一种含有Y型全氟聚醚单端二醇的UV固化涂料的制作方法

一种含有y型全氟聚醚单端二醇的uv固化涂料
技术领域
[0001]
本发明涉及一种uv固化涂料，尤其是一种含有y型全氟聚醚单端二醇的防污涂料。


背景技术：

[0002]
垃圾桶有金属和塑料两种材质，而由于塑料的轻便价廉广泛用于大街小巷。塑料垃圾桶具有成本低、耐腐蚀、使用寿命长、易于清洁、加工简单等优点，因此塑料垃圾桶的应用日益广泛，而油脂吸附是塑料垃圾桶清洁的一大难题。因此，研发一种防污涂料具有重要意义。
[0003]
在uv固化体系中引入全氟聚醚醇，一般较为广泛的是使用全氟聚醚双端醇，而这种结构使得在固化膜中，全氟聚醚两端被固定在链段中，不利与碳氟链段的自由迁移，如式[2]。将全氟聚醚单端醇引入低聚物中，单端结构使得全氟聚醚的碳氟链段只有一端被固定，游离的碳氟链段更易跃迁到固化膜表面。对比全氟聚醚单端醇和全氟聚醚单端二醇，两者引入到低聚物中后碳氟链均有只有一端被固定，不同的是，全氟聚醚单端二醇游离的只有碳氟链，如式[3]，全氟聚醚单端醇对应的低聚物则还包含碳氢链，如式[4]，影响uv固化膜的疏水疏油性。
[0004][0005][0006][0007]
本发明的uv固化涂料中含有可以提高防污性能的y型全氟聚醚单端二醇，相较于其他uv防污涂料，在保证耐摩擦性能的同时水油接触角相对提高；选择多官能团丙烯酸酯作为硬化剂，保证了涂膜的硬度。本发明的含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备工艺及设备简单，便于操作，成本低廉，易于规模化转化和生产。


技术实现要素：

[0008]
基于以上背景，本发明提供一种低成本的具有防污性能的uv固化涂料。
[0009]
本发明所采用的技术方案是：
[0010]
一种高硬度透明耐摩擦易清洁疏水疏油涂料，其特征在于，按重量份数计，包含如下组分：
[0011]
5～20份聚氨酯丙烯酸酯低聚物、
[0012]
140～300份稀释剂、
[0013]
100～200份硬化剂、
[0014]
3～5份光引发剂；
[0015]
所述fua低聚物的制备方法，步骤为：第一步在容器中加入6～10份多异氰酸酯、催化剂0.2～1份、溶剂100～200份，在30min内滴入20～80份全氟聚醚单端二醇，滴加过程中体系温度缓慢升温到60℃，温度稳定后反应5h～7h后得到端基为异氰酸酯基的含氟聚氨酯低聚物1；第二步将4～20份碳链二元醇加入到第一步的产物中，反应5h～7h后得到端基为异氰酸酯基的全氟聚醚低聚物2；第三步将3～4份(甲基)丙烯酸酯加入到第二步产物中，反应5h～7h后得到含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
[0016]
而且，所述涂料的制备方法是将5～20份聚氨酯丙烯酸酯低聚物、140～300份溶剂、100～200份硬化剂、3～5份光引发剂混合均匀。
[0017]
而且，所述全氟聚醚单端二醇为y型，分子式为下述式[1]所示的化合物。
[0018]
cf3o[cf(cf3)cf2o]
x
(cf2o)
y
ch2n(ch2ch2oh)2ꢀꢀ
[1]
[0019]
而且，所述全氟聚醚单端二醇的平均分子量为1000～4000。
[0020]
而且，所述多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯。
[0021]
而且，所述的催化剂为胺类催化剂、有机金属催化剂。
[0022]
而且，所述的溶剂为三氯三氟乙烷和丙酮的混合物。
[0023]
而且，所述碳链二元醇为碳链二元醇为聚乙二醇、聚丙三醇、聚碳酸酯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或多种。
[0024]
而且，所述碳链二元醇平均分子量为400～2000。
[0025]
而且，所述(甲基)丙烯酸酯为hea、hema。
[0026]
而且，所述稀释剂为异丙醇。
[0027]
而且，所述硬化剂为四官能丙烯酸酯。
[0028]
而且，所述光引发剂为819、1173、tpo。
[0029]
本发明的优点及积极效果是：
[0030]
本发明的含氟聚氨酯丙烯酸酯涂料中不仅含有可以提高防污性能的含氟组分，还添加了在提高机械性能的聚醚多元醇，同时，相较于其他uv防污涂料，在保证耐摩擦性能的同时水油接触角相对提高；选择多官能团丙烯酸酯作为硬化剂，保证了涂膜的硬度。本发明的含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物制备工艺及设备简单，便于操作，成本低廉，易于规模化转化和生产。
具体实施方式
[0031]
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0032]
本发明中由uv固化涂料制备防污涂层的方法如下：
[0033]
用滴管将uv固化涂料滴于聚碳酸酯片(pc片)上，于匀胶机上旋转涂布，转速1为600r/min，加速时间5s，匀速时间15s，转速2为2000r/min，加速时间5s，匀速时间45s；uv固化灯功率为1000w，固化时间为45s，每15s间隔15s。
[0034]
下面实施例中测试标准如下
[0035]
接触角：采用接触角测试仪jc2000d5(水为超纯水，油为正十六烷)；
[0036]
铅笔硬度：根据国标gb/t 6739-2006所述方法测定铅笔硬度；
[0037]
耐摩擦测试：以无纺布为摩擦媒介，500g载荷下往复摩擦1000次，测试接触角。
[0038]
实施例1：
[0039]
(1)端基为异氰酸酯基的低聚物1的制备：按重量比，将9份ipdi和100份三氯三氟乙烷/丙酮加入三口烧瓶中，通氮气，搅拌；在30min内滴加全氟聚醚单端二醇68份和0.3份二月桂酸二丁基锡，边滴加边搅拌边升温至60℃，反应7h；
[0040]
(2)端基为异氰酸酯基的低聚物2的制备：在上述反应中继续滴加8份聚四氢呋喃二醇，通氮气，60℃下反应7h；
[0041]
(3)含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物(fua)的制备：在上述反应中继续滴加4份hema，通氮气，60℃下反应5h，得到含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物(fua)。
[0042]
(4)uv固化含氟聚氨酯丙烯酸酯涂料配制：
[0043][0044]
上述uv fua涂料指标性能：
[0045]
水接触角 114.6
°
[0046]
油接触角 72.5
°
[0047]
铅笔硬度 6h
[0048]
摩擦后接触角 111.9
°
[0049]
实施例2：
[0050]
(1)端基为异氰酸酯基的低聚物1的制备：按重量比，将9份ipdi和100份氟溶剂/丙酮加入三口烧瓶中，通氮气，搅拌；在30min内滴加32份全氟聚醚单端二醇和0.2份二月桂酸二丁基锡，边滴加边搅拌边升温至60℃，反应7h；
[0051]
(2)端基为异氰酸酯基的低聚物2的制备：在上述反应中继续滴加聚碳酸酯二醇10份，通氮气，60℃下反应7h；
[0052]
(3)含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物(fua)的制备：在上述反应中继续滴加4份hema，通氮气，60℃下反应5h，得到含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物(fua)。
[0053]
(4)uv固化含氟聚氨酯丙烯酸酯涂料配制：
[0054][0055][0056]
上述uv fua涂料指标性能：
[0057]
水接触角 116.4
°
[0058]
油接触角 74.3
°
[0059]
铅笔硬度 6h
[0060]
摩擦后接触角 112.3
°
[0061]
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。