紫外光固化水性塑膠涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及涂料領域，特別涉及一種紫外光固化水性塑膠涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 紫外光（UV)固化涂料，經過半個多世紀的發展，水性UV固化涂料已經成為較為成 熟的技術，特別是隨著人們環保意識的提高，生產和研究人員更加注意UV固化涂料的開發 和應用。UV固化涂料是一種綠色環保型涂料，它完全符合"4E"原則，一般UV固化能耗為 熱固化的1/5,且UV固化涂料含揮發組分較少，污染小，最吸引研究人員和開發商的是UV固 化涂料能減少原材料消耗，有利于降低經濟成本。
[0003] 在過去的幾年中，UV固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD粘合劑、信用卡、木材、飲 料罐、食品包裝、雜志封面、醫療器械和汽車行業中都有著十分迅速的發展。UV固化涂料擁 有巨大的市場潛力，其在整個涂料產品中的比例正在逐年增長。隨著UV固化應用范圍的日 益擴大，在技術上也有重要突破，UV固化涂料與粉末涂料相結合，發展了UV固化粉末涂料， 與水性涂料結合發展了、UV固化水性涂料，這早已成為研究的熱點，且技術正處于不斷成熟 中，具有很大的發展前景。
[0004] 但是，目前的紫外光固化水性塑膠涂料存在附著力太差，易脫落的現象。
【發明內容】
[0005] 基于此，有必要提供一種附著力較好的紫外光固化水性塑膠涂料。
[0006] -種紫外光固化水性塑膠涂料，按照質量份數包括如下組分：
[0007] 聚氨酯丙烯酸酯預聚體% ; 活性稀釋劑 15~30% ; 光引發劑 2~6 % ; 流平 _ Θ.1- 1% ； 分散劑 0.1-1% ； 消泡劑 0.1-1% ； 去離子水 40~50%;
[0008] 所述活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0009] 優選地，所述光引發劑選自1-羥基-環己基-苯甲酮、2,4,6_三甲基苯甲酰基-二 苯基氧化膦、2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1、2-羥基-2-甲基-對羥乙基醚基苯基丙酮-1、 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-嗎啉基-1-丙酮及2-異丙基硫雜蒽酮中的至少一種。
[0010] 優選地，所述流平劑為BYK346和BYK349中的至少一種。
[0011] 優選地，所述分散劑為TEG0 192。
[0012] 優選地，所述消泡劑為BYK028,BYK093中的一種或兩種的混合物。
[0013] 此外，還提供一種紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 按照質量百分含量稱取如下組分：25~40%的聚氨酯丙烯酸酯預聚體、15~30% 的活性稀釋劑、2~6%的光引發劑、0. 1~1%的流平劑、0. 1~1%的分散劑、0. 1~1%的 消泡劑和40~50%的去離子水，其中，所述活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯；
[0015] 將所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體和所述活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘，加入 40°C~60°C的所述去離子水攪拌乳化10~30分鐘，接著在持續攪拌的條件下，加入所述流 平劑、所述分散劑和所述消泡劑，得到外線固化涂料。
[0016] 優選地，還包括所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備步驟：
[0017] 在保護性氣體的條件下，將47~100質量份數的二元醇加入到16~58質量份數 的二異氰酸酯中于50~70°C攪拌反應3~4小時，得到第一反應液；
[0018] 在所述第一反應液中加入3~8質量份數的多羥基羧酸和催化劑，于70~80°C攪 拌反應1~2小時，得到第二反應液，其中，所述催化劑的質量與所述多羥基羧酸的質量比 為0· 1~1 : 3~8 ;
[0019] 于50~60°C在所述第二反應液中加入阻聚劑和9~60質量份數的烯類封端劑， 反應1小時后，升溫至75°C，加入丙酮繼續反應3~4小時，得到第三反應液，其中，所述阻 聚劑的質量與所述烯類封端劑的質量比為〇. 1~〇. 5 : 9~60 ;及
[0020] 降溫至40~50 °C，在所述第三反應液加入2~9質量份數的三乙胺反應0. 5~1 小時，得到所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體。
[0021 ] 優選地，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二苯甲 烷二異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、己二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的至少 一種；
[0022] 所述二元醇選自聚醚二元醇、聚己內酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一種；
[0023] 所述多羥基羧酸為二羥甲基丙酸及二羥甲基丁酸中的至少一種；
[0024] 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫；
[0025] 所述的烯類封端劑選自甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、 甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯中的一種或一種以上混合 物；
[0026] 所述阻聚劑為對甲氧基苯酚。
[0027] 優選地，將所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體和所述活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘 的步驟中，攪拌速率為300~400轉/分鐘；
[0028] 優選地，所述加入40°C~60°C的所述去離子水攪拌乳化30~40分鐘的步驟中， 攪拌速率為400~600轉/分鐘。
[0029] 上述紫外光固化水性塑膠涂料的活性稀釋劑己二醇二丙烯酸酯對聚氨酯丙烯酸 酯預聚體具有很好的滲透溶漲效果，它的加入增加了涂料在塑膠板上的附著力。
[0030] 且上述紫外光固化水性塑膠涂料不需使用任何乳化劑，即可獲得具有粒徑小，穩 定性高，成膜性、粘附性好的水性UV涂料，有效避免了傳統乳化劑對涂料耐水性及穩定性 的影響。
【附圖說明】
[0031]圖1為一實施方式的紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面主要結合附圖及具體實施例對釉面層的制備方法作進一步詳細的說明。
[0033] -實施方式的紫外光固化水性塑膠涂料，按照質量份數包括如下組分：
[0034] 聚氨酯丙烯酸酯預聚體25~40 % ,· 活性稀釋劑 15~30% ;
[0035] 光引發劑 2~6 % ; 流平劑 0.卜丨％ ; 分散劑 0.1-1%：; 消泡 _ 0.1-1%； 去離子水 40~50%;
[0036] 活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0037] 其中，光引發劑選自1-羥基-環己基-苯甲酮、2,4,6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧 化膦、2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1、2-羥基-2-甲基-對羥乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲 基-1-(4-甲硫基苯基）-2_嗎啉基-1-丙酮及2-異丙基硫雜蒽酮中的至少一種。
[0038] 其中，流平劑為BYK346和BYK349中的至少一種。
[0039] 其中，分散劑為TEG0 192。
[0040] 其中，消泡劑為BYK028,BYK093中的一種或兩種的混合物。
[0041] 上述紫外光固化水性塑膠涂料的活性稀釋劑己二醇二丙烯酸酯對聚氨酯丙烯酸 酯預聚體具有很好的滲透溶漲效果，它的加入增加了涂料在塑膠板上的附著力。
[0042] 且上述紫外光固化水性塑膠涂料不需使用任何乳化劑，即可獲得具有粒徑小，穩 定性高，成膜性、粘附性好的水性UV涂料，有效避免了傳統乳化劑對涂料耐水性及穩定性 的影響。
[0043] 如圖1所示，一實施方式的紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法，可用于制備上 述紫外光固化水性塑膠涂料。該紫外光固化水性塑膠涂料的制備方法包括如下步驟：
[0044] 步驟S110 :按照質量百分含量稱取如下組分：25~40%的聚氨酯丙烯酸酯預聚 體、15~30%的活性稀釋劑、2~6%的光引發劑、0. 1~1 %的流平劑、0. 1~1 %的分散劑、 0. 1~1%的消泡劑和40~50%的去離子水。
[0045] 其中，聚氨酯丙烯酸酯預聚體可通過購買得到。優選的，聚氨酯丙烯酸酯預聚體采 用如下步驟制備得到：
[0046] 步驟S112:在保護性氣體的條件下，將47~100質量份數的二元醇加入到16~ 58質量份數的二異氰酸酯中，于50~70°C攪拌反應3~4小時，得到第一反應液。
[0047] 其中，保護性氣體為氮氣。
[0048] 其中，二元醇選自聚醚二元醇、聚己內酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一種。
[0049] 其中，二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二苯基甲烷二 異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、己二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種。
[0050] 步驟S114 :在第一反應液中加入3~8質量份數的多羥基羧酸和催化劑，于70~ 80°C攪拌反應1~2小時，得到第二反應液。
[0051] 其中，催化劑的質量與多羥基羧酸的質量比為0. 1~1 : 3~8。
[0052] 其中，多羥基羧酸為二羥甲基丙酸及二羥甲基丁酸中的至少一種；
[0053] 其中，催化劑為二月桂酸二丁基錫；
[0054] 步驟S116:于50~60°C在第二反應液中加入阻聚劑和9~60質量份數的烯類封 端劑，反應1小時后，升溫至75°C，加入丙酮繼續反應3~4小時，得到第三反應液。
[0055] 其中，阻聚劑的質量與所述烯類封端劑的質量比為0. 1~0. 5 : 9~60。
[0056] 其中，烯類封端劑選自甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、 甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯中的一種或一種以上混合 物；
[0057] 其中，阻聚劑為對甲氧基苯酚。
[0058] 步驟S118:降溫至40~50°C，在第三反應液加入2~9質量份數的三乙胺反應 0. 5~1小時，再降溫至30~40°C，得到聚氨酯丙稀酸酯預聚體。
[0059] 步驟S120 :將聚氨酯丙烯酸酯預聚體和活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘，加入 40°C~60°C的去離子水攪拌乳化10~30分鐘，接著在持續攪拌的條件下，加入流平劑、分 散劑和消泡劑，得到紫外光固化涂料。
[0060] 其中，活性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
[0061] 其中，將聚氨酯丙烯酸酯預聚體和活性稀釋劑攪拌混合10~20分鐘的步驟中，攪 拌速率為300~400轉/分鐘。
[0062] 其中，加入40°C~60°C的去離子水攪拌乳化10~30分鐘的步驟中，攪拌速率為 400~600轉/分鐘。
[0063] 上述制備方法簡單，減少了動力消耗及操作時間使生產成本大大降低，易于批量 化生產。
[0064] 以下為具體實施例部分。
[0065] 實施例1
[0066] 本實施例的紫外光固化水性塑膠涂料的制備過程如下：
[0067] (1)聚氨酯丙烯酸酯預聚體的制備：在氮氣的條件下，向放有溫度計、冷凝管、攪 拌棒的四口圓底反應瓶中，加入25g甲苯二異氰酸酯，將65g聚己內酯二元醇