[发明专利]一种水性紫外光-热双固化涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料及其制备领域，尤其涉及一种水性紫外光-热双固化涂料及其制备方法。

背景技术

涂料是一种涂布于物体表面，在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。伴随着国民经济各行业的发展，作为为其配套的涂料工业从一个极不引人注目的小行业逐步发展成为国民经济各领域必不可少的重要行业。目前我国使用的涂料最主要的是光固化和热固化涂料。

紫外光固化涂料又称光敏涂料是以紫外光为涂料固化能源引发树脂进行聚合的一种涂料，这种涂料不需加热，可在纸张、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜。但是紫外光固化涂料的几方面的缺点：(1)对于异形件结构基材，由于存在阴影导致了固化不完全；(2)含有吸收或阻碍紫外光的大量填料的紫外光固化涂料，无法完全固化。

紫外光-热双固化涂料在一定程度上弥补了上述单一紫外光固化的不足，已经成功地运用在了水性聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料领域。Decker(Macromol.Mater.Eng.2003，288，17～28)报道了一种阴离子水性聚氨酯丙烯酸酯紫外光-热双固化涂料，聚氨酯丙烯酸酯结构中的丙烯酸酯的双键在紫外光下可以完成紫外光固化，支链上的1，2，4-三氮唑保护的异氰酸酯基团在120℃高温下去保护后与分子中的羟基可以完成热固化，从而完成整个双固化过程。专利200810051528.6报道了一种抗氧阻效应的紫外光-热双固化涂料组合物，组合物中含有聚氨酯类紫外光固化低聚体和热固化多羟基低聚体；专利200810051577.X报道了一种水性紫外光-热双固化涂料，该涂料组合物由聚氨酯类型的水性树脂构成。以上报道的都是聚氨酯类双固化涂料，这类涂料的缺点主要有遇潮起泡、硬度差以及漆膜粉化等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种环保的紫外光-热双固化涂料，所述双固化涂料既具有高硬度又耐起泡。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种水性紫外光-热双固化涂料组合物，按重量份数计，包括：

环氧树脂                    20～42份；

水性环氧丙烯酸酯低聚体      36.5～48.8份；

水性固化剂                  31-63份；

光引发剂                    2.9～7.5份；

流平剂                      0.9～3.5份；

消泡剂                      0.5～2.0份。

优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛类环氧树脂。

优选的，所述水性环氧丙烯酸酯低聚体为非离子、阳离子和阴离子水性环氧丙烯酸酯低聚体。

优选的，所述非离子水性环氧丙烯酸酯低聚体为式I所示的化合物：

式I；

其中R₁为丙烯酸或甲基丙烯酸失去α氢形成的取代基；m＝2～30；n＝1～50。

优选的，所述的阳离子水性环氧丙烯酸酯低聚体为式II所示的化合物：

式II；

其中R₁为丙烯酸或甲基丙烯酸失去α氢形成的取代基；R₂为氯离子、硫酸根、醋酸根或羟基乙酸根；m＝2～30；n＝1～50。

优选的，所述的阴离子水性环氧丙烯酸酯低聚体为式III所示的化合物：

式III

其中R₁为丙烯酸或甲基丙烯酸；R₃为N，N-二甲基乙醇胺或三乙胺形成的正离子；m＝2～30；n＝1～50。

优选的，所述水性固化剂为：上海汉中化工有限公司生产的H206B、H205B、H202B、H208B或Air-Products公司生产的Anquamine 670中的一种或多种。

优选的，所述光固化剂为：50％质量的1-羟基环己基苯基甲酮和50％质量的二苯甲酮混合物、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种。

本发明还提供了一种水性紫外光-热双固化涂料的制备方法，其特征在于，包括：

将环氧树脂、水性固化剂以及水性环氧丙烯酸酯低聚体加入混合，得到混合溶液；

在搅拌下加入光引发剂、流平剂以及消泡剂，得到水性紫外光-热双固化涂料；

所述水性紫外光-热双固化涂料按重量份数计，包括：