[发明专利]含低粘度多官能的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的高固体的可紫外线固化的涂料组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包含低粘度多官能的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的可紫外光固化的涂料组合物，该涂料组合物提供了优良的涂膜，不会导致环境或加工性问题。

背景技术

已经开发了多种涂料组合物，例如粉末涂料、水基涂料、可紫外光固化涂料以及高固体涂料的组合物，其中可紫外光固化的涂料组合物已被广泛使用。但是，典型的可紫外光固化的涂料组合物包含大量的例如含有45-60重量％的挥发性有机溶剂，在被用于喷涂、浸涂、流涂或旋涂时，其导致大气污染、工人的健康问题、已涂布基材的变形，以及无效的能源消耗。

因此，一直以来都需要开发一种环境友好的可紫外光固化的组合物，其可以使由于使用挥发性有机化合物而产生的问题减少到最小。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种高固体的可紫外光固化的涂料组合物，其含有低粘度的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物和10重量％或更少的有机溶剂，就得到具有改进性能的涂膜而言，该组合物具有改进的可加工性和环境可接受性。

根据本发明的一个方面，提供了一种可紫外光固化涂料组合物，其包含以所述组合物的总重量计(A)20-60重量％的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、(B)20-60重量％的可紫外光固化的单体、(C)1-10重量％的有机溶剂、以及(D)1-10重量％的光引发剂，其中所述氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物具有6-9个官能的丙烯酸酯基团，且其在室温下的粘度为500-30,000cps(厘泊)。

具体实施方式

本发明的高固体可紫外光固化的涂料组合物的特征在于，其包含在室温下具有低粘度的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(A)及少于10重量％的有机溶剂。

在本发明中，所述多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(A)优选具有6-9个官能的丙烯酸酯基团，且其在室温下的粘度为500-30,000cps。

在本发明中使用的多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(A)通过使具有三个或更多个异氰酸酯基团的多异氰酸酯与具有一个或更多个羟基和三个或更多个丙烯酰基的丙烯酸酯在金属催化剂和自由基聚合阻聚剂的存在下反应而得到。所述反应在50-80℃下进行，直到观察不到异氰酸酯(NCO)基团。丙烯酸酯的用量可以是基于1当量多异氰酸酯的1-1.2当量。

在本发明中使用的多异氰酸酯的代表性实例包括1，6-己二异氰酸酯三聚体、1，6-己二异氰酸酯缩二脲、1，6-己二异氰酸酯脲基甲酸酯等。

在本发明中使用的丙烯酸酯的代表性实例包括季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯等的混合物等，优选季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物。

优选季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物为具有高纯度的，且季戊四醇三丙烯酸酯的含量为50-60重量％，因为在合成过程中产生的作为杂质的痕量低聚物会影响多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的粘度。

反应中所用的金属催化剂的代表性实例包括锡系化合物，例如二月桂酸二丁基锡，以及胺化合物，例如DBU(1，8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳-7-烯)等，所述金属催化剂可以以催化有效量使用，优选量为100-500ppm。

在本发明中使用的自由基聚合阻聚剂的代表性实例包括氢醌、对-甲氧基苯酚、硝基苯、BHT(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)等，所述聚合阻聚剂可以以有效量使用，优选所述量为100-500ppm。

为了控制由以上反应得到的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的粘度，可以另外将稀释剂用于所述反应中。稀释剂的代表性实例包括有机溶剂，例如甲基异丁基酮、甲基乙基酮、二甲基酮、乙酸乙酯和乙酸正丁酯，或不含羟基的可紫外光固化的单体，例如六亚甲基二丙烯酸酯(HDDA)，或丙烯酸异冰片酯(IBOA)。为了不带来环境或加工问题，优选有机溶剂的用量为10重量％或更少，优选可紫外光固化单体的用量为30重量％或更少。

所得的低粘度多官能的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物中被加入可紫外光固化的单体(B)、有机溶剂(C)和光引发剂(B)，以得到本发明的高固体可紫外光固化的涂料组合物。

在本发明中，所述低粘度多官能的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(A)的用量为以所述组合物的总重量计20-60重量％，优选30-40重量％。当所述量多于60重量％时，由于存在过高的交联密度，经固化的涂膜变脆，并且会由于热量或冲击而产生裂缝，而当所述量少于20重量％时，所述涂膜的机械性能如硬度和耐磨性变差。