[发明专利]潮气、紫外光双重固化的聚氨酯木器涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型涂料：潮气、紫外光双重固化的紫外光固化涂料，特别是涉及一种绿色环保型的高固体份的聚氨酯—丙烯酸酯型紫外光固化木器涂料及其制备方法。

背景技术

从日常生活用品到国防尖端产品，从传统产业到高新技术部门，均需要涂料产品起保护、装饰作用或赋予特殊功能。随着社会的进步和人类认识水平的提高，人们已逐渐认识到了溶剂型涂料中的挥发性有机化合物和重金属对地球生态环境的破坏、人类的进一步发展所构成的威胁，随着中国社会对“节能减排”的推动，近年来紫外光固化涂料越来越受到重视，技术上越来越进步。

紫外光固化涂料的配方体系通常由光引发剂，反应性齐聚物和调节配方粘度的活性稀释单体、有机溶剂组成；具有固含量高、有机溶剂排放少、快速固化、漆膜性能好、生产时间短、生产效率高等特点，逐渐在各种材质的涂装中不断发展、壮大，使用量越来越多。但是，由于紫外光固化涂料是由紫外光照射而引发光聚合的，对于被涂装物品的涂装面有一些特殊要求：如紫外光固化的转化率受到限制、在有色体系中被遮盖而难以固化、在紫外光照射不到的阴影部分无法固化、固化对象的形状受到限制等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有紫外光固化木器涂料在不规则涂装面上、有色UV涂料的里面固化不完全、哑光UV漆里面固化不完全的现有紫外光固化木器涂料技术的缺点，提供一种双重固化的方法，制备出潮气固化与紫外光固化的双重紫外光固化木器涂料，该涂料具备光固化速度快、储存稳定性好、细度小、流平性好，漆膜耐水性好、耐溶剂性好、硬度高、耐冲击耐磨性好、光泽度高的特点。

本发明的另一目的在于提供上述潮气固化与紫外光固化的双重固化聚氨酯树脂的制备方法。

本发明还有一目的在于提供上述潮气固化与紫外光固化的双重固化聚氨酯树脂的应用，具体是以双重固化聚氨酯树脂为主要原料，加入光引发剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂、增稠剂和流变剂等助剂，配制成潮气固化与紫外光固化的双重固化木器涂料。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种潮气、紫外光双重固化的聚氨酯木器涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）聚氨酯初聚物I的合成：将二元醇预聚物升温至70～90℃，加入脂肪族二异氰酸酯和催化剂，搅拌反应1～2小时，反应完毕得到反应初聚物I；其中脂肪族二异氰酸酯与二元醇预聚物的摩尔比为（8～16）：1；

（2）聚氨酯预聚物II的合成：在步骤（1）所得的初聚物I中滴加二元醇、多元醇和丙酮，滴加时间控制在0.5～2小时，在温度为70～80℃条件下反应1～2小时，得聚氨酯预聚体II；所述二元醇、多元醇分别与步骤（1）中脂肪族二异氰酸酯的质量比为1：（3～12）和1：（15～60）；

（3）聚氨酯预聚体III的合成：将环氧树脂和丙酮加入到聚氨酯预聚物II中，控制反应温度为70～80℃，反应1～2小时，反应完毕得到聚氨酯预聚体III；所述环氧树脂与脂肪族二异氰酸酯的质量比为1：（6～18）；

（4）聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的合成：在聚氨酯预聚体III中加入羟基丙烯酸酯，保持反应温度在70～80℃，反应1～4小时，得到聚氨酯丙烯酸酯齐聚物；其中羟基丙烯酸酯与脂肪族二异氰酸酯的质量比为1：（0.2～2）；

（5）紫外光固化木器涂料的合成：在步骤（4）中合成的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物中加入至少含光引发剂的涂料用助剂，在800～1000r/min低速分散10～30分钟搅拌均匀后，即制得聚氨酯木器涂料。

优选地，步骤（1）所述催化剂的用量为脂肪族二异氰酸酯质量的0.3~3%，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、三乙胺、三乙烯二胺、异辛酸钴中的一种或者几种的混合物。

优选地，步骤（2）和步骤（3）的合成反应中加入的丙酮为与脂肪族二异氰酸酯的质量比为1：（6～18）。

优选地，步骤（1）所述脂肪族二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者两种的混合物；所述二元醇预聚物为聚碳酸酯二醇、聚醚二元醇或聚酯二元醇中的一种或者多种。

优选地，所述的聚醚二元醇为平均分子量为1000的聚醚N210、平均分子量为2000的聚醚N220、平均分子量为3000的聚醚N230中的一种或者多种。

优选地，步骤（2）所述二元醇为1，4－丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或者多种；所述多元醇为季戊四醇、甘油、三羟甲基丙烷中的一种或多种。