CN1696226A - 紫外光固化皮革或人造革水性涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域中的水性光固化涂料，特别涉及应用于皮革或人造革加工等行业的紫外光固化皮革或人造革水性涂料。以重量百分比计，所述的涂料的组份及含量为：水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯30～80％，水性丙烯酸酯单体0～30％，去离子水18～65％，光引发剂1～10％。涂料经紫外光固化后，所得漆膜平整光滑，附着力好，具有优异的低温柔韧性，极大地改善了被装饰的表观质量。
Description
技术领域
本发明属于化工领域中的水性光固化涂料，特别涉及应用于皮革或人造革加工等行业的紫外光固化皮革或人造革水性涂料。
背景技术
传统的皮革、人造革表面处理包括溶剂型单组份聚氨酯、双组份聚氨酯，固含量一般为30～40％，对环境污染较大。经单组份聚氨酯处理的皮革施工简单、干燥速度快，但涂膜耐溶剂性、耐腐蚀性、耐磨性较差；双组份聚氨酯综合性能较好，但干燥时间慢、生产效率较低，应用水性聚氨酯体系处理皮革、人造革表面，是目前制革领域的一种新趋势，光固化水性体系兼顾了水性体系和光固化体系的优点。美国专利4268580报道了用丙烯酸酯共聚物，苯乙烯，丙烯酸环氧树脂，醋酸丁酯为原料的光固化溶剂型皮革涂料。美国专利6599955还报道了可用于金属，塑料，皮革等表面处理的光固化丙烯酸聚氨酯油性体系。水性光固化体系在皮革，人造革上的应用目前未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外光固化皮革或人造革水性涂料，并将其应用于皮革、人造革等物质的表面罩光及保护，用以改善这些物质的表观质量，提高其耐磨、耐水、耐老化、耐擦、抗化学药品等性能。
本发明的技术解决方案是：涂料采用低温柔韧性好、水分散性稳定、固化速度快的水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂作为光活性预聚体，根据需要加入适量水性丙烯酸酯单体，再加入光引发剂。
本发明的紫外光固化皮革或人造革水性涂料组份及含量如下，以重量百分比计：
水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯 30～80％
水性丙烯酸酯单体 0～30％
去离子水 18～65％
光引发剂 1～10％
所述的水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯可用脂肪族或芳香族多异氰酸酯、2，2-二羟甲基丙酸、聚四甲撑二醇、含羟基的丙烯酸酯单体、去离子水和溶剂DMF为原料合成。
其中：R1＝H或CH3
X是：
Y是
Z是聚四甲撑二醇。
Z是聚四甲撑二醇(Mn＝2000)或聚四甲撑二醇(Mn＝1000)或它们之间的任意混合物。合成水性聚氨酯丙烯酸酯所用聚四甲撑二醇能提供涂层十分优良的耐水性、耐绕曲疲劳性、低温柔韧性，从而满足经处理后的皮革或人造革的使用条件。
可以使用的多异氰酸酯有六次甲基二异氰酸脂(HDI)、甲苯二异氰酸脂，其中使用HDI合成的水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂具有优良的耐候性。
可以使用的带羟基的丙烯酸酯单体有丙烯酸羟乙酯。
使用2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)，在聚氨酯丙烯酸酯树脂主链上引入羧基，最终获得水性聚氨酯丙烯酸酯树脂。N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的使用是为了DMPA更好的溶于反应体系，促进反应顺利进行。
合成反应所用催化剂为二月桂酸二丁基錫(树脂用量的0.005～0.01Wt％)，阻聚剂为对羟基苯甲醚(0.05～0.1Wt％)。
所述的水性丙烯酸酯单体包括烷氧化的单官能度或多官能度丙烯酸酯，如2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇单羟基丙烯酸酯或它们的任意混合物。
所述的光引发剂包括4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟基-1-环己基苯甲酮、低聚-羟基酮或它们之间的任意混合物。
本发明的紫外光固化皮革或人造革水性涂料的制备方法是将上述各组份按比例混合后，在40～50℃下搅拌约0.5小时左右，用200目滤布过滤后包装，即得本发明所述紫外光固化皮革或人造革水性涂料。
本发明涂料为皮革、人造革等的表面处理提供了一种性能优良的专用光固化水性涂料，所得涂膜平整、光滑、耐温、耐油等，同时具有极佳的低温耐韧性。
本发明涂料涂饰后的皮革，具有光泽高、手感好、耐磨耗、不易断裂、弹性好、耐低温性和耐绕曲性能优良等特点；此外，本发明乳液对织物的成膜性好、粘接强度高，能赋予织物柔软、丰满的手感，改善织物耐磨性、抗皱性、回弹性、通透性、耐水性和耐热性等。
本发明的提出的水性光固化涂料的应用不仅具有高效节能、产品无毒、无污染，具有用水易清洗性，涂层可薄涂性，而且涂料所形成的膜光泽度高，手感好，具有十分优良的耐水性、耐绕曲疲劳性、低温柔韧性和抗菌性，能显著提高所涂物体的表观质量。作为顶层光亮剂在装饰方面达到了溶剂性涂饰的效果。能制备成固体含量范围为10～80Wt％的稳定乳夜，最高固体含量可达到80Wt％。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
合成实施例1.
水性芳香族聚氨酯丙烯酸酯(A-1)的制备
在装有回流冷凝管(带干燥管)、搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中加入2，2-羟甲基丙酸28克，加入50毫升干燥后的DMF使其完全溶解后，再加入聚四甲撑二醇(Mn＝2000)240克，开动搅拌，在40～50℃下加入甲苯二异氰酸脂80克，在55～65℃下恒温反应24小时，然后在此温度下滴加36克丙烯酸羟乙酯和0.2克催化剂二月桂酸二丁基錫和0.1克阻聚剂对羟基苯甲醚，反应2小时后，升温至85℃继续反应0.5小时，然后加入一定量的去离子水，搅拌均匀，即得产物A-1。
合成实施例2.
水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(A-2)的制备
在装有回流冷凝管(带干燥管)、搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中加入2，2-羟甲基丙酸28克，加入50毫升干燥后的DMF使其完全溶解后，再加入聚四甲撑二醇(Mn＝2000)240克，开动搅拌，在40～50℃下加入六次甲基二异氰酸脂75克，在55～65℃下恒温反应24小时，然后在此温度下滴加36克丙烯酸羟乙酯和0.2克催化剂二月桂酸二丁基錫和0.1克阻聚剂对羟基苯甲醚，反应2小时后，升温至85℃继续反应0.5小时，然后加入一定量的去离子水，搅拌均匀，即得产物A-2。
实施例1.
水性芳香族聚氨酯丙烯酸酯(A-1) 35％
乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 6％
去离子水 55％
4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮 4％
将上述各组份按比例混合后，在40～50℃下搅拌约0.5小时左右，用200目滤布过滤后包装，即得本发明所述紫外光固化皮革或人造革水性涂料。将此涂料喷涂于人造PU革上，50℃下流平3分钟，经紫外光照射固化后测其性能，所得结果见表1。
实施例2
水性芳香族聚氨酯丙烯酸酯(A-1) 40％
聚乙二醇丙烯酸酯 5％
去离子水 50％
4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮 5％
样品制作方法同实施例1，涂膜性能如表1。
实施例3
水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(A-2) 48％
去离子水 45％
4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮 5％
1-羟基-1-环己基苯甲酮 2％
样品制作方法同实施例1，涂膜性能如表1。
实施例4
水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(A-2) 75％
去离子水 22％
4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮 3％
样品制作方法同实施例1，涂膜性同样可达到实施利1的性能。
实施例5.
水性芳香族聚氨酯丙烯酸酯(A-1) 35％
聚乙二醇二丙烯酸酯和聚丙二醇单羟基丙烯酸酯的混合物 30％
去离子水 27％
4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮 8％
样品制作方法同实施例1，涂膜性同样可达到实施利1的性能。
表1 涂膜性能比较
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 备注 |
| 固化速度(米/分钟) | 15 | 13 | 10 | 2×5KW中压泵灯 |
| 60°光泽 | 93 | 92 | 90 | |
| 附着力(级) | 0～1 | 0～1 | 0～1 | 划格法 |
| 抗手印 | 好 | 好 | 好 | |
| 耐曲折(-20℃)10000次 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
Claims (5)
1.一种紫外光固化皮革或人造革水性涂料，其特征是：以重量百分比计，所述的涂料的组份及含量为：
水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯 30～80％
水性丙烯酸酯单体 0～30％
去离子水 18～65％
光引发剂 1～10％。
2.如权利要求1所述的涂料，其特征是：所述的水性脂肪族或芳香族聚氨酯丙烯酸酯的结构通式为：
其中：R1＝H或CH3；
X是：
或
Y是
Z是聚四甲撑二醇。
3.如权利要求1所述的涂料，其特征是：所述的水性丙烯酸酯单体包括2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇单羟基丙烯酸酯或它们的任意混合物。
4.如权利要求1所述的涂料，其特征是：所述的光引发剂包括4’-(2-羟乙氧基)-2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟基-1-环己基苯甲酮、低聚-羟基酮或它们之间的任意混合物。
5.如权利要求2所述的树脂，其特征是：所述的聚四甲撑二醇是分子量为1000、分子量为2000或分子量为1000和2000的聚四甲撑二醇混合物。
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