光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体及其涂料的制作方法
【专利摘要】一种光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体，其制备方法为：先将丙烯酸酯类单体与羟基型丙烯酸酯类单体进行自由基聚合成羟基型丙烯酸树脂，再采用不饱和聚酯多元醇与多异氰酸酯单体反应合成端异氰酸酯聚氨酯预聚体，然后用羟基型丙烯酸树脂对其进行封端，最后中和加水分散，制得光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体此方法所合成树脂提高结合了丙烯酸及聚氨酯树脂优势，且提高了树脂分子量及光固化反应速度。本发明制得的树脂配以水性色浆及引发剂可制成光固化涂料，应用于建筑及家用装饰行业。
【专利说明】光敏性水性丙稀酸-聚氨龍分散体及其涂料
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种水性丙締酸-聚氨醋杂化改性技术，特别设及一种W杂化改性技 术制得的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体，W及涂料。
【背景技术】
[0002] 光固化涂料是20世纪60年代末由德国拜耳公司开发的一种环保型节能涂料。我 国从20世纪80年代开始进入光固化涂料领域。近年来随着人们节能环保意识的增强，光固 化涂料品种性能不断增强，应用领域不断拓展，产量快速增大，呈现出迅猛的发展势头。光 固化产品已在电子行业光固化技术是一项节能和清洁环保型技术，它节约能源一一能耗仅 为热固化的五分之一，且不含溶剂、对生态环境有保护作用，不会向大气排放毒气和二氧化 碳，故被誉为"绿色技术"。光固化技术扣V)是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧 丙締酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、交 联反应。光固化涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的最早范例，也是目前光固化 产业领域产销量最大的产品。
[0003] 中国实用新型专利化201320312949. 6提供了一种紫外光固化面地板，包括基材 层、紫外光固化错射膜、紫外光固化底漆层和紫外光固化面漆层，其中基材层上设置有一层 所述紫外光固化错射膜，错射膜的上面依次涂有紫外光固化底漆层和紫外光固化面漆层。
[0004] 中国实用新型专利化201320077080. 1提供了一种UVS光固化保温装饰复合板安 装结构及安装错固件。错固件包含安装底座和插入部分，安装底座和插入部分均位于连接 片上，安装底座上有安装基孔，安装底座和插入部分位于连接片的两个端部。还包含UVS光 固化保温装饰复合板，插入部分插入UVS光固化保温装饰复合板的侧面将其固定。墙面上 有一个W上的UVS光固化保温装饰复合板彼此邻接安装构成保温装饰层，插入部分插入紧 邻氣碳光固化饰面层的蒸压增强纤维水泥板层中。新安装结构解决了错固件损伤巧材、在 巧材中松动、移位的问题，提高了安装牢固性，扩展了 UVS光固化保温装饰复合板巧材的种 类，适用于各种巧材；提高了工人安装效率。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的在于提供一种接枝率高，性能优秀的光敏性水性丙締酸-聚氨 醋分散体。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体，此树脂配 W合适的引发剂能在紫外光照射下，干燥快性能优秀。
[0007] 本发明的又一个目的在于提供一种光固化水性涂料，适用于金属，塑料及玻璃底 材，干燥速度快，性能优秀。
[000引本发明所用的聚合技术属于本领域普通技术人员应当具备的一般操作技能，也可 W根据《涂料工艺（第=版）》（涂料工艺编委会编，化学工业出版社，1997年）一书的指导 制备得到。
[0009] 本发明提供的一种光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂，其制备步骤如下：
[0010] 步骤一：按重量份，将60-65份端哲基不饱和聚醋，20-25份多异氯酸醋单体和 5-10份亲水性单体与溶剂（如；丙酬）和催化剂（如；二月桂酸二了基锡）共混，反应生成 端NCO的聚氨醋树脂，标定异氯酸醋基（NCO)值为5%为反应终点；
[0011] 步骤二；在溶剂（如巧酬）条件下，将丙締酸醋类单体通过自由基合成丙締酸树 月旨，其中哲基丙締酸醋类单体占15-25重量份；
[0012] 步骤将步骤一与步骤二所合成树脂按用量比例1 : 1混合接枝，然后中和并加 水稀释，制成光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体。
[0013] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，其步骤一具 体的方法如；将端哲基不饱和聚醋和亲水性单体打底后抽真空，温度105°c -112°c，压 力-0. 06Mpa，时间1小时，加入N-甲基化咯烧酬（NMP)溶解亲水性单体，温度降至60°C，开 始滴加异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)，1小时滴完；加入二月桂酸二了基锡为催化剂，60°C保 温山升温到70°C，保温4小时，根据粘度情况加入丙酬稀释，当NCO值为5%时即为终点。
[0014] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，其步骤二具体 的方法如；反应容器中加入丙酬，混合均匀，用氮气置换空气，把丙締酸醋类单体（如；但不 仅限于MMA、BA、MAA和HEMA等）与偶氮二异了膳按质量比为50-100 : 1组成的混合物滴 加入容器，4小时滴加完毕；保持反应温度80°C -90°C，2小时，然后加入少量的偶氮二异了 膳和丙酬，并测定哲值为60m巧0H/g-70m巧OH/g，即为终点。
[0015] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的端哲基 不饱和聚醋如；型号为191、193、195、118和138等不饱和树脂。该些树脂单独或混合使用 应用于本发明。
[0016] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的多异氯 酸醋单体如；但不仅限于甲苯二异氯酸醋、异氣尔酬二异氯酸醋和二苯甲烧二异氯酸醋等。 该些单体单独或混合使用应用于本发明。
[0017] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的亲水性 单体为含有哲基或駿基，具有亲水性，分子量为150-250的有机小分子化合物，如；但不仅 限于二哲甲基丙酸、二哲甲基了酸、丙二醇和辛二醇等。该些有机小分子单独或混合使用应 用于本发明。
[0018] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的丙締酸 类单体包括哲基型丙締酸类单体，W及駿基型丙締酸类单体。哲基型丙締酸醋类单体如：丙 締酸哲丙醋、丙締酸哲了醋和丙締酸哲己醋等。该些单体单独或混合使用应用于本发明。
[0019] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的駿基型 丙締酸类单体如；但不仅限于丙締酸和甲基丙締酸等。该些单体单独或混合使用应用于本 发明。
[0020] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，所用的中和剂 如；但不仅限于S己胺和N，N-二甲基己醇胺等。该些单体单独或混合使用应用于本发明。
[0021] 本发明所得的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体，配W合适的色浆及光引发剂所 制成的涂料可用于金属防诱及玻璃装饰。
[0022] 本发明技术方案实现的有益效果：
[0023] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，杂化方式提高 了树脂分子量，使其在光固化成膜过程中一定程度上缓解收缩应力。
[0024] 本发明提供的光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体树脂的制备方法，能提高聚氨醋 树脂的分子量及强度，丙締酸醋类基团的引入提高了丙締酸树脂的柔初性，特别是低温脆 性，使得综合性能亦得W提高，在金属及玻璃底材的附着力及硬度方面得W提高。
【具体实施方式】
[0025] W下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用W说明本发明的技术方案而 非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可W对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
[0026] 本发明所用的试剂若未明确指明，则使用工业级。
[0027] 实施例
[002引步骤一：如表1配方，将不饱和聚醋，二哲甲基丙酸，辛二醇打底后抽真空，温度 105°C -112°C，压力-0. 06Mpa，时间比，加入NMP溶解小分子单体，温度降至60°C，开始滴加 IPDI，比滴完；加入二月桂酸二了基锡为催化剂，60°C保温比，升温到70°C，保温四小时，根 据粘度情况加入丙酬稀释，当NCO值为5%时即为终点；
[0029] 步骤二：如表2配方，反应容器中加入丙酬混合均匀，用氮气置换空气，把由MMA、 BA、MAA和HEMA等丙締酸单体与偶氮二异了膳组成的混合物滴加入容器，化左右滴加完 毕，保持反应温度80°C -90°C，2h，然后加入少量的偶氮二异了膳和丙酬，并测定哲值为 60m巧0H/g-70m巧OH/g，即为终点；
[0030] 步骤将步骤一与步骤二所合成树脂按用量比例1 : 1混合接枝，然后中和并加 水稀释，制成光敏性水性丙締酸-聚氨醋分散体，W玻璃为底材，所得漆膜性能见表3。
[0031] 表 1
[0032]
【权利要求】
1. 一种光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于按如下步骤制备： 步骤一：按重量份，将45-65份端羟基不饱和聚酯，20-25份多异氰酸酯单体和10-25 份亲水性单体与溶剂和催化剂共混，反应生成端NCO的聚氨酯树脂，标定NCO值为5%为反 应终占. /-L，-、y、、、， 步骤二：在溶剂条件下，将丙烯酸酯类单体通过自由基合成丙烯酸树脂，其中羟基丙烯 酸酯类单体占15-25重量份； 步骤三：将步骤一与步骤二所合成的树脂按用量比例1 : 1混合接枝，然后中和并加水 稀释，制成光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体。
2. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述的 端羟基不饱和聚酯选自于型号为191、193、195、118和138之一种几种不饱和树脂。
3. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述 的脂肪酸选自于甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯之一种或几 种。
4. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述的 亲水性单体选自于二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、丙二醇和辛二醇之一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述 的羟基型丙烯酸酯类单体选自于丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯和丙烯酸羟乙酯之一种或几 种。
6. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述的 中和剂选自于三乙胺和N，N-二甲基乙醇胺之一种或几种。
7. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述的 步骤一为：将所述的端羟基不饱和聚酯和亲水性单体打底后抽真空，温度l〇5°C _112°C，压 力-0. 06Mpa，时间1小时，加入NMP溶解亲水性单体，温度降至60°C，开始滴加 IPDI，1小时 滴完；加入二月桂酸二丁基锡为催化剂，60°C保温lh，升温到70°C，保温4小时，根据粘度情 况加入丙酮稀释，当NCO值为5%时即为终点。
8. 根据权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂，其特征在于所述 的步骤二为：反应容器中加入丙酮，混合均匀，用氮气置换空气，把丙烯酸酯类单体与偶氮 二异丁腈按质量比为50-100 : 1组成的混合物滴加入容器，4小时滴加完毕；保持反应 温度80°C -90°C，2小时，然后加入少量的偶氮二异丁腈和丙酮，并测定羟值为60mgK0H/ g-70mgK0H/g，即为终点。
9. 根据权利要求1所述的醇酸丙烯酸酯树脂，其特征在于所述的有机溶剂选自于甲 苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮、异丙醇和丙二醇醚类之一种或几种。
10. -种涂料，包括权利要求1所述的光敏性水性丙烯酸-聚氨酯分散体树脂。
【文档编号】C08F220/18GK104448172SQ201410790707
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】包柏青, 包金林, 谢浩 申请人:江苏柏鹤涂料有限公司, 常州市华润复合材料有限公司