专利名称：一种具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于涂料领域，具体涉及了一种真空镀膜用紫外光固化涂料。
背景技术：
紫外光(UV)固化技术于20世纪60年代诞生于德国，经过半个世纪的发展，如今此技术已经广泛应用于全世界的多个领域和行业，其在中国的发展也十分迅速。紫外光固化技术符合现今工业界提倡的5E的特点，即Efficient、Enabling、Economical、Energy Saving 禾口 Environmental Friendly,因此，其发展前景广阔。紫外光固化涂料是紫外光固化领域的很重要的一员，由于其固化速度快，固化后的漆膜力学性能好、外观优异而受到消费者的广泛认可。然而，由于紫外光固化涂料中所用的低聚物树脂之一的聚氨酯丙烯酸酯耐水解性不佳，而且用于紫外光固化的活性稀释剂绝大部分为不饱和丙烯酸酯类稀释剂，分子中含有大量酯键，易被水解或酸解，所以，这类紫外光固化涂料的漆膜抗水解、酸解性能不佳，限制了其应用范围。另外，传统的紫外光同化涂料中用的低聚物聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯分子中均含有芳香基团，这使得涂料固化后漆膜的耐黄变性和耐候性较差，同样也限制了涂料的应用领域。
发明内容
要解决的技术问题本发明的目的在于提供一种在不牺牲漆膜硬度等力学性能的前提下，拥有优异的抗水解、抗酸解性能，耐候性以及耐黄变性能的真空镀膜用紫外光固化涂料及其制备方法。技术方案本发明的技术方案是提供一种具有高硬度和优良耐候性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于含有以下组分脂环族聚氨酯丙烯酸酯、脂环族环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、抗水解剂、光引发剂和助剂，以重量计各组分的分数是脂环族聚氨酯丙烯酸酯10 60份，脂环族环氧丙烯酸酯10 50份，活性稀释剂10 70份，抗水解剂0. 01 10份，光引发剂1 6份，助剂 0. 1 2份。上述的脂环族聚氨酯丙烯酸酯是官能度为2的脂环族聚氨酯丙烯酸酯预聚物，这种预聚物可以通过常规的制备方法制备得到。上述的脂环族环氧丙烯酸酯的结构式如下A、B、C、D、E、F、G、H、I结构通式所示
权利要求
1.一种具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于含有以下组分脂环族聚氨酯丙烯酸酯、脂环族环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、抗水解剂、光引发剂和助剂，以重量计各组分的分数是脂环族聚氨酯丙烯酸酯10 60份，脂环族环氧丙烯酸酯10 50份，活性稀释剂10 70份，抗水解剂0.01 10份，光引发剂1 6份，助剂 0. 1 2份。
2.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于脂环族聚氨酯丙烯酸酯是官能度为2的脂环族聚氨酯丙烯酸酯预聚物。
3.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于脂环族环氧丙烯酸酯的结构式如下A、B、C、D、E、F、G、H、I结构通式所示
4.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于所述活性稀释剂为单官能团活性稀释剂、或双官能团活性稀释剂、或三官能团活性稀释剂、或多官能团活性稀释剂、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物；其中的单官能团活性稀释剂为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、3，3，5-三甲基环己基丙烯酸酯(TMCHA)、异癸基丙烯酸酯(ISODA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯0-ΕΗΑ)、羟基环己基(甲基)丙烯酸酯、羟基环己基甲基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)、硬脂酸丙烯酸酯(SA)、丙烯酸月桂酸酯(LA)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯；双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯 (BDDA)、二乙二醇二丙烯酸酯(DEGDA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、甲基醚化丙氧基季戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(DCPDA)；三官能团活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(PETMA)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(PO-GTA)、 三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯；其中的多官能团活性稀释剂为季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
5.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于所述的抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂，可以为二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺等小分子碳二亚胺，也可以为高分子量碳二亚胺类。
6.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯酮、二苯甲酮/叔胺体系、2，2_ 二甲基-2-羟基苯乙酮、2，2_ 二甲基-2-羟乙氧基基苯乙酮、苯偶酰二缩酮、环戊二烯基异丙苯铁六氟磷酸盐、安息香乙醚、双(2，4，6_三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、双 (2，6_ 二甲氧基苯甲酰)-(4’，4’_ 二甲基辛基-2)氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-2-羟酯-1-氧基丙烷中的一种或两种或三种。
7.根据权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于所述的助剂包括阻聚剂、流平剂和消泡剂；其中阻聚剂的用量为涂料总重量的0. 1 1%，流平剂的用量为涂料总重量的0. 1 1%，消泡剂的用量为涂料总重量的 0. 1 0. 5% ；所述的流平剂和消泡剂可以一起使用或单独使用。
8.由权利要求1所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料， 具有以下步骤①将液态的活性稀释剂加至搅拌容器中，然后向容器中加入耐水解剂和助剂，在5°C 50°C、搅拌速率为500 3000转/分钟的条件下使混合物溶液搅拌均勻；②向步骤①得到的混合物溶液中加入液态的脂环族聚氨酯丙烯酸酯和脂环族环氧丙烯酸酯，在温度为50°C 80°C、搅拌速率为500 2000转/分钟的条件下混合均勻；③向步骤②得到的混合物溶液中加入光引发剂，在温度为25°C 80°C、搅拌速率为500 2000转/分钟的条件下混合均勻，而后用250目滤网过滤后得到成品。
9.根据权利要求8所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于步骤①中的活性稀释剂为单官能团活性稀释剂、或双官能团活性稀释剂、或三官能团活性稀释剂、或多官能团活性稀释剂、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物、或单官能团活性稀释剂和双官能团活性稀释剂和三官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂的混合物；步骤①中的抗水解剂为碳二亚胺类抗水解剂；步骤①中的助剂为阻聚剂、流平剂和消泡剂中的一种或两种或三种；步骤②中的脂环族聚氨酯丙烯酸酯为官能度为2的脂环族聚氨酯丙烯酸酯；步骤②中的脂环族环氧丙烯酸酯为权利要求3 中给出的结构式A、B、C、D、E、F、G、H、I中的一种或两种的混合物；步骤③中的光引发剂为 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯酮、二苯甲酮/叔胺体系、2，2- 二甲基-2-羟基苯乙酮、2，2_ 二甲基-2-羟乙氧基基苯乙酮、苯偶酰二缩酮、环戊二烯基异丙苯铁六氟磷酸盐、安息香乙醚、双(2，4，6_三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2，4，6_三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、双(2，6- 二甲氧基苯甲酰)- ’，4’ - 二甲基辛基-2)氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-2-羟酯-1-氧基丙烷中的一种或两种或三种。
10.根据权利要求9所述的具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于步骤①中单官能团活性稀释剂为丙烯酸缩水甘油酯、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟丙酯 (ΗΡΑ)、甲基丙烯酸羟丙酯(ΗΡΜΑ)、3，3，5-三甲基环己基丙烯酸酯(TMCHA)、异癸基丙烯酸酯(ISODA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯Q-EHA)、羟基环己基(甲基)丙烯酸酯、羟基环己基甲基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)、硬脂酸丙烯酸酯(SA)、丙烯酸月桂酸酯(LA)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯；双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、 1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、二乙二醇二丙烯酸酯(DEGDA)、三乙二醇二丙烯酸酯 (TEGDA)、甲基醚化丙氧基季戊二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(DCPDA) ’三官能团活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 (TMPTMA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯(PETMA)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(PO-GTA)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯；其中的多官能团活性稀释剂为季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
全文摘要
本发明公开了一种具有优良耐候性能和抗水解性能的真空镀膜紫外光固化涂料。这种涂料包括脂环族聚氨酯丙烯酸酯、脂环族环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、抗水解剂、光引发剂和助剂。其制备方法为向活性稀释剂中加入耐水解剂和助剂，搅拌分散均匀，然后加入脂环族聚氨酯丙烯酸酯、脂环族环氧丙烯酸酯和光引发剂混合均匀制成。由于脂环族低聚物和抗水解剂的使用，该种涂料固化后的漆膜在拥有优异力学性能的同时，具有优异的抗水解、耐黄变和耐候性能。
文档编号C09D175/14GK102443349SQ201110324759
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者张彦庆, 祁元春, 董擎之, 黎朝 申请人:华东理工大学