[发明专利]一种紫外光常温双固化涂料组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料组合物领域，尤其涉及一种紫外光常温双固化涂料组合物及其制备方法。

背景技术

紫外光固化涂料具有高效、节能、生成效率高、涂层耐磨、硬度高、附着力强、耐腐蚀性能优良和生产成本低等优点。但是紫外光固化涂料在光固化过程中会存在小区域阴影固化不完全，使得漆膜性能较差。另外，现有的紫外光固化涂料中的活性稀释单体含有大量VOC(挥发性有机化合物)，对环境存在污染。紫外光-热双重固化涂料避免了上述单一紫外光固化的缺陷。

CN101418147A中公开了一种水性紫外光-热双固化涂料组合物及其制备方法，该涂料组合物的重量百分含量为水性聚氨酯丙烯酸酯低聚体3.5-60％，水性聚氨酯多元醇低聚体17-47％，水性固化剂20-49％，光引发剂0.4-9％，助剂0.4-9％。该双固化涂料在紫外光照射下能进行双键交联，然后在加热条件下异氰酸酯基与羟基发生交联，从而实现紫外光-热双重固化。但是，采用该双固化涂料组合物在表面结构复杂的基体上成膜时，在紫外光阴影区域漆膜不能固化或固化不完全，需加热才能完成固化，因此能耗要求较高。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在固化不完全且固化能耗要求高的问题。

本发明提供了一种紫外光常温双固化涂料组合物，含有主体树脂和水性固化剂；所述主体树脂为水性丙烯酸异氰酸酯低聚体和环氧改性丙烯酸多元醇低聚体；所述环氧改性丙烯酸酯多元醇低聚体具有式1所示结构：

其中，R₁为二羟基甲基丙烯酸酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯；R₂为聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或是聚丙二醇；R₃为甲苯、二苯基甲烷或二环己基甲烷，x为3-200的整数，m为3-200的整数。

本发明还提供了一种紫外光常温双固化涂料组合物的制备方法，包括将含有主体树脂与水性固化剂的混合物混合均匀，所述主体树脂为水性丙烯酸异氰酸酯低聚体和环氧改性丙烯酸多元醇低聚体；其特征在于，所述环氧改性丙烯酸多元醇低聚体具有式1所示结构。

本发明提供的紫外光常温双固化涂料组合物，不含有VOC，对环境无污染；同时本发明通过对涂料组合物的组分及含量进行选择，使得本发明的紫外光常温双固化涂料组合物在紫外光条件下通过丙烯酸基团的双键进行交联固化；环氧改性丙烯酸多元醇低聚体含有环氧基团，可改善固化后形成漆膜的性能；常温条件下，环氧改性丙烯酸多元醇低聚体中的环氧基团、羟基继续与水性固化剂发生交联。该第二步交联反应无需在加热条件下进行，可降低能耗，并提高漆膜的各种性能：从表2的测试结果可以看出，本发明实施例1的涂料组合物常温固化24h后，漆膜的硬度达到5H，冲击强度为50cm，柔韧性为1mm，附着力为1级。

具体实施方式

本发明提供了一种紫外光常温双固化涂料组合物，含有主体树脂和水性固化剂；所述主体树脂为水性丙烯酸异氰酸酯低聚体和环氧改性丙烯酸多元醇低聚体；所述环氧改性丙烯酸多元醇低聚体具有式1所示结构：

其中，R₁为二羟基甲基丙烯酸酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯；R₂为聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或是聚丙二醇；R₃为甲苯、二苯基甲烷或二环己基甲烷，x为3-200的整数，m为3-200的整数。

本发明所述紫外光常温双固化涂料组合物的固化机理为：在紫外光照射下，主体树脂中的水性丙烯酸异氰酸酯低聚体(记为A组分)以及环氧改性丙烯酸多元醇低聚体(记为B组分)中的丙烯酸碳碳双键发生交联；紫外光固化完成后，涂料组合物中除双键以外的活性基团继续与水性固化剂发生交联固化，从而实现常温固化，最后形成漆膜。本发明的发明人通过大量实验发现，本发明的紫外光常温双固化涂料组合物中采用B组分时，环氧基团与水性固化剂交联度较高，并能促进羟基与水性固化剂的交联反应，因此能有效提高本发明的紫外光常温双固化涂料组合物的常温固化性能，从而使得紫外光固化时未完全固化区域可进一步发生固化交联，从而提高漆膜性能。

优选情况下，R₁为丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟乙酯；R₂为聚酯二元醇或聚丙二醇；R₃为二苯基甲烷或二环己基甲烷。

本发明中，以紫外光常温双固化涂料组合物的质量为基准，A组分的含量为5-60％，B组分的含量为20-45％，水性固化剂的含量为15-30％。优选情况下，A组分的含量为20-55％，B组分的含量为30-45％，水性固化剂的含量为20-30％。