专利名称：一种水性紫外光固化涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性紫外光固化涂料。
背景技术：
紫外光固化镀膜涂料技术中主要是以聚氨酯丙烯酸酯作为底漆，其作用主要是 提供固化膜良好的柔顺性和粘附力，为了提高硬度、快速固化性能和良好的附着性能，通 常还会加入环氧丙烯酸酯；由于单官能度单体的真空挥发性质，加之体系中又不可能完 全转化，因此配方中单官能度活性稀释剂的用量不能太高，这导致涂料粘度过大，使用不 方便。对此人们也做了大量的研究，如中国专利申请号200810026928. l，发明名称为 水溶性真空镀膜涂料，公布了由植物油及其脂肪酸、多元醇、酚醛树脂等物质经过醇解、縮 聚、加成、氨酯化制备而得；中国专利申请号200710039. l，发明名称为紫外线固化真空 镀膜涂料，公布了由聚氨酯丙烯酸酯树脂、流平剂、丙烯酸酯单体制备而得；中国专利号 ZL01130164.3，发明名称为真空镀膜涂料，由植物油及其脂肪酸、多元醇、酚醛树脂、苯并 呋喃树脂、改性氯化聚烯烃等混合制备而得；但是就细化到底涂涂料来讲，还存在表面清洁 度不高、流平性不好以及附着力不强等缺点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而公开一种环保、同时对塑胶何金属有 强附着力的水性紫外光固化涂料。 本发明的目的是通过以下方法得以实现的 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料 改性聚氨酯丙烯酸 20% 50% 引发剂 5% 15% 表面助剂 1% 2% 助溶剂 5% 10% 水 25% 65% 其中，改性聚氨酯丙烯酸由含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、乳化剂、有机胺、光固化 剂和催化剂合成。 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由以下重量百分比的原料合成 含羟基高分子丙烯酸20% 60% 扩链剂 20% 40% 乳化剂 10% 20% 光固化剂 20% 40% 催化剂 0% 1% 有机胺 1% 10% 其中，所述的扩链剂为脂肪族二异氰酸酯。
所述的乳化剂为同时含有羟基、羧基官能团的单体。 所述的光固化剂为含羟基的丙烯酸酯或是甲基丙烯酸酯，优选羟乙酯或羟丙酯。 所述的催化剂为锡、锌、铋中的一种或锡、锌、铋的混合物。 所述的有机胺优选二乙胺。 改性聚氨酯丙烯酸的合成步骤如下 步骤一、将上述比例量的含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、乳化剂和催化剂置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至50°C 8(TC，保温反应2 6小时，制得粘稠、透明的含NC0
的聚氨酯预聚物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的光固化剂加入至A中，冲入氮气； 步骤六、加热升温至50°C 80°C，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应2 6小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将有机胺与离子化合物B按1 : 10的重量百分比混合，制得改性聚氨酯
丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、引发剂、表面助剂、助溶剂按上述配方量混合调匀，最后用水稀释成固含量为20% 50%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。 所述的引发剂为a -羟基酮，优选2-羟基-2-甲基_1_苯基_1_对羟乙基醚基苯基丙酮。 所述的表面助剂为有机硅、有机氟或有机硅、有机氟的混合物。
所述的助溶剂为醇醚溶剂，优选乙二醇醚或丙二醇醚。 本发明的有益效果是，本发明由改性聚氨酯丙烯酸、引发剂、表面助剂、助溶剂和水组成，其中改性聚氨酯丙烯酸是由含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、乳化剂、有机胺、光固化剂和催化剂合成而得，本发明不但硬度高、耐磨性能好，而且附着力强，尤其是同时具有水溶和油溶的性能，使用范围广泛，通过调节溶解度参数，调节羧基和羟基含量，使其即对塑胶(如ABS、PC、PS等)，又对金属(如铁、铝、锡等)有较强的附着力；达欧盟ROHS标准。
具体实施例方式
下面结合实例对本发明作进一步的描述，下面的实施例可以用来使本专业技术人
员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。 实施例1 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料20%改性聚氨酯丙烯酸、5% 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1_对羟乙基醚基苯基丙酮、1%有机硅、5%乙二醇醚、64%水； 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由20%高分子聚酯多元醇、25%脂肪族二异氰酸酯、15%同时含有羟基、羧基官能团的单体、40%羟丙酯、0. 05%锡合成；
改性聚氨酯丙烯酸合成步骤如下
步骤一、将上述比例量的高分子聚酯多元醇、脂肪族二异氰酸酯、同时含有羟基、羧基官能团的单体和锡置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至50°C ，保温反应6小时，制得粘稠、透明的含NC0的聚氨酯预聚
物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的羟丙酯加入至A中，冲入氮气； 步骤六、加热升温至50°C ，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应6小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将二乙胺与离子化合物B按1 : 10的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-对羟乙基醚基苯基丙酮、有机硅、乙二醇醚按上述量混合调匀，最后用水稀释成固含量为20%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。
实施例2 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料25%改性聚氨酯丙烯酸、15% 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮、2%有机硅、有机氟按的重量百分比为l : 1组成的组合物、8%丙二醇醚、50%水； 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由30%高分子聚醚多元醇、30%脂肪族二异氰酸酯、10%同时含有羟基、羧基官能团的单体、30%羟乙酯、0. 2%锌合成；
改性聚氨酯丙烯酸合成步骤如下 步骤一、将上述比例量的高分子聚醚多元醇、脂肪族二异氰酸酯、同时含有羟基、羧基官能团的单体、锌置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至60°C ，保温反应3小时，制得粘稠、透明的含NC0的聚氨酯预聚
物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的羟乙酯加入至A中，冲入氮气； 步骤六、加热升温至60°C，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应3小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将二乙胺与离子化合物B按1 : 10的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-对羟乙基醚基苯基丙酮、有机硅、有机氟按的重量百分比为1 : l组成的组合物、丙二醇醚按上述量混合调匀，最后用水稀释成固含量为30%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。
实施例3 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料40%改性聚氨酯丙烯酸、5% 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1_对羟乙基醚基苯基丙酮、1%有机硅、10%丙二醇醚、
644%水； 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由40%包含有羧基的高分子聚酯多元醇、30%脂肪族二异氰酸酯、10%同时含有羟基、羧基官能团的单体、20%羟甲基丙烯酸酯、0.5%铋合成； 改性聚氨酯丙烯酸合成步骤如下 步骤一、将上述比例量的包含有羧基的高分子聚酯多元醇、脂肪族二异氰酸酯、同
时含有羟基、羧基官能团的单体、铋置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至7(TC，保温反应4小时，制得粘稠、透明的含NC0的聚氨酯预聚
物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的羟甲基丙烯酸酯加入至A中，冲入氮气； 步骤六、加热升温至70°C，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应4小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将二乙胺与离子化合物B按1 : IO的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-对羟乙基醚基苯基丙酮、有机硅、丙二醇醚按上述量混合调匀，最后用水稀释成固含量为40%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。
实施例4 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料35%改性聚氨酯丙烯酸、15% 2-羟基-2_甲基-1-苯基-1_对羟乙基醚基苯基丙酮、1.5%有机氟、10%丙二醇醚、34%水； 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由50%包含有羧基的高分子聚醚多元醇、20%脂肪族二异氰酸酯、10%同时含有羟基、羧基官能团的单体、30%羟丙酯、0.7%锡合成；
改性聚氨酯丙烯酸合成步骤如下 步骤一、将上述比例量的包含有羧基的高分子聚醚多元醇、脂肪族二异氰酸酯、同
时含有羟基、羧基官能团的单体、锡置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至60°C ，保温反应6小时，制得粘稠、透明的含NCO的聚氨酯预聚
物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的羟丙酯加入至A中，冲入氮气； 步骤六、加热升温至60°C，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应4小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将二乙胺与离子化合物B按1 : 10的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-对羟乙基醚基苯基丙酮、有机氟、丙二醇醚按上述量混合调匀，最后用水稀释成固含
7量为35%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。
实施例5 —种水性紫外光固化涂料；包括以下重量百分比的原料50%改性聚氨酯丙烯酸、15% 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮、2%有机硅、5%丙二醇醚、28 %水； 其中，所述的改性聚氨酯丙烯酸由50%包含有羧基的高分子聚酯多元醇和聚醚多元醇混合物、20%脂肪族二异氰酸酯、10%同时含有羟基、羧基官能团的单体、20%羟乙酯、1%铋合成； 改性聚氨酯丙烯酸合成步骤如下 步骤一、将上述比例量含有羧基的高分子聚酯多元醇和聚醚多元醇混合物、脂肪
族二异氰酸酯、同时含有羟基、羧基官能团的单体、铋置于反应釜，混合并搅拌均； 步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止； 步骤三、加热升温至80°C ，保温反应2小时，制得粘稠、透明的含NC0的聚氨酯预聚
物A ; 步骤四、将反应釜内温度降至常温； 步骤五、将与A等当量的羟乙酯加入至A中，冲入氮气；
步骤六、加热升温至80°C，同时不停搅拌； 步骤七、保温反应2小时；制得粘稠、透明的离子化合物B ; 步骤八、将二乙胺与离子化合物B按1 : IO的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。 水性紫外光固化涂料则是先将改性聚氨酯丙烯酸、2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-对羟乙基醚基苯基丙酮、有机硅、丙二醇醚按上述量混合调匀，最后用水稀释成固含量为50%的乳状体，此乳状体为最终的水性紫外光固化涂料。
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权利要求
一种水性紫外光固化涂料；其特征在于包括以下重量百分比的原料改性聚氨酯丙烯酸 20％～50％引发剂5％～15％表面助剂 1％～2％助溶剂5％～10％水25％～65％其中，改性聚氨酯丙烯酸由含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、乳化剂、有机胺、光固化剂和催化剂合成。
2.根据权利要求l所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的改性聚氨酯丙烯酸由以下重量百分比的原料合成含羟基高分子丙烯酸20％一60％扩链剂20％一40％乳化剂lo％一20％光固化剂20％一40％催化剂o％一1％有机胺1％一lo％改性聚氨酯丙烯酸的合成步骤如下步骤一、将上述比例量的含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、有机胺、乳化剂和催化剂置于反应釜，混合并搅拌均；步骤二、向反应釜中冲入氮气，直到排出反应釜内原有的空气为止；步骤三、加热升温至50℃一80℃，保温反应2—6小时，制得粘稠、透明的含NC。的聚氨酯预聚物A；步骤四、将反应釜内温度降至常温；步骤五、将与A等当量的光固化剂加入至A中，冲入氮气；步骤六、加热升温至50℃一80℃，同时不停搅拌；步骤七、保温反应2—6小时；制得粘稠、透明的离子化合物B；步骤八、将有机胺与离子化合物B按llo的重量百分比混合，制得改性聚氨酯丙烯酸。
3.根据权利要求2所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的有机胺优选二乙胺。
4.根据权利要求2所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的扩链剂为脂肪族二异氰酸酯。
5.根据权利要求2所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的乳化剂为同时含有羟基、羧基官能团的单体。
6.根据权利要求2所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的光固化剂为高官能度的含羟基的丙烯酸酯，优选羟乙酯或羟丙酯。
7.根据权利要求2所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的催化剂为锡、锌、铋或锡、锌、铋的混合物。
8.根据权利要求l所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的引发剂为a _羟基酮，优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮。
9. 根据权利要求1所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的表面助剂为 有机硅、有机氟或有机硅、有机氟的混合物。
10. 根据权利要求l所述的一种水性紫外光固化涂料；其特征在于所述的助溶剂为醇 醚溶剂，优选乙二醇醚或丙二醇醚。
全文摘要
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性紫外光固化涂料；本发明由改性聚氨酯丙烯酸、引发剂、表面助剂、助溶剂和水组成，其中改性聚氨酯丙烯酸由含羟基高分子丙烯酸、扩链剂、乳化剂、光固化剂、催化剂和有机胺合成而得，本发明不但硬度高、耐磨性能好，而且附着力强，尤其是同时对塑胶和金属有较强的附着力；达欧盟ROHS标准。
文档编号C09D175/04GK101787241SQ200910036988
公开日2010年7月28日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者李志民 申请人:东莞市至诚涂料有限公司