水性紫外光固化涂料及其制备方法_3

文档序号:9838037阅读:来源:国知局
:1。
[0081] (2)聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备:
[0082] 1、在通氮气保护条件下,向放有温度计、冷凝管、搅拌棒的四口圆反应瓶中,加入 二异氰酸酯和二元醇,在90°C搅拌反应1小时,得到第一反应液,其中,二异氰酸酯与二元醇 的摩尔比为1:0.3,二异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯;二元醇选自聚己内酯二元 醇;二元醇的分子量为600g/mol。
[0083] 2、在第一反应液中加入二羟基羧酸和催化剂,于80°C搅拌反应1小时,得到第二反 应液。其中,二羟基羧酸与二异氰酸酯的摩尔比为0.4:1,二羟基羧酸为二羟甲基丁酸中,催 化剂为二月桂酸二丁基锡,催化剂与二羟基羧酸的质量比为1:10。
[0084] 3、降温至60°C,采用恒压滴液漏斗将步骤(1)制备的扩链剂加入第二反应液中,进 行扩链反应3小时,得到第三反应液。其中,扩链剂与二异氰酸酯的摩尔比为0.3:1。
[0085] 4、于60 °C的条件下,在第三混合液中加入烯类封端剂和阻聚剂,反应1小时后,升 温至85°C,用丙酮调节至适合粘度,继续反应2小时,得到第四反应液。其中,烯类封端剂与 二异氰酸酯的摩尔比为0.1:1;烯类封端剂选自丙烯酸羟乙酯;阻聚剂为对甲氧基苯酚;阻 聚剂与烯类封端剂的质量比为〇. 5:80。
[0086] 5、于50 °C的条件下,在所述第四反应液中加入三乙胺,反应1.0小时,得到透明的 聚氨酯丙烯酸酯预聚体。其中,三乙胺与二羟基羧酸的摩尔比为1.5:1。
[0087] 6、在400转/分钟持续搅拌的条件下,将去离子水加入到聚氨酯丙烯酸酯预聚体 中,继续以600转/分钟的速率搅拌乳化分散40分钟,经冷却,得到聚氨酯丙烯酸酯分散体。 [0088] (3)填料的制备:室温条件下,将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛及纳米三氧化二铝 中的至少一种与去离子水混合分散,得到分散液。
[0089] (4)水性紫外光固化涂料的制备:
[0090] 1、按照质量份数称取如下组分: 步骤(2 )制备得到的聚氨酯丙烯酸酯分散体90份; 步骤(3)制备的填料 5份;
[0091] 流平剂 1份; 消泡剂 1份; 光引发剂 3份。
[0092] 2、按照上述配比,将步骤(2)制备的聚氨酯丙烯酸酯分散体、步骤(3)制备的填料、 光引发剂、消泡剂和流平剂加入分散缸中混合,搅拌分散30分钟,过200目筛,得到水性紫外 光固化涂料。其中,流平剂选自BYK333。消泡剂选自BYK024。光引发剂选自184。
[0093] 采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的紫水性紫外光固化涂料的性能见表 1〇
[0094] 实施例3
[0095]本实施例的水性紫外光固化涂料的制备过程如下:
[0096] (1)扩链剂的制备:将季戊四醇三丙烯酸酯和甲氧基苯酚(MEHQ)用10g的丙酮转入 装有温度计、冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中,其中,甲氧基苯酚的质量与季戊四醇三丙烯酸 酯的质量比为〇. 5:100;然后将其置于45°C恒温水浴中,利用恒压漏斗将异佛尔酮二异氰酸 酯逐滴加入到三口烧瓶中,同时加入二月桂酸二丁基锡(DBTAL)进行催化,然后升至55°C反 应2h,至体系中的异氰酸根离子的含量为8%。将三羟甲基丙烷恒压滴入反应体系中,适量 添加丙酮,升温至65°C反应3h,待反应体系中的异氰酸根离子消失,出料,得到无色或者浅 黄色的含双键的二元醇单体,即为扩链剂,其中,二月桂酸二丁基锡与异佛尔酮二异氰酸酯 的质量比为0.08:100;季戊四醇三丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的摩尔 比为1:1: 1。
[0097] (2)聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备:
[0098] 1、在通氮气保护条件下,向放有温度计、冷凝管、搅拌棒的四口圆反应瓶中,加入 二异氰酸酯和二元醇,在80°C搅拌反应2小时,得到第一反应液,其中,二异氰酸酯与二元醇 的摩尔比为1:0.2,二异氰酸酯选自二苯甲烷二异氰酸酯;二元醇选自聚己内酯二元醇;二 元醇的分子量为1 〇〇〇g/mo 1。
[0099] 2、在第一反应液中加入二羟基羧酸和催化剂,于75°C搅拌反应1.5小时,得到第二 反应液。其中,二羟基羧酸与二异氰酸酯的摩尔比为0.3:1,二羟基羧酸为二羟甲基丙酸,催 化剂为二月桂酸二丁基锡,催化剂与二羟基羧酸的质量比为0.5:8。
[0100] 3、降温至55°C,采用恒压滴液漏斗将步骤(1)制备的扩链剂加入第二反应液中,进 行扩链反应3小时,得到第三反应液。其中,扩链剂与二异氰酸酯的摩尔比为0.2:1。
[0101] 4、于55°C的条件下,在第三混合液中加入烯类封端剂和阻聚剂,反应1小时后,升 温至80°C,用丙酮调节粘度至合适,继续反应2小时,得到第四反应液。其中,烯类封端剂与 二异氰酸酯的摩尔比为0.4:1;烯类封端剂选自季戊四醇二丙烯酸酯;阻聚剂为对甲氧基苯 酚;阻聚剂与烯类封端剂的质量比为0.3:40。
[0102] 5、于45°C的条件下,在所述第四反应液中加入三乙胺,反应0.6小时,得到透明的 聚氨酯丙烯酸酯预聚体。其中,三乙胺与二羟基羧酸的摩尔比为1.2:1。
[0103] 6、在350转/分钟持续搅拌的条件下,将去离子水加入到聚氨酯丙烯酸酯预聚体 中,继续以 500转/分钟的速率搅拌乳化分散35分钟,经冷却,得到聚氨酯丙烯酸酯分散体。
[0104] (3)填料的制备:室温条件下,将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛及纳米三氧化二铝 中的至少一种与去离子水混合分散,得到分散液。
[0105] (4)水性紫外光固化涂料的制备:
[0106] 1、按照质量份数称取如下组分: 步骤(2)制备得到的聚氨酯丙婦酸酯分散体75份; 步骤(3)制备的填料 20份;
[0107] 流平剂 0.4份; 消泡剂 (UW分; 光引发剂 4份。
[0108] 2、按照上述配比,将步骤(2)制备的聚氨酯丙烯酸酯分散体、步骤(3)制备的填料、 光引发剂、消泡剂和流平剂加入分散缸中混合,搅拌分散20分钟,过300目筛,得到水性紫外 光固化涂料。其中,流平剂选自BYK307。消泡剂选自BYK022。光引发剂选自2959。采用实施例 1相同的测试方法得到本实施例的紫水性紫外光固化涂料的性能见表1。
[0109] 实施例4
[0110] 本实施例的水性紫外光固化涂料的制备过程如下:
[0111] (1)扩链剂的制备:将季戊四醇三丙烯酸酯和甲氧基苯酚(MEHQ)用10g的丙酮转入 装有温度计、冷凝管和搅拌器的三口烧瓶中,其中,甲氧基苯酚的质量与季戊四醇三丙烯酸 酯的质量比为〇. 5:100;然后将其置于45°C恒温水浴中,利用恒压漏斗将异佛尔酮二异氰酸 酯逐滴加入到三口烧瓶中,同时加入二月桂酸二丁基锡(DBTAL)进行催化,然后升至55°C反 应2h,至体系中的异氰酸根离子的含量为8%。将三羟甲基丙烷恒压滴入反应体系中,适量 添加丙酮,升温至65°C反应3h,待反应体系中的异氰酸根离子消失,出料,得到无色或者浅 黄色的含双键的二元醇单体,即为扩链剂,其中,二月桂酸二丁基锡与异佛尔酮二异氰酸酯 的质量比为0.08:100;季戊四醇三丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的摩尔 比为1:1: 1。
[0112] (2)聚氨酯丙烯酸酯分散体的制备:
[0113] 1、在通氮气保护条件下,向放有温度计、冷凝管、搅拌棒的四口圆反应瓶中,加入 二异氰酸酯和二元醇,在85°C搅拌反应1.5小时,得到第一反应液,其中,二异氰酸酯与二元 醇的摩尔比为1:0.2,二异氰酸酯选自己异佛尔酮二异氰酸酯;二元醇选自聚碳酸酯二元 醇;二元醇的分子量为1 〇〇〇g/mo 1。
[0114] 2、在第一反应液中加入二羟基羧酸和催化剂,于75°C搅拌反应1.2小时,得到第二 反应液。其中,二羟基羧酸与二异氰酸酯的摩尔比为0.3:1,二羟基
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