CN113755081A - 一种紫外光固化涂料、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化涂料，属于化工涂料加工技术领域，按重量份数计，由如下组分制成：多官能度丙烯酸酯树脂50‑70份，活性稀释剂20‑50份，哑光粉10‑15份，光引发剂1‑5份，酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂5‑20份，助剂1‑2份。本发明利用的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，配合有机硅树脂既有的优异性能，可有效提升涂层的硬度，使涂层具有较好的耐磨性能。同时，固化后的涂层具有较好的耐高温性能，能有效避免烟烫等高温条件对涂层的影响；而且涂层表面不易出现缺陷，与基材间的附着力好。本发明制备的紫外光固化涂料可广泛应用于PVC塑胶地板、电子器件、医用材料等领域。

Description

一种紫外光固化涂料、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及化工涂料加工技术领域，尤其是涉及一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。
背景技术
紫外光固化(UV)涂料是一种新型的环保型涂料，广泛应用于PVC塑胶地板、电子器件、医用材料等领域。与传统的热固化相比，UV光固化技术因其高效、快速、环保、节能和适应性广的“5E”特点。但现有的紫外光固化涂层普遍耐磨性能以及耐高温性能不足，还无法满足许多严苛应用环境下的要求。现需要制备一种具有高耐磨性能和耐高温的紫外光固化涂层，以有效提高硬度较低，耐高温性较差的基材的使用寿命。
目前开发的UV涂料不同程度上存在着一些问题，例如UV涂料经光固化后出现收缩较大，附着力差，耐磨及耐高温性能不佳等问题。而且，现有的UV涂料为了提高耐磨性能，往往加入一些无机填料，有些填料选择不当往往导致耐磨性能不是很理想，如涂料体系出现团聚，长时间存放分层等问题。此外，以单纯的环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或其他丙烯酸酯树脂作为光敏树脂时，涂层不易获得优异的综合性能。
故而，在涂料中引入可参与固化的有机硅树脂是一种可行的方式。当前，在硅树脂合成过程中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)，然后再与多官能度丙烯酸酯树脂复配可获得具有优异性能的紫外光固化涂料。但其固化速度慢、表干时间长、双键转化率低，而且涂料组分间极性往往相差很大，相容性较差，制备的涂层表面容易产生缩孔等缺陷，影响涂层的透光率，耐磨性和耐高温性。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种紫外光固化涂料、制备方法及应用。本发明先利用丙烯酸和环氧环己烷基硅烷开环反应，制备了一种含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷，然后和六甲基二硅氧烷、二官能度硅氧烷和三官能度硅氧烷进行水解缩合，合成了酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。本发明制备的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，有助于无机填料在紫外光固化涂料中得到充分、均匀的分散效果。同时，配合有机硅树脂既有的优异性能，使得本发明提供的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂与多官能度丙烯酸酯树脂复配后制备的紫外光固化涂料，不仅具有优异的耐磨性能、耐划伤性和耐高温性能，而且涂层表面不易出现缺陷，透光率较高，附着力好。
本发明的技术方案如下：
一种紫外光固化涂料，其特征在于，按重量份数计，由如下组分制成：
Figure BDA0003306377180000021
所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂的制备方法如下：
S1：将环氧环己烷基硅氧烷、丙烯酸、三苯基膦、对苯二酚和甲基乙基酮加到反应容器中，升温至80℃～90℃，搅拌反应5～7小时，正己烷洗涤后，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷；
S2：将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷、异丙醇和对苯二酚混合，升温至30℃～50℃，滴加盐酸和去离子水的混合物，0.5～1小时内滴完，升温至50℃～70℃，搅拌反应2～8小时，加入六甲基二硅氧烷，升温至70℃～80℃，搅拌反应2～5小时；然后静置分层，将油层水洗至中性，最后减压蒸馏除去小分子物质，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。
在可选的实施方案中，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂具有以下结构：
Figure BDA0003306377180000022
其中，R1为-CH3或-CH2CH3，R2为-CH3、-CH2CH3或-CH2CH2CH3；
所述的环氧环己烷基硅氧烷为2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一种或几种；所述二官能度硅氧烷为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的一种或几种；所述三官能度硅氧烷为乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
在可选的实施方案中，S1中所述的丙烯酸与所述环氧环己烷基硅氧烷的摩尔比为1∶(1～1.3)；所述三苯基膦用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～3％；所述对苯二酚用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～5％。
在可选的实施方案中，S2中所述的去离子水摩尔用量为所述含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷总摩尔数的3～9倍；所述对苯二酚用量为含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷总质量的0.1％～5％；所述的盐酸用量为所述用水质量的0.1％～5％；所述的含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷的摩尔比为1∶(0.2～0.8)∶(1～5)∶(0.1～0.8)。
在可选的实施方案中，所述的活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种；所述哑光粉为日本东曹E-1011；所述的光引发剂选自2，4，6-三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2-苯基-2，2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一种或几种。
在可选的实施方案中，所述的多官能度丙烯酸酯树脂选自聚氨酯丙烯酸酯树脂、改性聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
作为本发明的另一个方面，提供一种紫外光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20～50份所述活性稀释剂，0.5～1份所述消泡剂和0.5～1份所述流平剂，用高速分散机在2000～2500r/min的转速下搅拌5～10min，使其分散均匀；
(2)分批加入5～20份所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂和10～15份所述哑光粉，全部加完后，用高速分散机在3500～4000r/min的转速下搅拌20～30min；
(3)加入50～70份多官能度丙烯酸酯树脂和1～5份光引发剂，用高速分散机在2000～2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
作为本发明的又一个方面，提供一种所述的紫外光固化涂料的应用，将所述的紫外光固化涂料用辊涂的方法在基材上成膜，厚度控制在8～10克/平方米，在600mJ/cm2的辐射条件下进行紫外光固化，得到紫外光固化哑光漆膜。
本发明有益的技术效果：
本发明先利用丙烯酸和环氧环己烷基硅烷在催化剂作用下经开环酯化反应，制备了一种含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷，然后利用六甲基二硅氧烷、二官能度硅氧烷和三官能度硅氧烷进行水解缩合，合成了酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。其合成的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，结构中的硅羟基不仅可与无机填料表面产生物理吸附，同时也可与无机填料表面的羟基缩合形成化学吸附，使无机填料颗粒得到充分、均匀的分散效果，配合有机硅树脂既有的优异性能，可有效提高涂层的综合性能。酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂中的丙烯酰氧基可以提供快的光固化速度，高的双键转化率，高的涂层交联密度及硬度；同时结构中的环己基和羟基也可以提高硅树脂的极性，与多官能度丙烯酸酯树脂复配后，不会出现相分离，相容性好，制备的涂层依然具有高的透光率，且附着力好，进而显著提高涂层的耐磨性，铅笔硬度可达9H；制备的涂层有较好的耐高温性能，耐烟烫测试为5级；涂层有较高的水接触角，具有一定的防污性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明中实施例1～6，对比例1～2所用原料及来源除了部分是通过本发明提供的方法制备所得，其他都可以通过市售购买到。
本发明实施例1～6制得的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B1～B6)均具有以下结构：
Figure BDA0003306377180000041
实施例1
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
将2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷24.6g(0.1mol)、丙烯酸7.2g(0.1mol)、三苯基膦0.38g、对苯二酚0.16g和甲基乙基酮10g一次性加入反应器内，在氮气保护80℃下反应6h，之后用正己烷洗涤三次，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)。
随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)31.8g(0.1mol)、二甲基二甲氧基硅烷4.8g(0.04mol)、乙基三甲氧基硅烷30.1g(0.2mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在50℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水19.44g(1.08mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至60℃搅拌反应6小时。之后将六甲基二硅氧烷1.62g(0.01mol)添加到烧瓶中，升温至70℃，保温搅拌反应3小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B1)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入5份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂B1和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份聚氨酯丙烯酸酯树脂、3份的光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
实施例2
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
将34.6g(0.12mol)2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、7.2g(0.1mol)丙烯酸、0.38g三苯基膦、0.16g对苯二酚和10g甲基乙基酮一次性加入反应器内，在氮气保护85℃下反应6.5h，之后用正己烷洗涤三次，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)。
随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)36.0g(0.1mol)、二乙基二甲氧基硅烷8.9g(0.06mol)、甲基三乙氧基硅烷39.2g(0.22mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在45℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水21.6g(1.2mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至55℃搅拌反应7小时。之后将六甲基二硅氧烷4.87g(0.03mol)添加到烧瓶中，升温至75℃，保温搅拌反应4小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B2)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入7份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂B2和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份环氧丙烯酸酯树脂、4份的光引发剂α，α-二乙氧基苯乙酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
实施例3
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
采用实施例1中步骤制备含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)。随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)31.8g(0.1mol)、二乙基二乙氧基硅烷8.8g(0.05mol)、丙基三乙氧基硅烷30.9g(0.15mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在40℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水17.82g(0.99mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至60℃搅拌反应8小时。之后将六甲基二硅氧烷6.50g(0.04mol)添加到烧瓶中，升温至70℃，保温搅拌反应5小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B3)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入8份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂B3和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份聚酯丙烯酸酯树脂、3份的光引发剂1-羟基-环己基苯甲酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
实施例4
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
采用实施例2中步骤制备含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)。随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)36.0g(0.1mol)、二甲基二乙氧基硅烷7.4g(0.05mol)、乙基三乙氧基硅烷34.6g(0.18mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.8g加入烧瓶内，在50℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水18.9g(1.05mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至65℃搅拌反应7小时。之后将六甲基二硅氧烷3.3g(0.02mol)添加到烧瓶中，升温至70℃，保温搅拌反应4小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B4)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入15份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂B4和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份聚酯丙烯酸酯树脂、3份的光引发剂1-羟基-环己基苯甲酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
实施例5
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
采用实施例1中步骤制备含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)。随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A1)31.8g(0.1mol)、二甲基二甲氧基硅烷8.4g(0.07mol)、丙基三甲氧基硅烷31.2g(0.19mol)、甲基乙基酮15g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在45℃下将少量浓盐酸0.21g和蒸馏水21.06g(1.17mol)的混合物在0.5h内滴加到烧瓶内，升温至60℃搅拌反应8小时。之后将六甲基二硅氧烷8.1g(0.05mol)添加到烧瓶中，升温至70℃，保温搅拌反应5小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B5)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料，制备方法为：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入16份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂B5和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份改性聚氨酯丙烯酸酯树脂、3份的光引发剂α，α-二乙氧基苯乙酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
实施例6
(1)按照以下方法制备酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂：
采用实施例2中步骤制备含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)。随后将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷(A2)36.0g(0.1mol)、二甲基二乙氧基硅烷8.9g(0.06mol)、甲基三甲氧基硅烷28.6g(0.21mol)、甲基乙基酮15g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在50℃下将少量浓盐酸0.21g和蒸馏水21.06g(1.17mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至70℃搅拌反应5小时。之后将六甲基二硅氧烷4.87g(0.03mol)添加到烧瓶中，升温至80℃，保温搅拌反应2小时，然后静置分层，将油层水洗至中性，后减压蒸馏，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂(B6)。
(2)按照以下方法制备紫外光固化涂料：
首先，将5份的活性稀释剂HDDA、20份的活性稀释剂PETA、0.5份的消泡剂BYK-066和0.5份的流平剂BYK-306用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌10min，使其分散均匀。其次，分批加入20份的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂和15份哑光粉E-1011，在3500r/min的转速下搅拌30min。最后，加入60份环氧丙烯酸酯树脂、3份的光引发剂1-羟基-环己基苯甲酮，在2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
对比例1
(1)按照以下方法制备KH570改性硅树脂：
将KH570 24.8g(0.1mol)、二甲基二甲氧基硅烷4.8g(0.04mol)、乙基三甲氧基硅烷30.1g(0.2mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在50℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水19.44g(1.08mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至60℃反应6小时。之后将六甲基二硅氧烷1.62g(0.01mol)添加到烧瓶中，升温至70℃，保温反应3小时，后减压蒸馏，得到KH570改性硅树脂(B7)。
(2)按照实施例1中的紫外光固化涂料的制备方法制得。
对比例2
(1)按照以下方法制备KH570改性硅树脂：
将KH570 24.8g(0.1mol)、二乙基二甲氧基硅烷8.9g(0.06mol)、甲基三乙氧基硅烷39.2g(0.22mol)、异丙醇10g和对苯二酚0.9g加入烧瓶内，在45℃下将少量浓盐酸0.19g和蒸馏水21.6g(1.2mol)的混合物在1h内滴加到烧瓶内，升温至55℃反应7小时。之后将六甲基二硅氧烷4.87g(0.03mol)添加到烧瓶中，升温至75℃，保温反应4小时，后减压蒸馏，得到KH570改性硅树脂(B8)。
(2)按照实施例1中的紫外光固化涂料的制备方法制得。
涂膜性能测试
将实施例1～6与对比例1～2的涂料分别辊涂于PVC地板基材上，厚度控制在8-10克/平方米，在600mJ/cm2的能量下进行紫外光固化，得到紫外光固化哑光漆膜。
所得涂膜的性能测定如表1所示。
表1涂层性能测试结果
Figure BDA0003306377180000081
注：铅笔硬度按GB/T 6739-2006测定，附着力按GB/T 9286-1998测定，砂轮耐磨测试按GB/T 1768-2006测定，马丁代尔耐磨测试按BS EN 16094:2012测定，耐烟烫性能测试按GB/T 17657-2013测定，水接触角按GB/T 30693-2014测定，耐化学性按GB/T 1763-1979测定。
由表1可知，与对比例1～2的涂膜性能相比，本发明实施例1～6所制备的紫外光固化涂料漆膜具有更好的综合性能。酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂可充当无机填料润湿分散剂的作用，结构中的硅羟基不仅可与无机填料表面产生物理吸附，同时也可与无机填料表面的羟基缩合形成化学吸附，使无机填料颗粒得到充分，均匀的分散效果，配合有机硅树脂既有的优异性能，可有效提高涂层的综合性能。酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂中的丙烯酰氧基可以提供快的光固化速度，高的双键转化率，高的涂层交联密度及硬度，从而使涂膜在基材上的砂轮耐磨性能和马丁代尔耐磨性能均有效提升；同时结构中的环己基和羟基也可以提高硅树脂的极性，与多官能度丙烯酸酯树脂复配后，不会出现相分离，相容性好，涂膜外观较为平整；涂膜在基材上的附着力得到了提高；制备的涂层有较好的耐高温性能，耐烟烫测试为5级；涂层的水接触角有了一定的提升，提高了抗污性能。
以上仅以较佳实施例对本发明的技术方案进行介绍，但是对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，应能在具体实施方式上及应用范围上进行改变，故而，综上所述，本说明书内容不应该理解为本发明的限制，凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种紫外光固化涂料，其特征在于，按重量份数计，由如下组分制成：
Figure FDA0003306377170000011
其中，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂是由以下方法制得：
S1：将环氧环己烷基硅氧烷、丙烯酸、三苯基膦、对苯二酚和甲基乙基酮加到反应容器中，升温至80℃～90℃，搅拌反应5～7小时，正己烷洗涤后，减压蒸馏得到含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷；
S2：将含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷、异丙醇和对苯二酚混合，升温至30℃～50℃，滴加盐酸和去离子水的混合物，0.5～1小时内滴完，升温至50℃～70℃，搅拌反应2～8小时，加入六甲基二硅氧烷，升温至70℃～80℃，搅拌反应2～5小时；然后静置分层，将油层水洗至中性，最后减压蒸馏除去小分子物质，得到酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述的酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂具有以下结构：
Figure FDA0003306377170000012
其中，R1为-CH3或-CH2CH3，R2为-CH3、-CH2CH3或-CH2CH2CH3；
所述的环氧环己烷基硅氧烷为2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一种或几种；
所述二官能度硅氧烷为二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷中的一种或几种；
所述三官能度硅氧烷为乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，S1中所述的丙烯酸与所述环氧环己烷基硅氧烷的摩尔比为1∶(1～1.3)；所述三苯基膦用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～3％；所述对苯二酚用量为所述环氧环己烷基硅氧烷和所述丙烯酸质量总量的0.1％～5％。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，S2中所述的去离子水摩尔用量为所述含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷总摩尔数的3～9倍；所述对苯二酚用量为含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷总质量的0.1％～5％；所述的盐酸用量为所述去离子水质量的0.1％～5％；所述的含丙烯酰氧基的酯环环氧丙烯酸酯硅氧烷、二官能度硅氧烷、三官能度硅氧烷和六甲基二硅氧烷的摩尔比为1∶(0.2～0.8)∶(1～5)∶(0.1～0.8)。
5.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种；所述哑光粉为日本东曹E-1011；所述的光引发剂选自2，4，6-三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2-苯基-2，2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述的多官能度丙烯酸酯树脂选自聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将20～50份所述活性稀释剂，0.5～1份所述消泡剂和0.5～1份所述流平剂，用高速分散机在2000～2500r/min的转速下搅拌5～10min，使其分散均匀；
(2)分批加入5～20份所述酯环环氧丙烯酸酯改性硅树脂和10～15份所述哑光粉，全部加完后，用高速分散机在3500～4000r/min的转速下搅拌20～30min；
(3)加入50～70份多官能度丙烯酸酯树脂和1～5份光引发剂，用高速分散机在2000～2500r/min的转速下搅拌均匀，得到紫外光固化涂料。
8.一种如权利要求1～6任一项所述的紫外光固化涂料或者由权利要求7所述的制备方法得到的紫外光固化涂料的应用，其特征在于，将所述的紫外光固化涂料用辊涂的方法在基材上成膜，厚度控制在8～10克/平方米，在600mJ/cm2的辐射条件下进行紫外光固化，得到紫外光固化哑光漆膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102131819A (zh) * 2008-08-26 2011-07-20 关西涂料株式会社 具有可聚合官能团的倍半硅氧烷化合物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102131819A (zh) * 2008-08-26 2011-07-20 关西涂料株式会社 具有可聚合官能团的倍半硅氧烷化合物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117106402A (zh) * 2023-10-19 2023-11-24 山东凯恩新材料科技有限公司 一种有机硅复合紫外固化胶及其制备方法
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