CN114716895A - 一种水性生物基涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域,特别涉及一种水性生物基涂料及其制备方法和应用。该水性生物基涂料包括如下的组分:水性衣康酸基不饱和聚酯,丙烯酸改性不饱和植物油,引发剂,所述水性衣康酸基不饱和聚酯和丙烯酸改性不饱和植物油的质量比为1:0.2~2.5。本发明的水性生物基涂料采用部分不饱和植物油取代水性衣康酸基不饱和聚酯,将不饱和植物油的柔性链段与较高活性的碳碳双键引入涂料体系,成为涂料体系的重要组成部分,提高涂层柔韧性与硬度,提高涂层交联密度,改善涂层综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,特别涉及一种水性生物基涂料及其制备方法和应用。
背景技术
聚酯是最有前途的聚合物之一,广泛应用于日常生活中。由于其特性,聚酯常被用作涂料材料、粘合剂、层压板、油漆、增塑剂、纺织品等。然而,它们的大部分合成过程仍然依赖于石油基化学品和金属基催化剂。目前,这些石化产品的不可逆消费不断增加,导致其不断减少,对合成聚酯构成威胁。此外,大多数聚酯的制备方法都涉及有害有机溶剂,导致其在合成和加工过程中挥发性有机化合物(VOC),从而恶化环境纯度。因此,更加关注环境问题的研究者和实业家正试图通过使用可再生的原料来完全替代石油基原料来合成聚酯,并将重点放在限制溶剂含量或使用无害溶剂上。在此背景下,水性涂料技术、天然原材料、紫外光固化等绿色技术能够生产出高性能环保绿色涂料已成为人们的首选和发展方向。
衣康酸被认定为最有前途的生物基化学材料之一。衣康酸由多种可再生材料制成,目前通过生物发酵工业化生产。衣康酸含有两个羧基和不饱和双键,由于具有活性的化学性质,可进行酯化、加成和聚合,在各种新型高分子材料研制领域具有巨大潜力。目前报道中衣康酸基不饱和聚酯体系均能呈现出较好的硬度和耐化学性等涂层性能,但其柔韧性与附着力效果不理想。
因此,开发绿色环保、高柔韧性和高附着力的水性生物基UV涂料具有十分重要的经济价值和社会意义。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种水性生物基涂料,具有高柔韧性和高附着力,且绿化环保。
同时,本发明还提供所述水性生物基涂料的制备方法和应用。
具体地,本发明采取如下的技术方案:
本发明的第一方面是提供一种水性生物基涂料,所述水性生物基涂料包括如下的组分:水性衣康酸基不饱和聚酯,丙烯酸改性不饱和植物油,引发剂,所述水性衣康酸基不饱和聚酯和丙烯酸改性不饱和植物油的质量比为1:0.2~2.5。
本发明采用部分不饱和植物油取代衣康酸基不饱和聚酯,将不饱和植物油的柔性链段与较高活性的碳碳双键引入涂料体系,成为涂料体系的重要组成部分,提高涂层柔韧性与硬度,提高涂层交联密度,改善涂层综合性能。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯和丙烯酸改性不饱和植物油的质量比为1:0.4~2,优选1:0.4~1,更优选1:0.4~0.8,再优选1:1:0.44~0.75。
在本发明的一些实例中,所述水性生物基涂料还包括涂料助剂,各组分在水性生物基涂料中的质量百分比分别为:水性衣康酸基不饱和聚酯20~45%,丙烯酸改性不饱和植物油5~40%,引发剂0.5~4%,涂料助剂5~25%。
优选水性衣康酸基不饱和聚酯30~45%,丙烯酸改性不饱和植物油5~30%,引发剂0.5~4%,涂料助剂5~25%。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯包括聚衣康酸-己二醇酯、聚衣康酸-丙二醇酯、聚衣康酸-丁二醇酯、聚衣康酸-戊二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-丙二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-戊二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-丙二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-丁二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-戊二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-己二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-丙二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-丁二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-戊二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-己二醇酯中的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的酸值为90~150mg KOH/g,例如93.5~147.1mg KOH/g。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的羟值范围为10~50mgKOH/g,例如13~45mg KOH/g。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的分子量范围为700~1200g/mol,例如730~1150g/mol。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的酯化率高于80%,例如高于84.7%。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸和多元醇酯化、缩聚得到。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸、含羟基脂肪多元酸和多元醇酯化、缩聚得到。
在本发明的一些实例中,所述多元醇包括己二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇中的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述含羟基脂肪多元酸包括含羟基脂肪二元酸和/或含羟基脂肪三元酸,更具体包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸和多元醇酯化、缩聚得到,所述衣康酸和多元醇的摩尔比为(1~2):1,优选(1.1~1.3):1。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸、含羟基多元酸和多元醇酯化、缩聚得到,所述衣康酸、含羟基多元酸摩尔比为(2~10):1,优选(4~9):1,;衣康酸和含羟基多元酸的总摩尔量和多元醇的摩尔比为(1~2):1,优选(1.1~1.3):1。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的制备原料包括:衣康酸、多元醇、酯化催化剂、阻聚剂、缩聚催化剂。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的制备原料还包括含羟基脂肪多元酸。
在本发明的一些实例中,所述酯化催化剂包括对甲基苯磺酸、浓硫酸、磷酸、氧化锡中的至少一种。所述酯化催化剂的质量为衣康酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形);或者,所述酯化催化剂的质量为衣康酸、含羟基脂肪多元酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸、含羟基脂肪多元酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形)。
在本发明的一些实例中,所述阻聚剂包括对二苯酚、对羟基苯甲醚、对叔丁基邻苯二酚、环烷酸铜中的至少一种,优选包括对二苯酚、对羟基苯甲醚中的至少一种。所述阻聚剂的质量为衣康酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形);或者,所述阻聚剂的质量为衣康酸、含羟基脂肪多元酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸、含羟基脂肪多元酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形)。
在本发明的一些实例中,所述缩聚催化剂包括二月桂酸二丁基锡、乙二醇锑、二氧化锗、氯化铝、钛酸四丁酯中至少一种,优选包括二月桂酸二丁基锡、钛酸四丁酯的至少一种。所述缩聚催化剂的质量为衣康酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形);或者,所述缩聚催化剂的质量为衣康酸、含羟基脂肪多元酸、多元醇总质量的0.3%~0.7%(对应水性衣康酸基不饱和聚酯由衣康酸、含羟基脂肪多元酸和多元醇酯化、缩聚得到的情形)。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯的制备方法包括如下步骤:
将衣康酸、多元醇、酯化催化剂、阻聚剂混合,进行酯化反应,得到酯化产物;
将所述酯化产物与缩聚催化剂混合,进行缩聚反应得到所述水性衣康酸基不饱和聚酯。
当水性衣康酸基不饱和聚酯的制备原料还包括含羟基脂肪多元酸时,所述含羟基脂肪多元酸与衣康酸、多元醇、酯化催化剂、阻聚剂一起混合进行酯化反应。
在本发明的一些实例中,所述酯化反应和缩聚反应的温度独立为130℃~160℃;所述酯化反应和缩聚反应的时间独立为2~4h。
在本发明的一些实例中,所述酯化反应和缩聚反应均在保护氛围下进行,且所述缩聚反应在真空条件下进行,该真空条件对应的压强为-0.09~0.095Mpa。
在本发明的一些实例中,所述丙烯酸改性不饱和植物油包括环氧棕榈油丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、环氧亚麻油丙烯酸酯、环氧麻风树籽油丙烯酸酯中的至少一种,优选环氧棕榈油丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯中的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述丙烯酸改性不饱和植物油由环氧化植物油与丙烯酸进行酯化反应得到。
在本发明的一些实例中,所述环氧化植物油中环氧基与丙烯酸中羧基的摩尔比为0.9~1.5:1,优选1~1.2:1,更优选1.1:1。
在本发明的一些实例中,所述环氧化植物油包括环氧棕榈油、环氧大豆油、环氧亚麻油或环氧麻风树籽油的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述丙烯酸改性不饱和植物油的制备原料包括环氧化植物油、丙烯酸酯、催化剂和中和剂。所述催化剂包括对苯二酚,所述催化剂的质量为环氧化植物油和丙烯酸酯总质量的0.7~1.5%。所述中和剂包括三乙胺、碳酸氢钠、三乙醇胺、氨水中的至少一种,优选三乙胺。所述中和剂的用量可根据体系的酸值需要进行合理选择。
在本发明的一些实例中,所述丙烯酸改性不饱和植物油的制备方法包括如下步骤:将环氧化植物油、丙烯酸、催化剂和中和剂混合,进行酯化反应得到所述丙烯酸改性不饱和植物油。
在本发明的一些实例中,所述丙烯酸改性不饱和植物油的制备方法更具体包括如下步骤:将环氧化植物油加热至60~90℃,逐滴加入丙烯酸、中和剂和催化剂,升温至100~120℃进行酯化反应,得到所述丙烯酸改性不饱和植物油。
在本发明的一些实例中,所述引发剂为光引发剂,包括光引发剂1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)、2959(2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)、184(1-羟基环己基苯基甲酮)的至少一种,优选2959(2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)。
在本发明的一些实例中,所述涂料助剂包括流平剂、中和剂、颜填料、成膜助剂、抗氧剂中的至少一种,可根据本领域通用技术以及实际需求进行合理选择。
在本发明的一些实例中,所述涂料助剂包括流平剂和中和剂。优选地,所述流平剂、中和剂在水性生物基涂料中的质量百分比为:流平剂0~3%,中和剂5~25%。
在本发明的一些实例中,所述中和剂包括三乙胺、碳酸氢钠、三乙醇胺、氨水中的至少一种,优选三乙胺。
在本发明的一些实例中,所述流平剂包括丙烯酸类流平剂、氟改性丙烯酸类流平剂的至少一种。优选地,所述流平剂包括BYK-358N、AKN-1158、HY-3777、OP-8035/KH的至少一种。
在本发明的一些实例中,所述水性生物基涂料包括如下质量百分比的组分:
水性衣康酸基不饱和聚酯20~45%
丙烯酸改性不饱和植物油5~40%
流平剂0~3%
中和剂5~25%
引发剂0.5~4%
水余量。
在本发明的一些实例中,所述水性生物基涂料包括如下质量百分比的组分:
水性衣康酸基不饱和聚酯30~45%
丙烯酸改性不饱和植物油5~30%
流平剂0~3%
中和剂5~25%
引发剂0.5~4%
水余量。
在本发明的一些实例中,所述水性生物基涂料包括如下质量百分比的组分:
水性衣康酸基不饱和聚酯32~42%
丙烯酸改性不饱和植物油15~30%
流平剂1~2%
中和剂5~18%
引发剂1~3.5%
水余量。
本发明的第二方面是提供所述水性生物基涂料的制备方法,包括如下步骤:将水性衣康酸基不饱和聚酯、丙烯酸改性不饱和植物油、引发剂混合,得到所述水性生物基涂料。
在本发明的一些实例中,水性生物基涂料的组分含有涂料助剂,所述涂料助剂包括流平剂、中和剂,所述水性生物基涂料的制备方法更具体包括如下步骤:
将水性衣康酸基不饱和聚酯、中和剂与水混合,得到水性衣康酸基不饱和聚酯乳液;
将所述水性衣康酸基不饱和聚酯乳液与丙烯酸改性不饱和植物油、流平剂混合,得到混合料;
将所述混合料与引发剂混合,得到水性生物基涂料。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯乳液的pH为6~7。
在本发明的一些实例中,所述制备水性衣康酸基不饱和聚酯乳液的步骤更具体为:将水性衣康酸基不饱和聚酯加热至50~70℃,加入中和剂保温搅拌,控制pH值为6~7,并加入水,在转速150~300r/min条件下,搅拌0.5~2h,得到水性衣康酸基不饱和聚酯乳液。
在本发明的一些实例中,所述水性衣康酸基不饱和聚酯乳液与丙烯酸改性不饱和植物油、流平剂在200~400r/min条件下,搅拌混合1~3h,得到所述混合料。
在本发明的一些实例中,所述混合料与引发剂的混合在200~400r/min搅拌条件下进行,搅拌时间为20~60min。
本发明的第三方面是提供所述水性生物基涂料在皮革、金属、玻璃或木器的表面涂饰中的应用。
本发明的第四方面是提供所述水性生物基涂料的使用方法,包括如下步骤:将所述水性生物基涂料涂覆在基材表面,光固化后形成涂层。
在本发明的一些实例中,所述基材包括皮革、金属、玻璃、木器中的至少一种。
相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
1)本发明的水性生物基涂料采用部分不饱和植物油取代水性衣康酸基不饱和聚酯,将不饱和植物油的柔性链段与较高活性的碳碳双键引入涂料体系,成为涂料体系的重要组成部分,提高涂层柔韧性与硬度,提高涂层交联密度,改善涂层综合性能;
2)本发明的水性生物基涂料可进行紫外光固化,VOC排放低,能耗低,且为水性涂料,绿化环保;
3)本发明采用的树脂安全环保、粘度低、合成工艺简单、涂膜性能优良,可应用于环保型水性涂料、水性油墨等领域。
具体实施方式
以下结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。以下实施例中所用的原料,如无特殊说明,均可从常规商业途径得到;所采用的工艺,如无特殊说明,均采用本领域的常规工艺。
以下各实施例和对比例中所用的部分原料制备方法如下:
1、聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯的制备:
(1)将衣康酸、柠檬酸、己二醇、对甲基苯磺酸和对二苯酚装入反应釜,在氮气保护下升温至150℃左右并强烈搅拌3h进行酯化反应。
(2)酯化反应结束后,称量二月桂酸二丁基锡加入反应器中,减压至-0.095Mpa并在150℃左右进行缩聚反应3h,得到聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯。
其中衣康酸、柠檬酸、己二醇的摩尔比为1.02:0.18:1,对甲基苯磺酸、对二苯酚和二月桂酸二丁基锡的质量独立地为衣康酸、柠檬酸、己二醇总质量的0.5%。
所得聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯的酸值为147.1mg KOH/g、羟值为13mg KOH/g、分子量范围为730~1150g/mol、酯化率高于84.7%。
2、聚衣康酸-酒石酸-己二醇酯的制备:
与聚衣康酸-柠檬酸-己二醇相似,不同之处只是将柠檬酸替换为酒石酸,且衣康酸、酒石酸、己二醇的摩尔比为0.96:0.24:1。
3、聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯
与聚衣康酸-柠檬酸-己二醇相似,不同之处只是将己二醇替换为丁二醇。
4、环氧棕榈油丙烯酸酯
环氧棕榈油丙烯酸酯按照文献“李婷婷,张志明,彭聪.环氧化食用油丙烯酸酯的制备与表征[J].化学世界,2014,55(06):355-358.DOI:10.19500/j.cnki.0367-6358.2014.06.012”的方法合成。
具体地,在反应釜中加入一定量的环氧化棕榈油,搅拌、升温至80℃,用逐步滴加按一定比例配置的丙烯酸、三乙胺、对苯二酚的混合溶液,1.5h内滴完。升温至指定温度110℃左右,恒温反应8h,即得环氧棕榈油丙烯酸酯。
其中,环氧化棕榈油中的环氧基与丙烯酸中羧基的摩尔比为1.1:1;三乙胺、对苯二酚的质量独立地为环氧化棕榈油、丙烯酸总质量的1%。
5、环氧大豆油丙烯酸酯
与环氧棕榈油丙烯酸酯相似,不同之处在于将环氧化棕榈油替换为环氧化大豆油。
实施例1
将17.50g聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加5.22g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入10.21g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入7.65g环氧棕榈油丙烯酸酯和0.52gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.64g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
实施例2
将14.21g聚衣康酸-酒石酸-己二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加3.77g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入11.25g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入10.68g环氧棕榈油丙烯酸酯和0.41gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.57g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
实施例3
将15.64g聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加4.58g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入9.67g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入9.13g环氧大豆油丙烯酸酯和0.65gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.60g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
实施例4
将16.17g聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加4.89g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入9.67g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入9.97g环氧棕榈油丙烯酸酯和0.77gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.61g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
对比例1
本对比例提供一种单独以水性衣康酸基不饱和聚酯作为涂料树脂,不含丙烯酸改性不饱和植物油的水性生物基UV涂料,具体制备方法如下:
将18.43g聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加4.97g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入15.71g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中加入0.62gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.53g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
对比例2
本对比例提供一种单独以丙烯酸改性不饱和植物油作为涂料树脂,不含水性衣康酸基不饱和聚酯的水性生物基UV涂料,具体制备方法如下:
将16.11g环氧棕榈油丙烯酸酯装入反应釜,升温至60℃,滴加1.21g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入12.88g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到环氧棕榈油丙烯酸酯乳液。按照配方向环氧棕榈油丙烯酸酯乳液中加入0.51gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.50g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
对比例3
本对比例提供一种衣康酸基不饱和聚酯的水性生物基UV涂料,相较实施例1~4主要区别在于增加了丙烯酸改性不饱和植物油比例,具体制备方法如下:
将7.24g聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加2.12g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入14.67g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入18.97g环氧棕榈油丙烯酸酯和0.76gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.60g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
对比例4
本对比例提供一种衣康酸基不饱和聚酯的水性生物基UV涂料,相较实施例1~4主要区别在于增加了丙烯酸改性不饱和植物油比例,具体制备方法如下:
将5.79g聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯装入反应釜,升温至60℃,滴加1.66g中和剂三乙胺保温搅拌,控制pH值在6和7之间,并加入15.67g稀释剂水,在转速200r/min条件下,搅拌1h,得到衣康酸基不饱和聚酯乳液。按照配方向衣康酸基不饱和聚酯乳液中依次加入20.58g环氧棕榈油丙烯酸酯和0.71gBYK-358N流平剂,转速300r/min条件下,搅拌混合2h,得到混合料。向混合料加入0.63g光引发剂2959,转速不变,继续搅拌30min,得到水性生物基UV涂料。
经换算,实施例1~4和对比例1~4的水性生物基UV涂料的原料组成如下表1和表2所示。
表1.实施例1~4水性生物基UV涂料的原料组成(质量百分比%)
表2.对比例1~4水性生物基UV涂料的原料组成(质量百分比%)
将上述实施例1~4得到的水性生物基UV涂料涂覆于经打磨过后的马口铁片进行紫外光固化,再进行性能测试,其结果见表3和表4。紫外固化条件:紫外光功率为1kW,样品和光源距离为20cm,固化时间为20~30s,膜厚为50μm。
表3实施例1~4水性生物基UV涂料性能测试结果
表3对比例1~4水性生物基UV涂料性能测试结果
测试结果显示,将水性衣康酸基不饱和聚酯与丙烯酸改性不饱和植物油共同搭配作为涂料树脂,所得涂料相较单独以水性衣康酸基不饱和聚酯或丙烯酸改性不饱和植物油为树脂下,同时具有更优异的柔韧性和附着力,改善了涂层综合性能。同时,若丙烯酸改性不饱和植物油用量过多,则所制备涂层附着力性能较差。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性生物基涂料,其特征在于:所述水性生物基涂料包括如下的组分:水性衣康酸基不饱和聚酯,丙烯酸改性不饱和植物油,引发剂,所述水性衣康酸基不饱和聚酯和丙烯酸改性不饱和植物油的质量比为1:0.2~2.5。
2.根据权利要求1所述水性生物基涂料,其特征在于:所述水性衣康酸基不饱和聚酯和丙烯酸改性不饱和植物油的质量比为1:0.4~2。
3.根据权利要求2所述水性生物基涂料,其特征在于:所述水性生物基涂料还包括涂料助剂,各组分在水性生物基涂料中的质量百分比为:水性衣康酸基不饱和聚酯20~45%,丙烯酸改性不饱和植物油5~40%,引发剂0.5~4%,涂料助剂5~25%。
4.根据权利要求1~3任一项所述水性生物基涂料,其特征在于:所述水性衣康酸基不饱和聚酯包括聚衣康酸-己二醇酯、聚衣康酸-丙二醇酯、聚衣康酸-丁二醇酯、聚衣康酸-戊二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-己二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-丙二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-丁二醇酯、聚衣康酸-柠檬酸-戊二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-丙二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-丁二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-戊二醇酯、聚衣康酸-酒石酸-己二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-丙二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-丁二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-戊二醇酯、聚衣康酸-苹果酸-己二醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述水性生物基涂料,其特征在于:所述水性衣康酸基不饱和聚酯的酸值为90~150mg KOH/g。
6.根据权利要求4所述水性生物基涂料,其特征在于:所述水性衣康酸基不饱和聚酯的羟值范围为10~50mg KOH/g。
7.根据权利要求1所述水性生物基涂料,其特征在于:所述丙烯酸改性不饱和植物油包括环氧棕榈油丙烯酸酯、环氧大豆油丙烯酸酯、环氧亚麻油丙烯酸酯、环氧麻风树籽油丙烯酸酯中的至少一种。
8.权利要求1~7任一项所述水性生物基涂料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将水性衣康酸基不饱和聚酯、丙烯酸改性不饱和植物油、引发剂混合,得到所述水性生物基涂料。
9.权利要求1~7任一项所述水性生物基涂料在皮革、金属、玻璃或木器的表面涂饰中的应用。
10.权利要求1~7任一项所述水性生物基涂料的使用方法,包括如下步骤:将所述水性生物基涂料涂覆在基材表面,光固化后形成涂层。
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