一种水性UV涂料及其制备方法与应用与流程

本发明属于涂料，尤其涉及一种水性uv涂料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、uv涂料是ultraviolet curing paint的英文缩写，又叫紫外光固化涂料，是通过机器设备自动辊涂、淋涂到被涂物表面，在紫外光的照射下促使引发剂分解，产生自由基，进而引发树酯反应，瞬间固化成膜，其固化速度快、能量利用率高、涂料固化无溶剂挥发。基于uv涂料的特点，木地板普遍使用uv涂料进行装饰和防护，因木地板需经常打理，且容易生长细菌，因此需要地板涂料具有高的耐磨、耐水和抗菌性能，但现有技术中uv涂料不能同时具有耐磨、耐水和抗菌性能，具有一定局限性，如中国专利cn115558401a一种高强度spc地板uv固化涂料及其制备方，公开了一种具有光泽装饰性好、附着力强、硬度大、柔韧性优异和实用性好的spc地板uv固化涂料，虽地板具有诸多优异性能，但不能满足地板抗菌的需求。中国专利cn113831820a，uv纳米防霉抗菌涂料，公开了一种应用于木地板涂装的uv纳米防霉抗菌涂料，该uv抗菌涂料加入抗菌剂，达到涂料具有防霉抗菌的功能，该抗菌剂采用无机磷酸盐交换体上负载银离子，银离子均匀分布在uv涂层表面，与细菌接触反应后，造成细菌产生功能障碍从而导致细菌死亡，虽银离子具有一定的抗菌性能，但银离子与涂层的附着力不强，容易被磨损消耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性uv涂料，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

2、本发明还提供了上述一种水性uv涂料的制备方法。

3、本发明还提供了上述一种水性uv涂料的应用。

4、本发明第一方面提供一种水性uv涂料，按重量份计包括以下制备原料：水性聚氨酯丙烯酸酯乳液45份～60份，有机硅抗菌改性剂20份～35份，光引发剂1份～2份，流平剂0.2份～0.5份，消泡剂0.1份～0.2份，助溶剂2份～4份，水5份～20份。

5、所述有机硅抗菌改性剂的结构式为：

6、

7、其中x为卤素元素中的一种。

8、根据本发明一种水性uv涂料技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

9、本发明中通过制备有机硅抗菌改性剂，再与水性聚氨酯丙烯酸酯乳液主成膜树脂混合，在uv涂料经过紫外光照射固化时，有机硅抗菌改性剂中的双键基团参与水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的固化交联反应，可将有机硅抗菌改性剂中的季铵盐基团引入到漆膜中，达到漆膜抗菌的特点，同时接支硅氧键，达到漆膜耐水耐磨的特点。

10、本发明通过uv固化，将有机硅抗菌改性剂支到漆膜中，漆膜中的氮原子通过共价键直接与四个碳原子相连，阴离子通过离子键与季铵阳离子作用，其杀菌原理是季铵阳离子通过静电作用力和氢键，吸附带负电的细菌体，聚集在细胞壁上，产生室阻效应，导致细菌生长受抑而死亡，同时漆膜的憎水烷基还能与细菌的亲水基作用，改变膜的通透性，继而发生溶胞作用，破坏细胞结构，引起细胞的溶解和死亡，达到除菌性能。

11、本发明通控制涂料制备原料的重量份，实现uv涂料具有抗菌、耐水和耐磨的性能。

12、在本发明的一些具体实施例方案中，所述光引发为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的至少一种。

13、本发明中光引发剂在经过紫外照射后产生自由基，促使成膜物质发生交联反应固化成膜.

14、在本发明的一些具体实施例方案中，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚流平剂。

15、在本发明的一些具体实施例方案中，所述聚醚硅氧烷共聚流平剂为byk-3455或tego glide 432。

16、在本发明的一些具体实施例方案中，所述消泡剂为无溶剂型消泡剂。

17、本发明选用无溶剂型消泡剂在涂料制备中具有消泡的作用，消除气泡在漆膜中的影响，消泡剂中无溶剂挥发，减少漆膜固化时溶剂挥发产生漆膜收缩的影响。

18、在本发明的一些具体实施例方案中，所述无溶剂型消泡剂为byk-1794或byk-020。

19、在本发明的一些具体实施例方案中，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的至少一种。

20、在本发明的一些具体实施例方案中，所述有机硅抗菌改性剂的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸滴加至羟丙基季铵盐和阻聚剂的溶液中，再加入羧基封端的聚二甲基硅氧烷进行反应，得到有机硅抗菌改性剂。

21、本发明选用羟丙基季铵盐为抗菌成分，将其与甲基丙烯酸缩合反应，再将生成物接支到有机硅烷中，得到具有抗菌和疏水的改性剂，该改性剂含有双键基团能参与主成膜树脂的交联反应，从而对漆膜进行改性，使固化后的漆膜具有抗菌，疏水和耐磨的特点。

22、在本发明的一些具体实施例方案中，所述羧基封端的聚二甲基硅氧烷、羟丙基季铵盐和甲基丙烯酸的质量比为1.9～3.8:1:1.2～2.4。

23、在本发明的一些具体实施例方案中，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚和对苯二酚中的至少一种。

24、本发明中阻聚剂可阻止甲基丙烯酸的自聚反应。

25、在本发明的一些具体实施例方案中，所述有机硅抗菌改性剂的制备方法具体包括以下步骤：将甲基丙烯酸滴加至羟丙基季铵盐、阻聚剂和水的混合液中，升温进行缩合反应，再加入羧基封端的聚二甲基硅氧烷进行保温反应，得到有机硅抗菌改性剂。

26、在本发明的一些具体实施例方案中，所述滴加时间为50min～120min。

27、本发明中控制滴加时间可有效控制甲基丙烯酸与羟丙基季铵盐的反应，若滴加时间过短，容易造成甲基丙烯酸的自聚反应，若滴加时间太长，生产时间加长，效率太低。

28、在本发明的一些具体实施例方案中，所述缩合反应的温度为50℃～70℃。

29、在本发明的一些具体实施例方案中，所述缩合反应的时间为30min～50min。

30、在本发明的一些具体实施例方案中，所述保温反应的温度为65℃～85℃。

31、在本发明的一些具体实施例方案中，所述保温反应的时间为1h～3h。

32、本发明第二方面提供水性uv涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述有机硅抗菌改性剂依次与水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、有机硅抗菌改性剂、光引发剂、流平剂、消泡剂、助溶剂和水混合。

33、本发明第三方面提供水性uv涂料在制备地板涂层中的应用。

34、相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：

35、本发明水性uv涂料加入有机硅抗菌改性剂，通过改性剂中的双键基团参与成膜树脂的固化交联反应，可将有机硅抗菌改性剂中的季铵盐基团和硅氧键引入到漆膜中，使漆膜具有抗菌，耐水和耐磨的特点。

技术特征：

1.一种水性uv涂料，其特征在于，按重量份计包括以下制备原料：水性聚氨酯丙烯酸酯乳液45份～60份，有机硅抗菌改性剂20份～35份，光引发剂1份～2份，流平剂0.2份～0.5份，消泡剂0.1份～0.2份，助溶剂2份～4份，水5份～20份。

2.根据权利要求1所述水性uv涂料，其特征在于，所述光引发为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的至少一种。

3.根据权利要求1所述水性uv涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚流平剂。

4.根据权利要求1所述水性uv涂料，其特征在于，所述消泡剂为无溶剂型消泡剂。

5.根据权利要求1所述水性uv涂料，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的至少一种。

6.根据权利要求1所述水性uv涂料，其特征在于，所述有机硅抗菌改性剂的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸滴加至羟丙基季铵盐和阻聚剂的溶液中，再加入羧基封端的聚二甲基硅氧烷进行反应，得到有机硅抗菌改性剂。

7.根据权利要求6所述水性uv涂料，其特征在于，所述羧基封端的聚二甲基硅氧烷、羟丙基季铵盐和甲基丙烯酸的质量比为1.9～3.8:1:1.2～2.4。

8.根据权利要求6所述水性uv涂料，其特征在于，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚和对苯二酚中的至少一种。

9.如权利要求1至8任一项所述水性uv涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述有机硅抗菌改性剂依次与水性聚氨酯丙烯酸酯乳液、有机硅抗菌改性剂、光引发剂、流平剂、消泡剂、助溶剂和水混合。

10.如权利要求1至8任一项所述水性uv涂料在制备地板涂层中的应用。

技术总结
本发明公开了一种水性UV涂料，按重量份计包括以下制备原料：水性聚氨酯丙烯酸酯乳液45份～60份，有机硅抗菌改性剂20份～35份，光引发剂1份～2份，流平剂0.2份～0.5份，消泡剂0.1份～0.2份，助溶剂2份～4份，水5份～20份。本发明制备有机硅抗菌改性剂，通过改性剂中的双键基团参与成膜树脂的固化交联反应，可将有机硅抗菌改性剂中的季铵盐基团和硅氧键引入到漆膜中，使漆膜具有抗菌，耐水和耐磨的特点。

技术研发人员：刘志辉,苏观秀,陈婷婷
受保护的技术使用者：湖南中能新材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14