CN111621224A - 一种水性uv涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水性UV涂料，可适用于涂装玻璃底材、塑料底材或金属底材，该涂料采用UV辐照固化，固化后的膜层具有良好的耐磨性、耐化学品性、高附着力且不易变色。

Description

一种水性UV涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种紫外光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
紫外光（UV）固化水性涂料以其无挥发溶剂污染、固化成膜速度快和涂膜质量高等诸多特点得到广泛应用。主要品种有水性环氧丙烯酸酯涂料、水性聚氨酯涂料、水性聚酯树脂涂料等。水性紫外光固化聚氨酯涂料的光固化体系因具有良好的耐磨性、耐化学品性、耐低温性和柔韧性等特点而倍受关注。
目前紫外光固化水性聚氨酯涂料存在固化膜耐水性和耐介质性较差的技术问题，本发明提供一种水性UV涂料，可适用于涂装玻璃底材、塑料底材或金属底材，该涂料采用UV辐照固化，固化后的膜层具有良好的耐磨性、耐化学品性、高附着力且不易变色。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水性UV涂料，包括以下组分和重量百分比：
改性水性聚氨酯树脂，60-75%；
异丁醇，5-10%；
二乙二醇丁醚，5-10%；
消泡剂，0.2-0.5%；
流平剂，0.2-1.5%；
聚氨酯缔合型增稠剂，0.8-1.5%；
光引发剂，4-5%；
乙二醇胺，0.3-0.8%；
其余为去离子水。
其中，消泡剂为不含矿物油的水性聚合物消泡剂。流平剂为聚硅氧烷类流平剂、丙烯酸类或丙烯酸酯类流平剂中的一种或几种混合。光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或多种的混合
进一步的，改性水性聚氨酯树脂以聚(碳酸酯-醚)二元醇为软段，并且综合了聚酯型聚合物优异的机械性能以及聚醚型聚合物优异的耐水解性，改性水性聚氨酯树脂结构中引入了亲水性基团结构，保证了树脂的水分散性，同时，在端基引入了不饱和双键，使树脂可以进行紫外光固化。
本发明提供的水性聚氨酯紫外光固化涂料结合了紫外光固化节能和绿色环保水性的特点。本发明还提供配制上述水性UV涂料的方法，按照上述水性UV涂料中的组分和重量百分比，通过如下步骤进行配置：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散10-20min；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散30-45min；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散15-20min；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散15-20min；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至8-9；
S7，检测细度后过滤，包装入库。
进一步的，若水性UV涂料的细度不大于10µm则检测细度合格。
进一步的，步骤S2中的搅拌速度不小于500 rpm，步骤S3、S4和S5中的搅拌速度均不小于800 rpm。控制搅拌速度和分散时间保证组分的充分分散，防止分层现象以及涂料胶化。其中，步骤S3中预混合的目的有两个：①异丁醇、二乙二醇丁醚直接加入容器中会导致涂料的主体树脂破乳，使涂料性能达降低；②消泡剂、流平剂若不预混会使涂料固化后膜层产生缩孔，针孔等不良现象。步骤S6中加入乙二醇胺来调整PH值至8-9是为了保证涂料贮存时的稳定。
使用本发明提供的水性UV涂料，使用时需要将水性UV涂料与去离子水按1∶1.2-1.5的比例稀释后，搅拌均匀进行使用。本发明提供的水性UV涂料适用于喷涂或滚涂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：改性水性聚氨酯树脂70%、异丁醇5%、二乙二醇丁醚5%、消泡剂0.2%、聚硅氧烷类流平剂0.2%、聚氨酯缔合型增稠剂0.8%、1-羟基环己基苯基甲酮4%、乙二醇胺0.3%，其余为去离子水。
配制上述水性UV涂料的方法，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散10min，搅拌速度为500 rpm；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散30min，搅拌速度为800 rpm；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散15min，搅拌速度为800 rpm；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散15min，搅拌速度为800 rpm；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至8；
S7，检测细度后过滤，包装入库，配置好的水性UV涂料的细度为10µm。
将实施例1中配置的水性UV涂料与去离子水按1∶1.2的比例稀释后搅拌均匀，以ABS 塑料板材为底材，采用空气喷涂，固化后的膜层进行如下的检测：
Figure 127606DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：改性水性聚氨酯树脂60%、异丁醇10%、二乙二醇丁醚10%、消泡剂0.5%、丙烯酸类流平剂1.5%、聚氨酯缔合型增稠剂1.5%、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦5%、乙二醇胺0.8%，其余为去离子水。
配制上述水性UV涂料的方法，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散20min，搅拌速度为500 rpm；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散45min，搅拌速度为1000 rpm；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散20min，搅拌速度为1000 rpm；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散20min，搅拌速度为1000 rpm；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至9；
S7，检测细度后过滤，包装入库，配置好的水性UV涂料的细度为6µm。
将实施例2中配置的水性UV涂料与去离子水按1∶1.5的比例稀释后并搅拌均匀后使用。
实施例3
一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：改性水性聚氨酯树脂65%、异丁醇8%、二乙二醇丁醚8%、消泡剂0.4%、丙烯酸酯类流平剂1%、聚氨酯缔合型增稠剂1%、2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮4.5%、乙二醇胺0.5%，其余为去离子水。
配制上述水性UV涂料的方法，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散15min，搅拌速度为500 rpm；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散40min，搅拌速度为800 rpm；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散18min，搅拌速度为800 rpm；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散18min，搅拌速度为800 rpm；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至8.5；
S7，检测细度后过滤，包装入库，配置好的水性UV涂料的细度为8µm。
将实施例2中配置的水性UV涂料与去离子水按1∶1.4的比例稀释后并搅拌均匀后使用。
实施例4
一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：改性水性聚氨酯树脂62%、异丁醇10%、二乙二醇丁醚6%、消泡剂0.3%、聚硅氧烷类流平剂0.8%、聚氨酯缔合型增稠剂1.2%、1-羟基环己基苯基甲酮5%、乙二醇胺0.6%，其余为去离子水。
配制上述水性UV涂料的方法，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散12min，搅拌速度为800 rpm；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散40min，搅拌速度为800 rpm；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散16min，搅拌速度为800 rpm；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散16min，搅拌速度为800 rpm；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至8.6；
S7，检测细度后过滤，包装入库，配置好的水性UV涂料的细度为10µm。
将实施例2中配置的水性UV涂料与去离子水按1∶1.3的比例稀释后并搅拌均匀后使用。
实施例5
一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：改性水性聚氨酯树脂75%、异丁醇5%、二乙二醇丁醚5%、消泡剂0.2%、丙烯酸酯类流平剂0.2%、聚氨酯缔合型增稠剂0.8%、2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮4%、乙二醇胺0.3%，其余为去离子水。
配制上述水性UV涂料的方法，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散18min，搅拌速度为500 rpm；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散42min，搅拌速度为800 rpm；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散17min，搅拌速度为800 rpm；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散18min，搅拌速度为800 rpm；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至9；
S7，检测细度后过滤，包装入库，配置好的水性UV涂料的细度为9µm。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水性UV涂料，其特征在于，包括以下组分和重量百分比：
改性水性聚氨酯树脂，60-75%；
异丁醇，5-10%；
二乙二醇丁醚，5-10%；
消泡剂，0.2-0.5%；
流平剂，0.2-1.5%；
聚氨酯缔合型增稠剂，0.8-1.5%；
光引发剂，4-5%；
乙二醇胺，0.3-0.8%；
其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述一种水性UV涂料，其特征在于：所述的消泡剂为不含矿物油的水性聚合物消泡剂。
3.根据权利要求1所述一种水性UV涂料，其特征在于：所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂、丙烯酸类或丙烯酸酯类流平剂中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述一种水性UV涂料，其特征在于：所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述一种水性UV涂料，其特征在于：所述改性水性聚氨酯树脂以聚(碳酸酯-醚)二元醇为软段。
6.配制权利要求1至5任一权利要求所述一种水性UV涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将改性水性聚氨酯树脂加入容器中；
S2，将异丁醇、二乙二醇丁醚、去离子水、消泡剂和流平剂预混合后搅拌分散10-20min；
S3，将S2的混合物加入所述容器中搅拌分散30-45min；
S4，所述容器中加入聚氨酯缔合型增稠剂并搅拌分散15-20min；
S5，所述容器中加入光引发剂并搅拌分散15-20min；
S6，所述容器中加入乙二醇胺来调整PH值至8-9；
S7，检测细度后过滤，包装入库。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述水性UV涂料的细度不大于10µm。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述步骤S2中的搅拌速度不小于500 rpm。
9.根据权利要求5所述，其特征在于：所述步骤S3、S4和S5中的搅拌速度均不小于800rpm。
10.一种使用权利要求1所述的一种水性UV涂料的方法，其特征在于，将所述水性UV涂料与去离子水按1∶1.2-1.5的比例稀释后搅拌均匀后使用。
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