[发明专利]一种水性紫外光固化汽车罩光漆及其制法

说明书

技术领域

该发明涉及一种汽车罩光漆的制备，具体地说是一种水性紫外光固化汽车罩光漆的制备。

技术背景

紫外光固化涂料是20世纪60年代出现的一种环保、节能的涂料，由于其具有固化速度快、溶剂型排放少、节省能源、适宜于大工业化流水线生产等特点，发展十分迅速，以每年20％的速度增长，到目前为至，已经广泛地应用到了家具、医疗器械、感光信息记录、光纤材料等领域。然而，在汽车涂料的领域的商品化产品和研究非常少，仅仅出现了一些紫外光固化原子灰的产品，使用的是传统的溶剂型紫外光固化树脂作为基体树脂，因而体系中含有大量的丙烯酸酯单体活性稀释剂，这些小分子活性稀释剂在使用过程中会挥发出来，对人体皮肤、眼睛造成强烈的刺激作用，因而，无丙烯酸单体稀释剂的水性紫外光固化涂料的研究非常重要，目前为止，水性紫外光汽车涂料的研究尚无报道。

汽车罩光漆作为汽车最外层的一层涂膜，要求具有高的光泽度、良好的耐酸、耐碱、耐汽油等性能，并且要求具有良好的耐侯性，往往使用双组份聚氨酯作为罩光漆的基体树脂，其固化温度为220-250℃高温固化30min，需要消耗大量的能力。硅氧烷由于Si-O键键能大、表面能低等特点，具有优良的耐耐候性，已经广泛地应用在了对丙烯酸树脂进行改性，用于汽车高固体份涂料。本发明中将含有不饱和双键的硅氧烷引入了聚氨酯的主链结构中，充分发挥了聚氨酯耐酸、耐碱、耐油性能，同时利用了不饱和双键，可以进行紫外光固化，通过主链结构中的亲水基团的引入，使得该基体树脂为水性树脂，通过配方优化制备了水性紫外光汽车罩光漆。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种水性紫外光固化汽车罩光漆及其制备方法，本发明提供的紫外光水性涂料不仅具有高的光泽度、优异的耐酸、耐碱、耐汽油以及优良的耐候性等性能，更为重要的是不需要高温烘烤，在紫外光的照射下，就能快速固化，没有任何丙烯酸单体稀释剂的挥发，不会对人体造成任何的职业危害，具有环保、节能的特点。

本发明提供了一种具有式(I)结构的化合物：

其中，R1为二异氰酸酯基；

R2为聚合物二元醇基；

R3为二羟基羧酸基时，R4为叔胺基；R3为二羟基氨基时，R4为质子酸基；

R5为丙烯酸酯基；

1≤n≤18。

本发明还提供了一种紫外光固化水性涂料，包括：

60～80重量份的水性聚氨酯丙烯酸酯，所述水性聚氨酯丙烯酸酯具有式(I)结构；

10～18重量份的水；

5～9重量份的水性成膜助溶剂；

0.2～0.6重量份的抗氧剂；

1～3重量份的稳定剂；

1.3～3重量份的水性润湿剂；

0.5～0.7重量份的水性消泡剂；

0.3～0.9重量份的水性流平剂；

3～5重量份的光引发剂。

优选的，所述水性聚氨酯丙烯酸酯按照以下方法制备：

将聚合物二元醇、二巯基化合物和二异氰酸酯混合，75℃～80℃时发生反应，得到第一中间产物；

35℃～80℃时向所述第一中间产物中加入丁酮、亲水性二元醇和三羟甲基丙烷，继续反应，得到第二中间产物；

60℃～80℃时向所述的第二中间产物中加入对羟基苯甲醚和羟基丙烯酸酯，继续反应，得到第三中间产物；

75℃～80℃时向所述的第三中间产物中加入二月桂酸二丁基锡，然后滴加乙烯基三乙氧基硅烷，继续反应，得到第四中间产物；

40℃～45℃时向所述第四中间产物中加入中和剂，搅拌中和后除去丁酮，得到水性聚氨酯丙烯酸酯。

优选的，所述聚合物二元醇为数均分子量为4000～10000道尔顿的聚合物二元醇，包括聚酯二元醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇或聚碳酸酯二醇。

优选的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。

优选的，所述亲水性二元醇为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺或N-丁基二乙醇胺。

优选的，所述羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、羟基丙烯酸酯或三羟甲基二丙烯酸酯或丙烯酸羟丙酯。

优选的，所述中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺或冰醋酸、羟基乙酸或硫酸。

优选的，所述水性流平剂为丙烯酸酯类流平剂或有机硅类流平剂。