[发明专利]一种含氟光固化水性涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种含氟光固化水性涂料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展以及人们对环保问题的重视，开发高性能、无污染、环境友好型涂料已成为涂料领域的一个趋势。光固化溶剂涂料利用光能量引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应得到硬化漆膜，其优点在于：能量利用率高，固化速度快，生产效率高。水性涂料以水作溶剂，其优点在于：仅采用少量低毒性醇醚类作为有机溶剂，环保安全；在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，对材质表面适应性好，涂层附着力强。

光固化水性涂料结合了水性涂料和光固化溶剂涂料的优点，近年来得到快速发展。光固化水性涂料解决了水性涂料固有的低硬度，能耗高，对施工过程中及材质表面清洁度要求高等缺点；解决了光固化溶剂涂料不安全，固化收缩等问题，实现了水性环保化、低成本化和高效率应用。随着光固化亲水涂料研究的进一步发展，光固化亲水涂料的应用范围日趋广泛，在金属、木器、塑料、皮革、玻璃、陶瓷等基材上都可涂覆，从而在光纤、印刷电路板、电池、医疗器械、挡风玻璃、交通工具后视镜、墙漆等领域大有作为。

光固化水性涂料虽然在生产工艺技术及应用领域取得了一定的进展，但在解决生产效率低、固化温度较高及漆膜力学性能等问题方面仍然进展不大。在这一方面，申请号为86101022的中国专利公开了一种用于胶印印版的亲水材料，该发明在铝基材上涂覆一层包含丙烯酰胺异丁烯磷酸亲水涂料形成制备印刷版光敏物质的支持体，但该亲水涂料在基材经过复杂的处理后才能涂覆，工艺时间较长，其应用有较大的限制。申请号为101685864的中国专利公开了一种用于燃料电池的碳基材料上的稳定的亲水涂料，但该涂料需要经过臭氧或等离子体处理获得活性表面，工艺复杂，工艺时间较长。申请号为101798479的中国专利提供了一种亲水涂层铝箔用水性防腐涂料，满足对涂料的耐腐蚀性要求，但是该水性涂料在涂覆时需要高温固化，不适用于一些热敏性基材的涂覆。申请号为102911581的中国专利提供了一种超亲水且自清洁效果显著的有机无机复合亲水涂料，解决了外墙涂料耐沾污差的问题，但其机械性能及持续亲水力不大理想。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供了一种含氟光固化水性涂料，该含氟光固化水性涂料在常温下固化时间短，且亲水性强、润滑性高。本发明的另一目的在于提供一种制备上述含氟光固化水性涂料的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光固化水性涂料，其特征在于包含：

（a）溶剂；

（b）光固化含氟树脂；及

（c）交联剂；

其中以100重量份组分(a)计，所述组分(b)的含量为1～69重量份，且组分(c)的含量为0.05～3.45重量份。

在一优选实施例中，以100重量份组分(a)计，组分(b)的含量为5～34.5重量份。

在一优选实施例中，以100重量份组分(a)计，组分(c)的含量为1～1.72重量份。

在一优选实施例中，组分（a）为异丙醇和水的混合物，异丙醇和水的体积比为1:1～1.5:1。

在一优选实施例中，组分（b）由氟单体、N-乙烯基吡咯烷酮、含光活性基团的单体共聚形成。通过含光活性基团的单体、氟单体以及N-乙烯基吡咯烷酮单体之间的高分子共聚反应，合成了一种亲水性光固化树脂，将其用于光固化水性涂料。该含氟光固化水性涂料涂覆在基材表面后通过紫外线的照射，能够迅速固化，大大缩减了相对于传统亲水涂层自然晾干或在真空干燥箱中固化的时间。

优选地，氟单体为含氟丙烯酸单体。

优选地，含光活性基团的单体为含有二苯甲酮结构的活性单体。

在一优选实施例中，含光活性基团的单体为N-[3-（4-苯甲酰基苯甲酰氨基）丙基]甲基丙烯酰胺，N-[3-（4-苯甲酰基苯甲酰氨基）丙基]甲基丙烯酰胺具体制备方法如下：

1）将N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺盐酸盐与4-苯甲酰苯甲酰氯按摩尔比1:1.2溶于氯仿中；

2）在冰浴条件下加入与N-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺盐酸盐摩尔比为1：1.2的三乙胺，冰浴反应2小时；

3）室温反应2小时，去除溶剂后，反应产物用体积比为3:1的甲苯和氯仿的混合溶剂重结晶提纯，即得到N-[3-（4-苯甲酰基苯甲酰氨基）丙基]甲基丙烯酰胺。

本发明还公开了一种制备光固化含氟树脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将含光活性基团的单体溶于有机溶剂中；