[发明专利]一种快速固化水洗UV涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速固化水洗UV涂料的制备方法，属于水洗UV涂料制备领域。

背景技术

水洗UV涂料一般由齐聚物、光引发剂、稀释剂和其他助剂组成。水洗UV涂料具有不含挥发性有机化合物，对环境污染小，固化速度快，节省能源、固化产物性能好、适合于高速自动化生产等优点。UV涂料的固化和UV光的照射分不开的。这种技术起源于70年代的国际涂料市场，是一种全新的绿色技术。利用该技术生产的紫外光固化涂料，简称UV涂料。20世纪末，UV固化涂料开始流传于西方、日本等地，是一种代表时尚的涂料品种。最早应用于手机、DVD、随身听外壳的表面涂装处理，后来其应用领域现进一步扩展到化妆品、电视机及电脑等家用电器领域。在国外，UV涂料已广泛应用于建筑涂料、体育用品、电子通讯、包装材料和汽车等不同领域。水洗UV涂料以水为稀释剂，可解决挥发性组分的毒性和刺激性，且易调节体系的粘度；不含挥发性有机物，不易燃，生产安全，产品环保；由于不含稀释剂单体，可以降低固化膜的收缩程度，有利于提高涂膜对底材的粘附性；可以使用通常的涂布方法喷涂或者淋涂，且涂布设备易于清洗；在固化前即可得到无粘性干膜，可以直接进行修理、接触和堆放。但随着水性UV涂料的迅速发展，一些弊端日益也暴露出来。该水洗UV涂料体系中存在水，光固化前，需要进行干燥出水，而水的高蒸发热导致能耗增加，也使生产时间延长，生产效率下降；固化膜的光泽度较低，耐水性和耐洗涤性较差；水的高表面张力不易浸润基材，易引起涂布不均，对颜料润湿性差，影响其分散性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对水洗UV涂料体系中存在水，光固化前，需要进行干燥出水，而水的高蒸发热导致能耗增加，也使生产时间延长，生产效率下降，固化膜的光泽度较低，耐水性和耐洗涤性较差，水的高表面张力不易浸润基材，易引起涂布不均，对颜料润湿性差，影响分散的弊端，提供了一种快速固化水洗UV涂料的制备方法，本发明先制备聚乙二醇聚合物颗粒将其加入聚氨酯预聚过程中混合反应，使水洗UV涂料体系相融合制得快速固化水洗UV涂料。所得产品在使用过程中可迅速使水洗UV涂料固化成膜，无需干燥出水。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）在20～25℃下，按质量份数计，选取40～45份聚乙烯醇，40～45份聚乙二醇和15份聚丙烯酸进行混合，混合时间为20min，混合完成后，磁力均匀搅拌2～3h，待磁力搅拌完成后，对其缓慢搅拌升温，在温度60～80℃下加热反应，反应时间为8～10h；

（2）待加热反应完成后，再次升温至反应液完全沸腾，沸腾1～1.5h后静置冷却至室温，对其过滤，并用无水乙醇反复洗涤2～3次，去除多余的醇酯后用去离子水冲洗2～3次，放入95～100℃的烘箱中干燥8～10h，再放入粉碎机中粉碎后对其过筛，筛取大小为100～200目的聚乙二醇聚合物颗粒，备用；

（3）按质量比1:1:1:1，将1，6-己二酸、邻苯二甲酸酐、1，4-丁二醇和二缩三乙二醇加入装有分水器、电动搅拌器的四口烧瓶中，随后对其通入N₂，缓慢升温至120～140℃，待其熔融后每隔1～1.5h测其pH，待pH为5.5～6.5后，停止加热与搅拌，收集反应混合物；

（4）按质量比1:5，将收集反应混合物溶解于丙酮中，待其完全溶解后，再按收集的反应混合物和甲醇体积比1:1，将甲醇置于溶解的丙酮溶液中，混合搅拌至无沉淀析出，对其过滤并收集沉淀聚酯二元醇，备用；

（5）将异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和步骤（2）制备的聚乙二醇聚合物颗粒真空干燥2～3h后，按质量比10:3:4进行缓慢搅拌并加热，置于三口烧瓶中制备得聚氨酯初始溶液，搅拌升温至60～80℃；

（6）按步骤（4）制备的聚酯二元醇和聚丙二醇质量比1:6的比例，搅拌混合制备得聚酯混合溶液，随后按聚酯混合溶液和聚氨酯初始溶液质量比1:5的比例，将聚酯混合溶液按1s/滴的速度滴加于三口烧瓶中，待聚酯混合溶液滴加完成后，再对三口烧瓶升温至80～90℃，回流2～3h，得聚氨酯预聚体；

（7）将回流后的聚氨酯预聚体采用红外光谱测定其NCO值，当NCO值≤5％后，即可对上述聚氨酯预聚体停止加热，使其自然冷却至35～40℃，将其取出并旋转蒸发至固含为30～32％后，即可制备得一种快速固化水洗UV涂料。