亲水性uv涂料硬度助剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种双尾四官亲水性UV涂料硬度助剂及其制备方法，首先以聚乙二醇单甲醚，异氰酸酯，一代超支化聚合物反应形成预聚体Ⅰ，然后将丙烯酸类单体与异氰酸酯反应后的预聚物与预聚体Ⅰ反应制备双尾四官亲水性UV涂料硬度助剂。本发明采用高官能度超支化分子做初始反应材料，秉承了超支化分子“高官低粘”的特点，所制备的硬度助剂添加到水性UV树脂中，不仅解决了涂料中一直“低固高粘”问题，提高了UV树脂的水溶性，同时也提高了水性UV树脂的硬度，拓展了水性UV树脂的应用范围。非离子型聚乙二醇甲醚接入分子中，不仅提高了涂料的耐酸碱性能，也能很好的稳定了乳液体系，经试验验证，效果良好。
【专利说明】亲水性UV涂料硬度助剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及化工领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种主要用于改善亲水性UV涂料漆膜的硬度性能、提高乳液稳定性的亲水性UV涂料硬度助剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]水性UV光固化涂料是最近兴起的新一代光固化涂料，它同时具备光固化涂料的固化速度快，生产效率高，漆膜丰满度高等优点，同时以水做溶剂取代有机溶剂，大大减低了 VOC的挥发量，很好的符合了当代对环境的环保要求。目前，开发比较成熟的水性UV树脂基本是限于线性双官能度亲水性UV树脂。一方面，线性双官能度亲水性UV树脂易于合成，结构易于控制；另一方面，分子量相对较小的亲水性UV树脂本身有很好的自乳化性能，在水中能很好的稳定分散。但是双官能度水性UV树脂限于官能度较低，固化后漆膜硬度介于IH~2H之间，较低的漆膜硬度直接限制了涂料的应用。
[0003]对于提高漆膜硬度的问题，一个方向是致力于开发合成多官能亲水性UV树脂，但是这种树脂分子量大，粘度高，难以在水中分散；另一种方案是通过添加亲水性活性单体如EO3-TMPTA, PO-TPGDA等，目前，市售的亲水性UV活性单体种类非常有限，且存在气味大，与树脂搭配乳化后，不稳定等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明克服了现有技术的不足，提供一种亲水性UV涂料硬度助剂及其制备方法的实施方式，通过双键增加膜硬度，利用OH增加亲水性，同时，分子结构中的C-H长链结构增加与成膜树脂相容性，从而解决漆膜硬度低、粘度高、难以在水中分散、乳液性能不稳定的问题。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案:
[0006]一种亲水性UV涂料硬度助剂，其分子结构为:
【权利要求】
1.一种亲水性UV涂料硬度助剂，其特征在于:所述亲水性UV涂料硬度助剂的分子结构为:
2.根据权利要求1所述的亲水性UV涂料硬度助剂，其特征在于:所述羟基或氨基为间位取代，所述II类取代基为间位取代或对位取代。
3.一种亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:包含以下步骤: (1)合成预聚体I 将除水后的聚乙二醇单甲醚与添加了 DBTL的异氰酸酯在65~75 °C下反应2~3小时后，向反应液中添加超支化聚合物溶液，75~80°C反应5小时,得到预聚体I ; (2)合成双尾四官亲水性UV涂料硬度助剂 冰水浴下，将丙烯酸类单体溶液滴加到与异氰酸酯中，反应4~5小时后，升温至30°C反应12小时，加入预聚体I，70°C反应6小时，脱去溶剂，冷却得到双尾四官亲水性UV涂料硬度助剂。
4.根据权利要求3所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:步骤(1)所述聚乙二醇单甲醚、异氰酸酯、超支化聚合物的摩尔比为1:1:1，所述DBTL的质量为聚乙二醇单甲醚、异氰酸酯、超支化聚合物溶液总质量的1% ;所述超支化聚合物溶液的溶质质量百分含量为37.4%~63.5%，溶剂为DMSO或THF中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:所述聚乙二醇单甲醚的数均分子量为500、1000、1500、2000和4000中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于: 所述超支化聚合物为含有8个-OH或-NH2官能度的一代超支化聚合物。
7.根据权利要求3所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:所述异氰酸酯为 IPD1、TD1、MD1、H12MD1、HDI 中的任意一种。
8.根据权利要求3所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:所述丙烯酸类单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种；所述丙烯酸类单体溶液的溶质质量百分数为15%~30%，溶剂为DMSO或THF中的任意一种。
9.根据权利要求3所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述丙烯酸类单体、异氰酸酯、预聚体I的摩尔比为4:4:1。
10.根据权利要求3所述的亲水性UV涂料硬度助剂的制备方法，其特征在于:所述脱去溶剂的方法是 抽真空至真空度为0.09~0.1MPa并保持温度为50~60°C。
【文档编号】C08G18/12GK103980760SQ201410230614
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】马春彦, 邓建国, 周真龙, 常杰, 白小峰 申请人:中国工程物理研究院化工材料研究所, 四川省新材料研究中心