[发明专利]一种热-紫外光双重固化水性有色涂层组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性有色涂层组合物，特别涉及一种热-紫外光双重固化水性有色涂料组合物。

背景技术

紫外光固化水性涂料不仅具有比其他水性涂料固化快的特点，而且其成膜物涂层的性能更加优秀，是环境友好涂料。然而有关水性紫外光固化有色涂层的研究鲜有报道。在紫外光固化涂层体系中对有色体系进行固化时，由于颜料对光的吸收、屏蔽和反射作用，影响了光引发剂对紫外光的吸收，降低光引发剂的引发效率，导致有色涂层体系很难固化完全，使其性能大大降低。目前人们解决这一问题的主要方法是从选用不同光裂解波长的光引发剂方面入手，利用光的窗口效应来改善有色涂层固化效果不佳的问题，已报道的文献大都是以溶剂体系为研究对象。而对于紫外光固化有色水性涂层体系，由于光引发剂在水性体系的不相溶性鲜有报道。例如王颖等报道的《新型UV有色涂料用引发剂体系的研究》对有色涂料光固化用引发剂的选择进行的研究；中国专利CN101407651报道了《一种紫外光固化彩色装饰涂料》；CN101870846报道了《一种高性能的紫外光固化色漆及其制备方法》等。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种热-紫外光双重固化水性有色涂层组合物，其包含以下组分：

(a) 含有至少一个乙酰乙酸基团的乳液聚合物，所述聚合物的玻璃化转变温度在0~100℃之间；

(b) 水溶性多官能团丙烯酸酯单体或含有多官能团丙烯酸酯的水性UV固化树脂中的一种或两种；

(c) 光引发剂；以及 

(d) 水性色浆；

其中组分(a)与组分(b)的重量比为(a)/(b)为15:1至1:1；组分(c)以组分(a)与组分(b)合计100重量份计，其含量为0.6~0.9重量份；组分(d)以组分(a)与组分(b)合计100重量份计，其含量为20~60重量份；该组合物中还含有足量的可挥发的碱，使得(a)中的乙酰乙酸基团转化为烯胺，在加热的条件下，烯胺重新转化为乙酰乙酸基团，与水溶性多官能团丙烯酸酯中的C=C双键发生迈克尔加成反应，实现紫外光固化。

其中组分(a)与组分(b) 进一步优选的重量比(a)/(b)为10:1至2:1。

其中组分(a)中含有至少一个乙酰乙酸基团的丙烯酸酯乳液聚合物；乙酰乙酸基团的丙烯酸酯为乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯，乙酰乙酸基烯丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯，2,3-二乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯及其类似物。

其中可挥发性的碱必须是足量的，能够将聚合物(a)中含有的羧基中和，并且使乙酰乙酸基团转化为烯胺，所使用的碱是氨水、三乙胺或其它胺的类似物。

本发明的进一步阐述：

所述组分(a)可以是由含乙酰乙酸基团的功能单体和其他丙烯酸酯类单体聚合而成的。

本发明所包括的含乙酰乙酸基团的功能单体可以选用含乙酰乙酸基的丙烯酸酯，如乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯，乙酰乙酸基烯丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯，2,3-二乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯及其类似物，总体说来，只要是能使羟基与双烯酮或其他乙酰化试剂反应生成乙酰乙酸基的单体均可。

本发明所包括组分(a)的其他丙烯酸酯类单体可以选用C₁~C₂₀的（甲基）烷基丙烯酸酯，C₂~C₂₀的羧酸乙烯基酯，C₃~C₆的含乙烯基的不饱和亚硝酸盐，大于C₂₀的芳乙烯单体，乙烯基卤化物，C₂~C₅的且带有一个双键的脂肪族碳氢化合物。优选的丙烯酸酯类单体可以是C₁~C₈的烷基（甲基）丙烯酸酯，如（甲基）丙烯酸甲酯，（甲基）丙烯酸乙酯，（甲基）丙烯酸正丙酯或（甲基）丙烯酸异丙酯，（甲基）丙烯酸正丁酯，2-乙基（甲基）丙烯酸己酯，乙烯酯如醋酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，芳乙烯单体如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯卤化物如氯乙烯，偏二氯乙烯，二烯类单体如丁二烯，异戊二烯。进一步优选的丙烯酸酯类单体可以是C₁~C₈的烷基（甲基）丙烯酸酯和苯乙烯。

所述组分(a)中亦可包含一定量的含α-β乙烯基的不饱和羧酸或酸酐，可以选用（甲基）丙烯酸，马来酸或马来酸酐，衣康酸。优选为丙烯酸，甲基丙烯酸。

所述组分(a)的玻璃化转变温度在0~100℃之间，优选为5~90℃，进一步优选为20~90℃。