[发明专利]一种净味水稀释型UV固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备与应用

说明书

本发明属于紫外光固化涂料技术领域，公开了一种净味水稀释型UV固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备与应用。所述方法：首先，将二异氰酸酯与亲水性扩链剂在有机溶剂中进行反应；然后滴加聚乙二醇，升温至60～75℃，反应3～4小时，得NCO基团封端的聚氨酯；再次，降温至45～55℃，滴加丙烯酸羟基酯，加入催化剂和阻聚剂，保温反应5～6h，真空抽提，得到聚氨酯丙烯酸酯。本发明的方法简单，安全环保；制备的聚氨酯丙烯酸酯具有较好的水稀释性能，且VOC含量低于2.6％。本发明的聚氨酯丙烯酸酯用于UV固化水性涂料，使得固化涂料含水量少，固化时间短、附着力及耐热稳定性良好，气味较低，成膜后VOC含量低于0.2％。

技术领域

本发明属于紫外光固化涂料技术领域，涉及一种紫外光固化预聚物，具体涉及一种净味水稀释型UV固化聚氨酯丙烯酸酯及其制备与应用。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，环境保护越来越得到重视。2016年7月工信部组织编制了《重点行业挥发性有机物削减行动计划》，《计划》制定的主要目标为：到2018年工业行业VOC排放量比2015年削减330万吨以上，必须尽力减少并限制中低固体分溶剂型涂料的生产，需要大力发展水性涂料、粉末涂料、无溶剂涂料和光固化涂料，以尽最大可能地取代传统溶剂型涂料，使VOC的排放降至最低。

光固化涂料由于对环境污染小，粘度易调节，挥发度低等特点，是涂料行业重点推广的绿色涂料之一。目前关于低(无)VOC、净味是UV涂料研究大致分为以下几类：利用具备芳香性气味物质来掩盖原本的不良气味，如中国专利申请CN 103834295 A涉及了一种环保净味UV固化涂料的制备，固化膜具有硬度高、固化速度快、耐腐蚀耐磨等特点，但所述的环保净味实际是添加柠檬精油掩盖不良气味，并没有从根本上解决有机物挥发的问题；在低聚物合成过程中无溶剂添加，但后期加入活性稀释剂调节粘度，造成丙烯酸酯单体挥发，如中国专利申请CN 1670097A涉及一种无溶剂、低粘度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯皮革涂饰剂的制备，制备过程无溶剂添加且低粘度，但是此方法在合成后期大量添加反应性丙烯酸酯单体，即活性稀释剂，会存在丙烯酸酯单体的挥发，产生刺激性气味等问题，损害人体健康。中国专利申请CN 105505092 A公布了一种净味耐磨丝滑UV哑光面漆涂料及其制备方法，净味效果较好，但是配方中所加入丙烯酸酯占比约为50％，依然存在一定程度的挥发，对人的健康及周边环境造成极大的影响。彭钧浪等(彭钧浪,刘志刚,罗先平,杨建谊.低气味UV光固化木器涂料的制备[J].中国涂料,2012,(02):46-48.)研究了一种低气味UV光固化木器涂料的制备，配方主要包括环氧树脂、脂肪族聚氨酯树脂、单体如乙氧基化-1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸-2-羟基乙酯，此配方对木材的润湿性良好，附着力及耐热稳定性良好，气味较低，但活性单体所占比例约为30％，在施工过程及固化成膜过程仍旧会带来有机气体的挥发问题。

相比较于传统涂料，水性涂料以水为溶剂，可避免大量使用有机溶剂，极大减少VOC含量。结合UV涂料的优点，水性UV涂料可作为降低VOC含量的一种途径，但大部分水性UV涂料含水率较高，不能达到快干的目的。

发明内容

本发明针对以上净味涂料的缺陷和不足，提出了一种净味水稀释型UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备方法。本发明的聚氨酯丙烯酸酯是一种紫外光固化预聚物，以聚乙二醇作为非离子型亲水链段，可使预聚体(聚氨酯丙烯酸酯)具有水溶性，包含该聚氨酯丙烯酸酯的UV固化涂料，只需加入少量水便可调节粘度，不需要添加低粘度刺激性的丙烯酸酯单体，另一方面，聚氨酯丙烯酸酯通过真空抽提的方法，去除未反应单体，达到了净味的效果。

本发明提供的制备方法操作简单，条件易控，无需如传统方法加入苯系溶剂或其他高沸点难挥发溶剂，安全环保，所制备的产品具有适宜粘度，超低VOC挥发等优点，可用于配制UV固化环保型木器漆。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的聚氨酯丙烯酸酯。

本发明的再一目的在于提供上述聚氨酯丙烯酸酯的应用。