一种光固化水分散体、其制备方法及应用与流程

本发明涉及涂料，尤其涉及一种光固化水分散体、其制备方法及应用。

背景技术：

1、目前，消费电子类产品、塑胶涂装领域中，用于耐污、耐钢丝绒的涂料主要是传统的溶剂型光固化涂料，组分包括光固化树脂、光引发剂、油性稀释剂、添加剂，制备时漆膜光泽较难降低，在施工过程中有近一半的溶剂(如甲苯、二甲苯、酮、酯、苯乙烯)挥发到空气中，污染环境、危害人类的健康。目前市面溶剂型光固化涂料制备所得的耐污、耐钢丝绒的涂料在漆膜消光后，耐污、耐钢丝绒性能急剧变差。而大多数水性光固化耐污耐钢丝绒涂料是通过添加助剂来实现防污和耐钢丝绒效果的，产品稳定性差，耐钢丝绒性能和耐污性能无法达到溶剂型产品的性能，经过耐水煮及耐磨测试后，漆膜的耐污性能也消失殆尽，持久性也无法达到溶剂型产品的性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种光固化水分散体、其制备方法及应用，旨在解决现有光固化水分散体在持久耐污及耐钢丝绒性、刚性及热耐受性方面的不足，以及自乳化耐污耐钢丝绒光固化水分散体的树脂稳定性问题。

2、本发明提供了一种光固化水分散体，由包括含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的原料经过接枝反应得到；

3、所述含氟环氧-聚氨酯结构预聚物由包括含氟环氧单体、酸酐和丙烯酸酯类化合物的原料经过反应得到；

4、所述含氟环氧单体由包括含氟单体、环氧氯丙烷、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵的原料经过反应得到。

5、优选的，所述含氟单体、环氧氯丙烷、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵的质量比为25～35：53～78：6～13：7～18。

6、优选的，所述含氟环氧单体的制备方法包括以下步骤：

7、a1)将含氟单体、环氧氯丙烷和氢氧化钠在60～90℃下搅拌反应；

8、a2)将步骤a1)搅拌反应后的产物溶液与四丁基氢氧化铵混合后，在60～90℃下进行反应，得到含氟环氧单体。

9、优选的，所述酸酐包括四氢邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、邻苯二甲酸酐和顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐中的至少一种；

10、所述丙烯酸酯类化合物包括季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种；

11、所述含氟环氧单体、酸酐和丙烯酸酯类化合物的质量比为32～44：17～33：45～68。

12、优选的，所述羟基富勒烯单体由包括富勒烯、甲苯、氢氧化钠、四丁基氢氧化铵和双氧水的原料混合后反应得到。

13、优选的，所述羟基富勒烯单体的制备方法包括以下步骤：

14、b1)将富勒烯溶解在甲苯溶液中，得到富勒烯溶液；

15、b2)将所述富勒烯溶液、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵，搅拌均匀后，再与双氧水混合，搅拌反应，得到羟基富勒烯单体。

16、优选的，

17、步骤b1)中，

18、所述甲苯溶液的质量浓度为2％～16％；

19、所述富勒烯和甲苯溶液的用量比为1～8mg：1～50ml；

20、所述溶解的温度为60～80℃；

21、步骤b2)中，

22、所述富勒烯溶液、氢氧化钠、四丁基氢氧化铵和双氧水的质量比为1～10：12～22：7～16：2～14。所述双氧水的质量浓度为7％～14％；

23、所述步骤b2)在60～80℃下进行。

24、优选的，所述含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的质量比为20～45g：3～12mg：3～10g；

25、所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠和n-甲基二乙醇胺中的至少一种。

26、本发明还提供了一种上文所述光固化水分散体的制备方法，包括以下步骤：

27、将含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂在60～90℃下进行接枝反应，得到光固化水分散体。

28、本发明还提供了一种光固化水分散体涂料，由包括以下重量份组分的原料制备得到：

29、

30、所述光固化水分散体为上文所述的光固化水分散体，或上文所述的制备方法制得的光固化水分散体。

31、本发明提供了一种光固化水分散体，由包括含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的原料经过接枝反应得到；所述含氟环氧-聚氨酯结构预聚物由包括含氟环氧单体、酸酐和丙烯酸酯类化合物的原料经过反应得到；所述含氟环氧单体由包括含氟单体、环氧氯丙烷、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵的原料经过反应得到。

32、本发明通过环氧接入含氟基团，将含氟单体作为悬挂链引入交联网络中，利用环氧结构的超耐黄变，固化后漆膜保持持久耐污的同时也能保持耐黄变特性。通过将含氟环氧单体、酸酐、丙烯酸酯类化合物反应得到含氟环氧-聚氨酯结构预聚物。引入光固化基团，通过加入丙烯酸酯类化合物合成环氧-聚氨酯结构。合成过程采用多官合成，最终形成星状结构，降低了链段的缠绕，降低了预聚物粘度，可实现粘度低特性，无需加入溶剂进行降粘，实验产品无溶剂化。将含氟环氧-聚氨酯结构预聚物和羟基富勒烯单体、亲水扩链剂进行接枝反应，形成含氟环氧-聚氨酯-富勒烯三元结构，可大幅度提高含氟环氧-聚氨酯-富勒烯三元结构光固化水分散体涂料的刚性及耐磨特性，实现产品具备持久超耐钢丝绒特性的同时，保持持久耐污性能。

技术特征：

1.一种光固化水分散体，由包括含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的原料经过接枝反应得到；

2.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述含氟单体、环氧氯丙烷、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵的质量比为25～35：53～78：6～13：7～18。

3.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述含氟环氧单体的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述酸酐包括四氢邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、邻苯二甲酸酐和顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述羟基富勒烯单体由包括富勒烯、甲苯、氢氧化钠、四丁基氢氧化铵和双氧水的原料混合后反应得到。

6.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述羟基富勒烯单体的制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的光固化水分散体，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的光固化水分散体，其特征在于，所述含氟环氧-聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的质量比为20～45g：3～12mg：3～10g；

9.一种权利要求1～8任意一项所述光固化水分散体的制备方法，包括以下步骤：

10.一种光固化水分散体涂料，由包括以下重量份组分的原料制备得到：

技术总结
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种光固化水分散体、其制备方法及应用。所述光固化水分散体由包括含氟环氧‑聚氨酯结构预聚物、羟基富勒烯单体和亲水扩链剂的原料经过接枝反应得到；所述含氟环氧‑聚氨酯结构预聚物由包括含氟环氧单体、酸酐和丙烯酸酯类化合物的原料经过反应得到；所述含氟环氧单体由包括含氟单体、环氧氯丙烷、氢氧化钠和四丁基氢氧化铵的原料经过反应得到。本发明可以解决现有光固化水分散体在持久耐污及耐钢丝绒性、刚性及热耐受性方面的不足，以及自乳化耐污耐钢丝绒光固化水分散体的树脂稳定性问题。

技术研发人员：黄湘桦,郭常州
受保护的技术使用者：南雄市沃太化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17