[发明专利]UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料及制法

说明书

 

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料，一种适用于纸张上光，可在不影响纸张性能的情况下，在纸张表面覆上一层起装饰和保护作用的薄膜。

背景技术

近年来，世界环保法规日益完善，人们的环保意识也在不断增强，低污染、高性能也成为化工产品的新要求。在涂料领域，高固体份涂料及粉末涂料也在市场上出现了相应的产品，但高固体份涂料限制了其施工工艺，使用粉末涂料时也对基材的耐热性提出了较高的要求。目前应用较多的纸张上光涂料是水性聚丙烯酸酯类上光涂料，该类型的涂料需在加热或红外线照射下干燥成膜，生产周期长，效率不高。所以，把环保型水性涂料与生产周期短、效率高、性能优异的UV固化纳米杂化涂料相结合也成为人们研究的热点。

发明内容

本发明提供了UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料及制法，该涂料在施工时使用UV照射使液态的涂料快速固化成膜。配制时采用可光固化的环氧丙烯酸酯作为主体成膜树脂，用环氧树脂、聚乙二醇、丙烯酸或环氧树脂、聚乙二醇、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙烯酸反应产物做可聚合乳化剂，既可使可聚合乳化剂参与固化，提高固化膜的性能，又能保证不溶于水的环氧丙烯酸酯、活性稀释剂能够在水中均匀的分散，形成稳定的乳液。用水做溶剂，减小了涂料的气味及可挥发性物质的用量，符合环保、安全、易于施工的要求。

为解决上述技术问题,实现上述技术效果,本发明采用了以下技术方案: 

UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料，其基本组成成分及重量百分比为：

环氧丙烯酸酯           20-30%

活性稀释剂             10-15%

光引发剂               3-6%

可聚合乳化剂           5-10%

助剂                   0.5-5%

反应性纳米粒子填料     5-8%

水                     40-60%

UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）先将20-30%的环氧丙烯酸酯，10-15%的活性稀释剂，3-6%的光引发剂，0.5-5%的助剂混合均匀；

步骤2）然后加入5-10%的可聚合乳化剂，搅拌均匀； 

步骤3）最后加入5-8%的反应性纳米粒子填料与40-60%的水混合溶液，高速搅拌均匀，即得到UV固化纳米杂化环氧丙烯酸酯乳液纸张上光涂料。

进一步的，所述环氧丙烯酸酯的制备步骤为：

步骤1）在反应釜中加入一定量的环氧树脂E-44和阻聚剂4-甲氧基酚，在70℃搅拌均匀，然后滴加丙烯酸和催化剂混合溶液，半小时滴完，保温反应0.5h；

步骤2）升温到95℃继续反应，每隔1h取样滴定体系的酸值，直至酸值小于0.5mgKOH/g。

进一步的，所述活性稀释剂是含两个双键双官能团的丙烯酸酯、含三个双键三官能团的丙烯酸酯、含四个双键四官能团的丙烯酸酯中的一种或一种以上。

进一步的，所述光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮（1173）、二苯甲酮、2-羟基-4-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯甲酮（2959）中的一种或一种以上。

进一步的，所述可聚合乳化剂是环氧树脂、聚乙二醇、丙烯酸、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的两种或两种以上的物质反应的产物。

进一步的，所述助剂是流平剂、非反应性聚硅氧烷与乙二醇的共聚物、特殊改性有机硅类耐磨增滑剂、高密度聚乙烯蜡乳液、水性蜡微分散体、水性光油耐磨剂、防滑抗刮剂、水性滑爽剂中的一种或一种以上。

进一步的，所述反应性纳米粒子填料是经过改性的反应性纳米Al₂O₃、SiO₂中的一种或一种以上，具体步骤为：

步骤1）将一定量的纳米粒子，KH-570，乙醇加到250ml三口烧瓶中混合，边搅拌边升温到乙醇沸点以上，搅拌反应4-5h；

步骤2）将产物离心分离沉淀，用乙醇萃取16h；

步骤3）已处理的纳米粒子，风干，然后置于80℃（真空），放置24h，即得到KH-570改性的纳米粒子。

进一步的，所述用水是实验室自制蒸馏水。