超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，所述涂料的化學成分重量百分數為：改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯40-85％、活性單體稀釋劑10-55％，光引發劑0.5-5％，流平劑0.1-2％，附著力促進劑0.1-5％，各原料所占重量百分數之和為100％。其中，改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯為長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯。本發明還公開了上述改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制備方法。本發明涂料具有粘度低、柔韌性高、附著力強等特性。
【專利說明】超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料及其制備方法，具體涉及一種長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]紫外光固化涂料是指在紫外光照射下能夠固化的一種涂料，其主要成分包括光敏樹脂、活性單體稀釋劑、光引發劑以及各種助劑等。該種涂料在紫外光的照射下，光引發劑生成自由基或離子基團，引發光敏樹脂和活性稀釋劑的不飽和雙鍵而引起聚合、交聯和接枝反應等反應，從而實現涂料的固化。
[0003]紫外光固化涂料技術是一項環保、節能、高效的新技術。與傳統的熱固化涂料相t匕，紫外光固化涂料的固化過程無需加熱，僅需要紫外光照射，大大節約了涂料固化過程的能源消耗；同時，其固化過程幾乎不產生揮發性有機物污染，避免了傳統涂料帶來的嚴重的廢氣污染；此外，紫外光固化過程生產設備簡單，空間占有率低，生產效率高。鑒于上述優勢，紫外光固化涂料在諸多方面開始替代傳統的熱固化涂料用于實際生產。
[0004]雖然紫外光固化涂料較傳統的熱固化涂料具有諸多優勢，但其涂膜的性能往往與傳統涂料的理化性能相比仍有一定的差距。目前，紫外光固化涂料所用的低聚物多為線性聚合物，其較大的粘度會導致涂料涂層困難，并影響涂層性能，因此需加入大量活性稀釋劑，但大量活性稀釋劑的加入將導致涂料的耐黃變性降低、涂層體積收縮率增大、附著力降低等缺陷。為此，在保證低聚物具有一定分子量的同時，降低其粘度成為改進紫外光固化涂料的一種思路。近年來，超支化聚酯由于特殊的結構，使其具有較低的粘度，從而可以改善涂料的流動性，減少活性稀釋劑的用量；同時，超支化聚酯高度支化的分子結構其使分子鏈間的纏結較少，不易結晶，使由其構成的涂料成膜性能優異。
[0005]基于上述考慮，200710043703.2、200810027016.6、201110000659.3、201210033065.7等專利提出了基于超支化聚酯的紫外光固化涂料，但是，簡單的采用超支化聚酯并不能完全滿足涂料理化性能的要求，幸運的是，超支化聚酯具有的官能團使其能夠進一步改性，本發明公開了一種長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料及其制備方法，該涂料能夠極大提高涂料的附著力和柔韌性，可作為馬口鐵、鍍鋅板、不銹鋼板等金屬板材的表面涂料使用。
【發明內容】
[0006]技術問題:本發明的目的是提供一種改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，該涂料具有粘度低、柔韌性高、附著力強等特點。
[0007]本發明的另一個目的是提供一種本發明的改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制備方法。
[0008] 技術方案:本發明的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯為改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯，具體為長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯；所述涂料的化學成分重量百分數為:
[0009]
【權利要求】
1.一種超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于所述超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯為改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯，具體為長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯；所述涂料的化學成分重量百分數為:
2.根據權利要求1所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于:所述活性單體稀釋劑為帶有一個或多個丙烯酸酯基的化合物或這些化合物的組合。
3.根據權利要求2所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于:所述的丙烯酸酯基的化合物為；甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸異冰片酯、1，6_己二醇雙丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二縮丙二醇雙丙烯酸酯、三縮丙二醇雙丙烯酸酯、二縮乙二醇雙丙烯酸酯、三縮乙二醇雙丙烯酸酯、三縮乙二醇雙甲基丙烯酸酯、乙氧化雙酚A雙(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯。
4.根據權利要求1所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于:所述的光引發劑為α -羥烷基苯酮類、苯偶酰類、α -胺烷基苯酮類或酰基膦氧化物中的一種或幾種的組合。
5.根據權利要求1所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于:所述的流平劑為丙烯酸酯類流平劑。
6.根據權利要求1所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，其特征在于:所述的附著力促進劑為有機膦酸酯低聚物或鈦酸酯偶聯劑中的一種或幾種。
7.一種制備權利要求1、2、3、4、5或6所述的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一:超支化聚酯的制備 將三羥甲基丙烷和對甲苯磺酸加入反應器中，升溫至60-90°C，待熔融后分批加入二羥甲基丙酸，在攪拌和通氮氣除水下升溫至120-160°C反應2-9小時，停止通氮氣，抽真空，繼續反應1-4小時停止，制得超支化聚酯；其中，加入的三羥甲基丙烷和二羥甲基丙酸的摩爾比為1:3-27，加入的對甲苯磺酸重量為三羥甲基丙烷和二羥甲基丙酸總質量的0.1-1% ； 步驟二:長鏈酸改性的超支化聚酯的制備 向裝有步驟一所制得的超支化聚酯的反應器中緩慢加入長鏈酸和對甲苯磺酸，升溫至150-190°C，在攪拌和氮氣流下反應2-5小時，停止通氮氣，抽真空，繼續反應1-3小時后停止，制得長鏈酸改性的超支化聚酯；其中，加入的長鏈酸為正癸酸、十一烯酸、十二酸、十四酸，十六酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、軟脂酸的一種或多種；加入的長鏈酸的摩爾數與反應器中超支化聚酯所含羥基摩爾數的比為0.1-0.8:1，加入的對甲苯磺酸的重量為反應物總重量的 0.1-1 % ； 步驟三:聚氨酯丙烯酸酯的合成 在反應器中加入異佛爾酮二異氰酸酯、對羥基苯甲醚和二月桂酸二丁基錫，其中，加入的對羥基苯甲醚和二月桂酸二丁基錫的重量分別為異佛爾酮二異氰酸酯重量的.0.05-0.5%和0.1_1%，將反應體系溫度恒定在23-27°C，攪拌狀態下緩慢向其中加入丙烯酸羥丙酯，其加入的摩爾量與異佛爾酮二異氰酸酯摩爾量之比為1-1.1:1，加完后升溫至28-32°C下繼續反應0.5-1.5小時后停止，制得聚氨酯丙烯酸酯； 步驟四、長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯的合成 向裝有步驟二制得的長鏈酸改性的超支化聚酯中加入步驟三制得的聚氨酯丙烯酸酯、二月桂酸二丁基錫以及對羥基苯甲醚。其中，加入的聚氨酯丙烯酸酯單體的摩爾數與反應器中長鏈酸改性的超支化聚酯所含羥基摩爾數之比為0.3-1:1，加入的二月桂酸二丁基錫的重量為反應物總重量的0.1_1%，加入的對羥基苯甲醚的重量為反應物總重量的.0.05-0.5%。該反應體系在40-60°C下攪拌反應5_9小時，制得長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯； 步驟五:改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料的制備向清潔容器中加入步驟四制得的長鏈酸改性的超支化聚酯聚氨酯丙烯酸酯、所述的活性單體稀釋劑、光引發劑、流平劑、附著力促進劑，其重量百分數分別為40-85%、10-55%、.0.5-5%,0.1-2%和0.1_5%，各原料所占重量百分數之和為100%，上述混合物在30_70°C下混勻即得改性的超支 化聚酯聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料。
【文檔編號】C09D7/12GK103965767SQ201410212338
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】焦真, 王晨晨, 王獻偉, 楊前前 申請人:東南大學