CN113789117B - 一种水性uv涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种水性uv涂料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性UV涂料及其制备方法与应用，该涂料包括以下制备原料：A组份、B组份和C组份；所述A组份，包括以下制备原料：水性UV分散体、水性UV单体、消光剂Ⅰ、消光剂Ⅱ和助剂Ⅰ；所述B组份，包括以下制备原料：单端羟基预聚体、双端羟基预聚体和稀释剂Ⅰ；所述C组份，包括以下制备原料：异氰酸酯固化剂和稀释剂Ⅱ；所述A组份、所述B组份和所述C组份的质量比为100：3～5：4～6。本发明以A组份为主剂，B组份为后添加剂和异氰酸酯为固化剂组成的三组份涂料，不仅具有良好的储存稳定性，而且固化后的漆膜具有持久的耐污效果。

Description

一种水性UV涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性UV涂料及其制备方法与应用。
背景技术
随着人工智能化社会的发展，人们对智能化产品的依赖越来越强，智能化产品的竞争也日益激烈，为增强市场竞争力，设备厂商不断推出具有特殊功能性的产品，其中哑光表面滑爽耐污易清洁的智能设备可为消费者提供较好的体验感，尤为受到用户的青睐。
然而，此类涂料市场上以溶剂型为主，在严苛的环保压力下，水性滑爽耐污易清洁涂料替代溶剂型产品刻不容缓。而耐污UV涂料，大多来源于溶剂型有机硅UV涂料，而市场上几乎无水性耐污UV涂料。虽然水性高光UV较易制备具有较好耐污性的漆膜，当加入适量的消光粉后，耐污效果急剧下降。虽然水性UV有机硅树脂具有一定的耐污性能，但利用水性UV有机硅树脂配制的涂料防污效果并不理想，且储存稳定性较差，归因于水性UV有机硅分散体或乳液中的硅氧烷侧基在整体树脂中含量较少，且硅氧烷侧基表现出的较强疏水性，导致树脂分子链中的自乳化或外乳化剂对硅氧烷侧链的乳化效果较差，放置一定时间后，硅氧烷侧基迁移至分散体或乳液颗粒表面，导致粒子表面张力降低，为消除分子链的迁移而带来自由能的增加，两种粒子间自发产生分子间疏水相互作用，通过粒子分子间相互作用降低表面自由能，最终从溶液中凝聚析出，且随乳液温度的增加，乳液粒子快速凝聚析出。以此类树脂设计的配方40～60℃热储存后，最终会产生沉淀，导致涂料开罐效果，外观及整体性能变差。即相关技术中的水性UV涂料存在存储稳定性差和耐污效果不持久的问题。
因此，需要开发一种水性UV涂料，该水性UV涂料的存储稳定性好且耐污效果持久。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种水性UV涂料，该水性UV涂料的存储稳定性好且耐污效果持久。
本发明还提供了上述水性UV涂料的制备方法。
本发明还提供了上述水性UV涂料在制备水性UV涂层中的应用。
本发明还提供了上述水性UV涂层的制备方法。
本发明第一方面提供了一种水性UV涂料，包括以下制备原料：A组份、B组份和C组份；
所述A组份包括以下制备原料：水性UV分散体、水性UV单体、消光剂Ⅰ、消光剂Ⅱ和助剂Ⅰ；
所述B组份包括以下制备原料：单端羟基预聚体、双端羟基预聚体和稀释剂Ⅰ；
所述单端羟基预聚体为单端羟基有机硅预聚体和单端羟基有机氟预聚体中的至少一种；
所述双端羟基预聚体为双端羟基有机硅预聚体和双端羟基有机氟预聚体中的至少一种；
所述C组份包括以下制备原料：异氰酸酯固化剂和稀释剂Ⅱ；
所述A组份、所述B组份和所述C组份的质量比为100：3～5：4～6。
根据本发明一种实施方式的水性UV涂料，至少具有如下有益效果：
本发明通过将A组份(水性UV体系)作为主剂，B组份作为后添加剂；在后期使用的过程中再将B组份和C组份依次添加至A组份中，提升了水性UV涂料的长期稳定储存性(若将B组份添加到A组份中混合后，热储时，由于B组份中的单端羟基预聚体、双端羟基预聚体在A组份介质中会发生疏水相互作用，而产生凝聚析出的风险)。同时B组份中的单端羟基预聚体和双端羟基预聚体、A组份中的UV单体与C组份中的异氰酸酯固化剂产生交联反应，固化后的漆膜具有可持续性耐污效果。即本发明以A组份为主剂，B组份为后添加剂和异氰酸酯为固化剂组成的三组份涂料，不仅具有良好的储存稳定性，而且固化后的漆膜具有持久的耐污效果。
单端羟基有机硅预聚体为分子链的一端含有羟基，一端含有一个，两个或者多个羟基基团的有机硅预聚体。
双端羟基有机硅预聚体为分子链的两端均含有羟基。
双端羟基预聚体结构的功能：使整个漆膜表面形成“loop”结构，为漆膜提供较小的磨擦系数，使粘到表面的液滴易滑落，同时提供较稳定的低表面张力，反复磨擦表面，仍能保持较低表面张力。根据本发明的一些实施方式，所述助剂Ⅰ包括助溶剂、光引发剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂。
根据本发明的一些实施方式，所述助剂Ⅰ还包括水。
根据本发明的一些实施方式，所述A组份，包括以下重量份数的制备原料：水性UV分散体50份～80份、水性UV单体1份～10份、消光剂Ⅰ0.5份～5份、消光剂Ⅱ1份～10份、助溶剂1份～15份、光引发剂2份～5份、消泡剂0.1份～2份、润湿剂0.1份～2份、流平剂0.1份～2份和增稠剂0.1份～2份。
根据本发明的一些实施方式，所述A组份中还包括5份～25份的水。
根据本发明的一些实施方式，所述A组份由以下质量份数的制备原料制得：水性UV分散体60份、水性UV单体5份、消光剂Ⅰ2份、消光剂Ⅱ4份、助溶剂3份、光引发剂2份、消泡剂0.3份、润湿剂0.5份、流平剂0.5份、增稠剂0.5份和水22.2份。
根据本发明的一些实施方式，所述B组份，包括以下重量份数的制备原料：单端羟基预聚体20份～50份、双端羟基预聚体20份～50份和稀释剂Ⅰ20份～50份。
根据本发明的一些实施方式，所述B组份，由以下重量份数的制备原料组成：单端羟基预聚体20份、双端羟基预聚体30份和稀释剂Ⅰ50份。
根据本发明的一些实施方式，所述C组份，包括以下重量份数的制备原料：异氰酸酯固化剂70份～80份和稀释剂Ⅱ20份～30份。
根据本发明的一些实施方式，所述水性UV分散体为无氟硅类水性UV分散体。
根据本发明的一些实施方式，所述水性UV分散体的水接触角大于75°。
根据本发明的一些实施方式，所述水性UV分散体为湛新UCECOAT 7700、欧宝迪LUX484、润奥5328和罗克特SWA9665中的至少一种。
本发明的A组份提供了主体性能(水接触角大于75°，油性笔划到漆膜后，用干布擦拭无
Figure BDA0003269900730000031
迹)且具有一定防污性。
根据本发明的一些实施方式，所述水性UV单体为含有羟基的UV单体。
根据本发明的一些实施方式，所述水性UV单体为羟基丙烯酸酯。
根据本发明的一些实施方式，所述羟基丙烯酸酯包括季戊四醇丙烯酸酯和双季戊四醇丙烯酸酯中的至少一种。
水性UV单体的分子链上羟基与异氰酸酯固化剂反应，有利于含羟基官能团的有机氟预聚体和有机硅预聚体在固化后的漆膜表面的锚定。
根据本发明的一些实施方式，所述消光剂Ⅰ为有机消光蜡。
根据本发明的一些实施方式，所述有机消光蜡为毕克化学CERAFLOUR 927N和毕克化学CERAFLOUR 929N中的至少一种。
有机消光蜡不仅具有一定的消光作用，而且具有较好的手感，同时提高了漆膜的耐磨耐刮性。
根据本发明的一些实施方式，所述消光剂Ⅱ为二氧化硅气凝胶。
根据本发明的一些实施方式，所述消光剂Ⅱ为卡博特
Figure BDA0003269900730000041
Aerogel MT1100和卡博特
Figure BDA0003269900730000042
Aerogel MT1200中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述二氧化硅气凝胶的比表面积为600m2/g～800m2/g。
二氧化硅气凝胶具有较好的消光及疏水作用，而且具有较好的透明性。
本发明使用具有较大比表面积和较高孔隙率，疏水性较好的二氧化硅气凝胶做为消光剂，相比普通二氧化硅消光粉，获得了优异的细腻手感及耐污效果。同时加入具有消光作用的消光蜡不仅提高了表面耐污效果，而且还提高了表面滑爽手感。利用二氧化硅气凝胶及消光蜡协同作用，不仅制备的漆膜具有较好的消光效果而且具有较好的耐污效果。
二氧化硅气凝胶具有良好的疏水性，增加了固化后漆膜表面的粗糙度，形成具有“荷叶疏水效应”的微纳结构粗糙度，增加了漆膜表面的水接触角，通过疏水性气凝胶及有机消光蜡助剂的协同作用，在达到理想消光效果的同时，消光蜡助剂提供了一定的双疏液效果，提高了漆膜的耐污及耐磨耐刮效果。
根据本发明的一些实施方式，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(CAS号：7473-98-5)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(CAS号：84434-11-7)、1-羟基环己基苯基甲酮(CAS号：947-19-3)和二苯甲酮(CAS号：119-61-9)中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述光引发剂由1-羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酮组成。
根据本发明的一些实施方式，所述1-羟基环己基苯基甲酮和所述二苯甲酮的质量比为1：1。
根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚合物消泡剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂为迪高化学Foamex 822、迪高化学Foamex902W、毕克化学BYK-024、毕克化学BYK-028、毕克化学BYK-011、空气化学104E和空气化学104D中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷。
根据本发明的一些实施方式，所述聚醚改性硅氧烷为
Figure BDA0003269900730000052
Wet 270、
Figure BDA0003269900730000051
280、毕克化学BYK-346和毕克化学BYK-349中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述流平剂为有机硅流平剂。
根据本发明的一些实施方式，所述有机硅流平剂为
Figure BDA0003269900730000054
Glide 450、
Figure BDA0003269900730000053
Glide425、
Figure BDA0003269900730000055
Glide 406和
Figure BDA0003269900730000056
Glide 110中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述单端羟基有机硅预聚体包括单端双羟基官能团有机硅预聚体。
根据本发明的一些实施方式，所述单端羟基有机硅预聚体为
Figure BDA0003269900730000057
Figure BDA0003269900730000058
和
Figure BDA00032699007300000511
中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述单端羟基有机氟预聚体为
Figure BDA00032699007300000512
A10-P和
Figure BDA00032699007300000513
P54中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述双端羟基有机硅预聚体包括聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷和双羟基官能团有机硅低聚物中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述双端羟基有机硅预聚体为BYK3720、DimensionsAF-20W、Dimensions AF-23W、
Figure BDA0003269900730000061
和
Figure BDA0003269900730000062
中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述双端羟基有机氟预聚体为
Figure BDA0003269900730000063
E10-H。
根据本发明的一些实施方式，所述增稠剂为德谦RHEOLATE 299、巴斯夫RHEOVISHS1332和明凌TAFIGEL PUR62中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述稀释剂Ⅰ为乙二醇丁醚(BCS)、丙二醇丁醚(PnB)和丙二醇甲醚(PM)中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述异氰酸酯固化剂为磺酸盐改性多异氰酸酯和聚醚改性多异氰酸酯固化剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述异氰酸酯固化剂为
Figure BDA0003269900730000065
XP 2655、
Figure BDA0003269900730000064
XP 2487/1和
Figure BDA0003269900730000066
305中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述异氰酸酯固化剂中NCO基团与水性UV涂料中OH基团的摩尔比为1.5～1.7：1。
保证羟基完全固化，即有机硅氟预聚体羟基及水性UV的羟基能够完全与NCO产生交联反应，保证有机硅预聚体能够完全固化于漆膜表面，提供持久耐污效果。
根据本发明的一些实施方式，所述稀释剂Ⅱ为丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)或二丙二醇二甲醚(DMM)中的至少一种。
本发明第二方面提供了上述水性UV涂料的制备方法，包括以下步骤：
将所述B组份和所述C组份依次添加至所述A组份中，再加入水调整粘度为10s～13s(蔡恩3#杯，25℃)，混匀。
根据本发明的一些实施方式，所述A组份的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述助溶剂添加至水中，制得助溶剂溶液；
将所述水性UV分散体添加至所述水性UV单体中，制得水性UV分散体分散液；
S2、将所述助溶剂溶液、所述光引发剂、所述消泡剂、所述流平剂、所述消光剂Ⅰ、所述消光剂Ⅱ和所述增稠剂依次添加至所述水性UV分散体分散液中，混匀。
根据本发明的一些实施方式，所述A组份的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述助溶剂添加至水中，在300r/min～500r/min下分散2min～3min，制得助溶剂溶液；
将所述水性UV分散体添加至所述水性UV单体中，在500r/min～800r/min下分散3min～5min，制得水性UV分散体分散液；
S2、将所述助溶剂溶液添加所述水性UV分散体分散液，在800r/min～1000r/min下分散3min～5min后；制得混合液；
再将所述光引发剂、所述消泡剂、所述流平剂、所述消光剂Ⅰ、所述消光剂Ⅱ和所述增稠剂依次添加至所述混合液中，在1000r/min～1500r/min下分散15min～20min。
根据本发明的一些实施方式，所述B组份的制备方法，包括以下步骤：
将所述单端羟基预聚体和所述双端羟基预聚体混合，制得预聚体分散液；
将所述稀释剂Ⅰ添加至所述预聚体分散液中，混匀。
根据本发明的一些实施方式，所述B组份的制备方法，包括以下步骤：
将所述单端羟基预聚体和所述双端羟基预聚体在300r/min～500r/min下分散3min～5min，制得预聚体分散液；
将所述稀释剂Ⅰ添加至所述预聚体分散液中，在500r/min～800r/min下分散5min～10min，即得。
根据本发明的一些实施方式，所述C组份的制备方法，包括以下步骤：将所述异氰酸酯固化剂和所述稀释剂Ⅱ，混匀。
根据本发明的一些实施方式，所述C组份的制备方法，包括以下步骤：将所述异氰酸酯固化剂和所述稀释剂Ⅱ在500r/min～800r/min下分散5min～10min，即得。
本发明第三方面提供了一种水性涂层，由上述水性UV涂料制备得到。
本发明第四方面提供了上述水性涂层的制备方法，包括以下步骤：将所述水性UV涂料涂覆于基材表面，在60℃～70℃下烘烤后，光固化，干燥。
根据本发明的一些实施方式，所述基材包括PC(聚碳酸酯)基材。
根据本发明的一些实施方式，所述烘烤的时间为10min～15min。
根据本发明的一些实施方式，所述光固化的时间为20s～30s。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥的温度为70℃～80℃。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥的温度约为80℃。
本发明中的“约”代表：该数值的误差范围为±1％。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥的时间为2h。
光固化后干燥的温度以80℃左右为宜，在温度较低时，单端羟基预聚体和双端羟基预聚体中的有机氟硅分子链被包埋于大分子树脂中，不能有效的迁移至漆膜表面，无法突破分子间能垒迁移至表面，导致表面不能有效的产生较低表面张力，耐污效果较差，即需达到一定温度才能最大发挥耐污效果。烘烤温度过高时，由于固化后的UV漆膜受热膨胀，易导致漆膜开裂。适当升温干燥有助于单端羟基预聚体和双端羟基预聚体中的有机硅氟分子链向涂层表面迁移并在涂层表面富集，从而降低涂层的表面能，达到防污的效果。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明实施方式中制备原料的部分性质如下：
水性UV分散体：
湛新UCECOAT 7700：水接触角为81°±2°；
欧宝迪LUX 484：水接触角为82°±2°。
润奥5328：水接触角为81°±2°。
罗克特SWA9665：水接触角为81°±2°。
二氧化硅气凝胶：
Figure BDA0003269900730000092
Aerogel MT1100和
Figure BDA0003269900730000093
Aerogel MT1200：粒径：2μm～24μm，比表面积：600m2/g～800m2/g。
有机蜡：
毕克化学CERAFLOUR 927N：改性高密度聚乙烯微粉化蜡；D50为9μm；D90为15μm。
毕克化学CERAFLOUR 929N：改性聚乙烯微粉化蜡；D50为8μm；D90为15μm。
单端羟基预聚体(PDMS-S)：
单端有机硅羟基预聚体：
Figure BDA0003269900730000094
Figure BDA0003269900730000095
单端有机氟羟基预聚体：
Figure BDA0003269900730000096
A10-P、
Figure BDA0003269900730000097
P54。
双端羟基预聚体(PDMS-S)：
双端羟基有机硅预聚体：BYK3720、Dimensions AF-20W、Dimensions AF-23W、
Figure BDA0003269900730000098
。
双端羟基有机氟预聚体：
Figure BDA0003269900730000099
E10-H。
固化剂：
Figure BDA00032699007300000910
XP 2655(磺酸盐改性)、
Figure BDA00032699007300000911
XP 2487/1(磺酸盐改性)和
Figure BDA00032699007300000912
305(聚醚改性)均为基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。
下面详细描述本发明的具体实施例。
本发明实施例1～9中的水性UV涂料，均包括A、B、C三组份，其中，A、B、C三组份的成分及成分用量如下表所示。
表1本发明实施例1～9中的水性UV涂料的制备原料及重量份数
Figure BDA0003269900730000091
Figure BDA0003269900730000101
本发明实施例中1～9中A组份的制备方法(实施例5中将消光剂Ⅰ和消光剂Ⅱ替换为普通消光粉)，包括以下步骤：
S1、将助溶剂添加至水中，在400r/min下分散3min，制得助溶剂溶液；
将水性UV分散体添加至水性UV单体中，在800r/min下分散3min，制得水性UV分散体分散液；
S2、将助溶剂溶液添加水性UV分散体分散液，在1000r/min下分散3min后；制得混合液；
再将光引发剂、消泡剂、流平剂、消光剂Ⅰ、消光剂Ⅱ和增稠剂依次添加至混合液中，在1500r/min下分散15min，过滤后得A组份。
本发明实施例中1～9中B组份的制备方法，包括以下步骤：
将单端羟基预聚体(PDMS-S)和双端羟基预聚体(PDMS-D)在400r/min下分散4min，制得预聚体分散液；
将稀释剂Ⅰ(PM)添加至预聚体分散液中，在800r/min下分散10min，过滤后得B组份。
本发明实施例中1～9中C组份的制备方法，包括以下步骤：将异氰酸酯固化剂和稀释剂Ⅱ(DMM)，混匀后过滤，得到C组份。
本发明实施例1～8中对应的水性UV涂料的制备方法，包括以下步骤：
将A组份：B组份：C组份按照100：5：4的质量比依次添加至分散机中，再加入水调整粘度为10s～13s(蔡恩3#杯，25℃)，混合均匀后，用150～300目滤布过滤。
本发明实施例9中对应的水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
先将A组份和B组份混合均匀(质量比为100:5)，得主剂
将主剂和C组份按照105：4的质量比依次添加至分散机中，再加入水调整粘度为10s～13s(蔡恩3#杯，25℃)，混合均匀后，用150～300目滤布过滤。
上述过滤若无特殊说明，则均为过滤掉制备涂料时外界可能混入的杂质颗粒。
本发明实施例1～9对应的水性UV涂料制备水性涂层的方法，包括以下步骤：
将水性UV涂料喷涂于PC平面基材上(最终形成的漆膜干膜厚度10μm～15μm)，在70℃温度烘烤约10min后，UV光固化20s～30s；固化后的产品放置于80℃的烘箱中加烤2h。
UV光固化能量为UVA 1124mJ·cm-2，UVB 722mJ·cm-2，UVC 169mJ·cm-2，UVV652mJ·cm-2。
本发明实施例1～9对应的水性UV涂料的性能测试方法如下：
稳定性：测试方法为：在50℃下静置14天(实施例1～8中为A组份、B组份和C组份分别测试，实施例9中为主剂和C组份分别测试)。
干膜膜厚：千分尺膜厚片。
漆膜外观：目视。
光泽：光泽：光泽仪，60°角测量；
水接触角：水接触角仪。
油性笔：
测试1：油性笔划后用干布擦拭，观察油性笔痕迹；
测试2：油性笔划后干布擦拭30次循环，观察油性笔痕迹。
85℃水煮附着力：附着力测试参照：GB/T 9286-1998。
本发明实施例1～9对应的水性UV涂料的性能测试结果见表2。
表2本发明实施例1～9对应的水性UV涂料的性能测试结果
Figure BDA0003269900730000121
Figure BDA0003269900730000131
通过表2中本发明实施例1～4的性能测试数据对比可看出，随单端羟基预聚体(PDMS-S)在组份中的含量增加，漆膜的透明性变差；而漆膜的水接触角则随PDMS-S在组份中的增加先增大再减小；油性笔划后在漆膜表面均有轻微笔迹，当用干布擦拭后，除实施例2可完全擦除外，其余均有轻微笔迹残留，30次循环后均有轻微的笔迹残留，但实施例2笔迹残留量远小于其它实施例，具有较好的持久耐污效果。归因于一端未交联于漆膜中的长链PDMS-S片断在高温烘烤时，向漆膜表面富集，从而使漆膜具有较低的表面能，抑制笔迹的残留，促进笔迹的可擦除性。而当PDMS-S在漆膜中的含量增加时，发生微相分离，引起漆膜不透明，导致漆膜表面能升高，耐污性能下降。
通过表2中本发明实施例2与实施例5相比，经30次油性笔划及擦拭循环后，实施例5有严重的油性笔迹残留，主要是由于单端羟基预聚体(PDMS-S)及双端羟基预聚体(PDMS-D)未参与漆膜水性UV固化主链的交联反应(实施例5中未加入含有羟基的水性UV单体，不参与和树脂的交联反应)，高温烘烤后富集于漆膜表面，使漆膜表面能降低，耐污性较好。由于有机硅氟链段浮于漆膜表面，而未锚定于漆膜表面，当用干布擦拭后，表面富集有机硅氟物质被擦除，导致漆膜表面能升高，耐污性下降，多次循环后，残留于表面的笔迹难以擦除，持久耐污效果较差。
实施例6以通用消光粉为消光剂，具有较好的消光效果，相比于实施例2，制备的漆膜水接触角较小，同时初始油性笔擦拭及30次循环油性笔擦拭后，均有严重的笔迹残留，初始及持久耐污效果较差。主要是由于所使用消光粉在漆膜中形成较大的粗糙度，且具有较高消光效率的消光粉通常具有一定的亲水特性，所形成的水接触角较大，笔迹易残留于漆膜表面而难以擦除。
实施例7和实施例8虽然都具有较高的水接触角及较好的耐污性，但由于实施例8仅使用有机消光蜡为消光剂，消光效率较低，不能制备具有较低光泽的漆膜。实施例7使用疏水型二氧化硅气凝胶为消光剂，具有较高的消光效率，但形成的漆膜与实施例8相比，初始油性笔擦拭，有轻微笔迹残留。当将两种实施例所使用消光剂按照一定比例搭配形成实施例2，所制备的漆膜不仅具有较理想的光泽度，而且具有良好的初始及持久耐污效果，说明二氧化硅气凝胶和有机消光蜡以一定比例搭配可形成较好的协同作用。
实施例9是把A组份及B组份充分混合后，形成的主剂，在50℃热储后，主剂出现沉底现象，但沉底能够搅拌均匀，但按照相应比例制备出的漆膜，光泽度升高，水接触角明显减小，耐污效果较差。主要是由于含羟基预聚体(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)产生疏水相互作用，从液体中析出，虽可搅拌均匀，但析出的物质难以二次分散，导致产生的漆膜性能变差。
由表2得知：按照实施例2制备的水性涂料热储稳定性较好，利用水性UV分散体与异氰酸酯的双重固化作用将含羟基预聚体(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)固化于漆膜的表面，并充分利用单端羟基预聚体与双端羟基预聚体在漆膜表面富集产生不同耐污效果的特性，并利用二氧化硅气凝胶和有机消光蜡的协同作用，制备的漆膜不仅具有较好的持久耐污效果，而且所形成的漆膜具有较好哑光滑爽效果。
本发明采用多组份组合的方法进行配方设计，将水性UV分散体与A组份中剩余成分组成的涂料配制成主剂，含羟基预聚体(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)作为添加剂组份，采用后添加的方式在使用时与A组份进行混合加入，总体利于水性涂料主剂的储存稳定性。同时，利用紫外光固化含羟基UV单体树脂在参与紫外光固化的同时，与含羟基预聚体(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)，及异氰酸酯固化剂同时参与交联反应，交联固化后的耐污助剂可永久留存于漆膜当中，提升漆膜的持久耐污效果。而利用二氧化硅气凝胶与有机消光剂产生协同效应，制备的漆膜不仅具有较低的哑光效果，而且可增加漆膜表面的耐污性。本发明在喷涂时将相应比例的A组份，B组份和C组份混合，涂膜进行紫外光固化和异氰酸酯双重固化，B组份中的水性硅氟助剂(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)，A组份中的羟基UV单体与C组份中的异氰酸酯固化剂产生交联反应，永久存留与漆膜中，固化后的漆膜具有持久的耐污效果。由于本发明A组份为水性组份，将A组份和B组份混合时，由于B组份中水性氟硅助剂(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)具有一定的疏水性，在涂料中热储时，仍存在发生含羟基预聚体(单端羟基预聚体及双端羟基预聚体)间的疏水相互作用，而产生凝聚析出的风险。而将B组份单独作为一个添加剂组份，在喷涂时加入A组份中，有效避免了此类问题的产生。
上面结合具体实施方式对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (15)

1.一种水性UV涂料，其特征在于：包括以下制备原料：A组份、B组份和C组份；
所述A组份包括以下制备原料：水性UV分散体、水性UV单体、消光剂Ⅰ、消光剂Ⅱ和助剂Ⅰ；
所述B组份包括以下制备原料：单端羟基预聚体、双端羟基预聚体和稀释剂Ⅰ；
所述单端羟基预聚体为单端羟基有机硅预聚体和单端羟基有机氟预聚体中的至少一种；
所述双端羟基预聚体为双端羟基有机硅预聚体和双端羟基有机氟预聚体中的至少一种；
所述C组份包括以下制备原料：异氰酸酯固化剂和稀释剂Ⅱ；
所述A组份、所述B组份和所述C组份的质量比为100：3~5：4~6；
所述助剂Ⅰ包括助溶剂、光引发剂、消泡剂、润湿剂、流平剂和增稠剂；
所述A组份，包括以下重量份数的制备原料：水性UV分散体50份~80份、水性UV单体1份~10份、消光剂Ⅰ 0.5份~5份、消光剂Ⅱ 1份~10份、助溶剂1份~15份、光引发剂2份~5份、消泡剂0.1份~2份、润湿剂0.1份~2份、流平剂0.1份~2份和增稠剂0.1份~2份；
所述B组份，包括以下重量份数的制备原料：单端羟基预聚体20份~50份、双端羟基预聚体20份~50份和稀释剂Ⅰ 20份~50份；
所述C组份，包括以下重量份数的制备原料：异氰酸酯固化剂70份~80份和稀释剂Ⅱ20份~30份；
所述水性UV分散体为无氟硅类水性UV分散体；
所述水性UV分散体的水接触角大于75°；
所述水性UV单体为羟基丙烯酸酯；
所述消光剂Ⅰ为有机消光蜡；
所述消光剂Ⅱ为二氧化硅气凝胶；
所述水性UV涂料制备方法，包括以下步骤：将所述B组份和所述C组份依次添加至所述A组份中，再加入水调整粘度为10s~13s，混匀；
粘度测试条件为：蔡恩3#杯，25℃。
2.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、1-羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚合物消泡剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述流平剂为有机硅流平剂。
7.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述单端羟基有机硅预聚体包括单端双羟基官能团有机硅预聚体。
8.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述双端羟基有机硅预聚体包括聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷和双羟基官能团有机硅低聚物中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述稀释剂Ⅰ为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述异氰酸酯固化剂为磺酸盐改性多异氰酸酯和聚醚改性多异氰酸酯固化剂中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述稀释剂Ⅱ为丙二醇甲醚乙酸酯和二丙二醇二甲醚中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的一种水性UV涂料，其特征在于：所述羟基丙烯酸酯为季戊四醇丙烯酸酯和双季戊四醇丙烯酸酯中的至少一种。
13.一种水性UV涂层，其特征在于：由权利要求1至12任一项所述的水性UV涂料制备得到。
14.一种制备如权利要求13所述的水性UV涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：将所述水性UV涂料涂覆于基材表面，在60℃~70℃下烘烤后，光固化，干燥。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述干燥的温度为70℃~80℃。
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