[发明专利]一种光固化涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光固化涂料及其制备方法，属于化工材料技术领域。

背景技术

光固化涂料又称光敏涂料，主要由光敏树脂、光敏剂（光引发剂）和稀释剂组成，同时加入一些添加剂，如热稳定剂，制备色漆时加入颜料和填料。

紫外光固化是指以紫外线为能源引发反应性的液体物料完全快速转变成固体的过程。传统的涂料固化通常是通过加热即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶剂，得到硬化的漆膜。紫外光固化机理为：一个网状聚合物既能由高分子链相互连接形成，又能通过那些每个分子上至少含有2个活性点的单体或低聚物的反应而形成。当紫外光辐射导致引发时，随即是一种反应速度极快的链反应。由于大部分单体分子通常在紫外光辐射下不产生活性种，必须加入光引发剂，因此典型的紫外光固化配方必须包含2个最基本组分：能有效地吸收紫外光并能高效产生活性种的光引发剂和至少带有2个能形成聚合物网络的不饱和基团的单体或低聚物。

与一般固化方法比较，紫外光固化有下列优点：①固化时间短，速度快，可在几秒内固化，可以应用于要求快速固化的场合；②不需要加热，这对于涂饰木材、纸张、塑料等不宜加热的材料及混凝土、厚金属板等热容量大的材料十分有用；③可配制成无溶剂产品，减少大气污染，有利于环保；④节省能量，紫外光源的效率要高于烘箱；⑤固化过程可以自动化操作，提高生产中的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。

紫外光固化油性涂料是目前应用最广泛的一类紫外固化涂料，但是存在着一些缺点，常用的丙烯酸酯会引起皮肤过敏，并具有刺激性气味，且固化机理属于自由基引发，一般要受氧气的阻抑，易造成表面固化不良等；紫外光固化粉末涂料是一项将传统粉末涂料和紫外固化技术相结合的新技术，但成本较高。紫外光固化水性涂料结合了传统紫外光固化涂料和水性涂料的各自特点，相对于传统光固化油性涂料，具有原料来源广、价格低廉、适用性强、产品质量好等优点。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种光固化涂料，该种光固化涂料为水性涂料，以去离子水替代有机稀释剂，降低了毒性和刺激性，更易于生产制造及控制粘度，所获得的固化膜对底材的粘附力强、耐磨度高，固化膜收缩率低，固化时间短，涂料稳定性佳。

    本发明所采用的技术方案是：一种光固化涂料，由以下重量份数的原料组成：聚酯丙烯酸酯10-30份、环氧丙烯酸酯20~40份、苯乙烯20~30份、氧化锌1~10份、滑石粉1~10份、去离子水50~200份、十二烷基磺酸钠1~5份、过硫酸铵1~8份、过硫酸钾3~10份、光引发剂1~5份。

    各组成原料优选的重量份数配比为：聚酯丙烯酸酯10-25份、环氧丙烯酸酯20~30份、苯乙烯20~28份、氧化锌1~8份、滑石粉1~8份、去离子水70~180份、十二烷基磺酸钠1~4份、过硫酸铵1~5份、过硫酸钾3~8份、光引发剂1~4份。

    各组成原料进一步优选的重量份数配比为：聚酯丙烯酸酯20份、环氧丙烯酸酯25份、苯乙烯25份、氧化锌5份、滑石粉5份、去离子水120份、十二烷基磺酸钠3份、过硫酸铵2.5份、过硫酸钾5份、光引发剂3份。

    所述光引发剂为自由基聚合光引发剂。所述光引发剂优选2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯甲酰甲酸甲酯中的一种。

    本发明所述光固化涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：把原料按比例混合于60~80℃保温搅拌0.5~1h，然后在反应釜于氮气的保护下80~85℃反应3~4h，反应后自然冷却至室温，用氨水调制pH为7.2~7.5，即得产品。

本发明相对于现有技术的有益效果是：是一种水性的紫外光固化涂料，以去离子水替代有机稀释剂，降低了毒性和刺激性，更易于生产制造及控制粘度，所获得的固化膜对底材的粘附力强，固化膜收缩率低，固化时间短，涂料的稳定性佳。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

    实施例1本实施例的采用以下重量份数的原料组成：聚酯丙烯酸酯20份、环氧丙烯酸酯25份、苯乙烯25份、氧化锌5份、滑石粉5份、去离子水120份、十二烷基磺酸钠3份、过硫酸铵2.5份、过硫酸钾5份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮3份；采用以下步骤制备：把原料按比例混合于60℃保温搅拌0.5h，然后在反应釜于氮气的保护下82℃反应4h，反应后自然冷却至室温，用氨水调制pH为7.4，即得产品。