 2-5份；
水 0-10份。
进一步，所述UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯可选用欧宝迪树脂（深圳）有限公司：LUS399、LUX481，美国氰特：IRR390、IRR400、IRR422，德国拜耳：UVLS2282、UVLS2280、UVL2371，巴斯夫化工：LR8949、LR9005中的一种或多种。
进一步，所述消泡剂可选用德国德固赛：Tego901W、Tego825、Tego830、Tego831、Tego902W、Tego822，毕克化学：BYK022、BYK028、BYK019中的一种或多种。
进一步，所述防腐剂可选用陶氏化学生产的QK20、LXE、Rocima 623、RocimaCF1100、Rocima342中的一种或多种。
进一步，所述流平剂可选用德国德固赛：Glide 410、Glide 482，毕克化学：BYK-380N、BYK-381、BYK-341、BYK-345、BYK-346、 BYK-348中的一种或多种。
进一步，所述润湿剂可选用德国德固赛：Tego500、Tego270、Tego280和Tego505中的一种或多种。
进一步，所述增稠剂可选用美国Diamond Shamrock公司：SN-603，美国陶氏：RM-8W，德国明凌：PUR40、PUR42、PUR64、PUR60、PUR69中的一种或多种。
进一步，所述光引发剂可选用英国Ward-Blenkinsop：WB4784、WB4785、WB4789和WB4792中的一种或多种。
上述UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷加入到UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，超声分散均匀后，在搅拌速度为500-1000rpm下，加入消泡剂、防腐剂、润湿剂、流平剂、增稠剂、光引发剂和水。
与现有技术相比，本发明八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷作为UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的改性剂，涂膜的耐水性可显著提高，而且附着力、硬度、耐磨性也显著的提高，可应用于木制地板、木制桌椅、木制台面等木制品的涂装。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是聚倍半硅氧烷的分子结构式。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯（欧宝迪树脂有限公司LUS399） 77.0重量份；
八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 6.0 重量份；
消泡剂（德国德固赛Tego901W） 1.0 重量份；
防腐剂（陶氏化学QK20） 0.2 重量份；
润湿剂（德国德固赛Tego500） 0.2 重量份；
流平剂（德国德固赛Glide 410） 0.3 重量份；
增稠剂（美国Diamond Shamrock SN-603） 1.8 重量份；
光引发剂（英国Ward-Blenkinsop WB4784） 5.0 重量份；
去离子水 8.5重量份。
按配方比例将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷纳米颗粒加入UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，超声分散30分钟，得到POSS纳米颗粒分散液。然后在中等分散速度500-1000rpm下，加入余下的各物料，分散搅拌均匀后灌装。
依据HG-T3655-2012紫外光（UV）固化木器涂料检测涂层：
硬度： 2H
耐水性：72小时无异常
耐磨性（1000g/500r）,mg： 9
附着力（划格法）：1级。
实施例2
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯（美国氰特IRR390） 81.0重量份；
八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 4.0重量份；
消泡剂（毕克化学BYK022） 1.0重量份；
防腐剂（陶氏化学LXE） 0.2重量份；
润湿剂（德国德固赛 Tego270） 0.2重量份；
流平剂（毕克化学BYK-380N） 0.3重量份；
增稠剂（美国陶氏RM-8W） 1.5重量份；
光引发剂（英国Ward-Blenkinsop WB4785） 4.3重量份；
去离子水 7.5重量份。
按配方比例将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷纳米颗粒加入UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，超声分散30分钟，得到POSS纳米颗粒分散液。然后在中等分散速度500-1000rpm下，加入余下的各物料，分散搅拌均匀后灌装。
依据HG-T3655-2012紫外光（UV）固化木器涂料检测涂层：
硬度：2H
耐水性：72小时无异常
耐磨性（1000g/500r）,mg： 9
附着力（划格法）：0级。
实施例3
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯（德国拜耳UVLS2282） 90.0重量份；
八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 3.0重量份；
消泡剂（德国德固赛Tego902W） 1.0重量份；
防腐剂（陶氏化学Rocima 623） 0.2重量份；
润湿剂（德国德固赛Tego505） 0.2重量份；
流平剂（毕克化学BYK-348） 0.3重量份；
增稠剂（德国明凌PUR40） 0.5重量份；
光引发剂（英国Ward-Blenkinsop WB4789） 2.7 重量份；
去离子水 2.1 重量份。
按配方比例将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷纳米颗粒加入UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，超声分散30分钟，得到POSS纳米颗粒分散液。然后在中等分散速度500-1000rpm下，加入余下的各物料，分散搅拌均匀后灌装。
依据HG-T3655-2012紫外光（UV）固化木器涂料检测涂层：
硬度：3H
耐水性：96小时无异常
耐磨性（1000g/500r）,mg：7
附着力（划格法）：0级。
对照实施例1
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯（德国拜耳UVLS2282） 90.0重量份；
消泡剂（德国德固赛Tego902W） 1.0重量份；
防腐剂（陶氏化学Rocima 623） 0.2重量份；
润湿剂（德国德固赛Tego505） 0.2重量份；
流平剂（毕克化学BYK-348） 0.3重量份；
增稠剂（德国明凌PUR40） 1.0重量份；
光引发剂（英国Ward-Blenkinsop WB4789） 2.0 重量份；
去离子水 5.3 重量份。
在中等分散速度500-1000rpm下，将各物料加入到UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，分散搅拌均匀后灌装。
依据HG-T3655-2012紫外光（UV）固化木器涂料检测涂层：
硬度：H
耐水性：24小时无异常
耐磨性（1000g/500r）, mg :10
附着力（划格法）：2级。
本发明以对二乙烯基苯和三甲氧基硅烷为反应原料，通过硅氢加成反应制备对乙烯基苯乙基三甲氧基硅烷：CH2=CHC6H4CH2-CH2Si(OCH3)3，具体过程采用“中国专利CN103288863A 一种硅氢加成反应的方法”。
以对乙烯基苯乙基三甲氧基硅烷为原料，水解制备八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷结晶体，具体过程采用“笼形八乙烯基聚硅倍半氧烷的制备和表征[J].刘军辉等，有机硅材料，2007,21（5）:267-270”。再使用高能机械球磨机将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷粉碎至纳米尺寸，得到八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷纳米颗粒。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (9)

1.一种UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，按重量份数计，包括如下原料：
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯 75-90份；
八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷 3-6份；
消泡剂 1-2份；
防腐剂 0.2-0.4份；
润湿剂 0.2-0.4份；
流平剂 0.2-0.3份；
增稠剂 1-1.5份；
光引发剂 2-5份；
水 0-10份。
2.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯为LUS399、LUX481、IRR390、IRR400、IRR422、UVLS2282、UVLS2280、UVL2371、LR8949和LR9005中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述消泡剂为Tego901W、Tego825、Tego830、Tego831、Tego902W、Tego822、BYK022、BYK028和BYK019中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述防腐剂为QK20、LXE、Rocima623、RocimaCF1100和Rocima342 中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述流平剂为Glide 410、Glide 482、BYK-380N、BYK-381、BYK-341、BYK-345、BYK-346和 BYK-348中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述润湿剂为Tego500、Tego270、Tego280和Tego505中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述增稠剂为SN-603、RM-8W、PUR40、PUR42、PUR64、PUR60和PUR69中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于，所述光引发剂为引发剂QTX、WB4784、WB4785、WB4789和WB4792中的一种或多种。
9.权利要求1-8任一所述UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，将八（对乙烯基苯乙基）聚倍半硅氧烷加入到UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯中，超声分散均匀后，在搅拌速度为500-1000rpm下，加入消泡剂、防腐剂、润湿剂、流平剂、增稠剂、光引发剂和水。
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