一种基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的uv手感涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种紫外光固化涂料，尤其是一种基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的紫外光 固化手感涂料。
【背景技术】
[0002] 光固化涂料又称光敏涂料，主要由光敏树脂、光敏剂（光引发剂）和稀释剂组成， 同时加入一些添加剂，如热稳定剂，制备色漆时加入颜料和填料。光固化是指在紫外光或可 见光的作用下，将液态中的低聚物和单体经过交联聚合而形成固态产物的过程。紫外光固 化（UV)是辐射固化技术的一个分支，主要应用于制备光固化涂料。与一般固化方法比较， 紫外光固化有下列优点：①固化时间短，速度快，可在几秒内固化，可以应用于要求快速固 化的场合；②不需要加热，这对于涂饰木材、纸张、塑料等不宜加热的材料及混凝土、厚金属 板等热容量大的材料十分有用；③可配制成无溶剂产品，减少大气污染，有利于环保；④节 省能量，紫外光源的效率要高于烘箱；⑤固化过程可以自动化操作，提高生产中的自动化程 度，从而提高生产效率和经济效益。人们在使用紫外光固化涂料时也发现了一些问题，譬如 传统的光固化涂料使用时往往弹性性能较差、附着力差，容易出现发黄、开裂现象。如专利 CN 104017470A中公布的一种光固化涂料，以水代替有机稀释剂，虽然一定程度上降低了毒 性和刺激性，但其弹性性能较差，固化能力较差，还容易出现发黄开裂现象。
[0003] 手感涂料也称绒面涂料，指的是涂覆于塑料外壳上，使人们在视觉和触觉上对该 涂料涂层感受到类似织物、皮革的柔和光泽、松软、以及滑溜手感的具有"绒面效果"的高档 装饰性涂料。目前市场上的手感涂料虽然具有一定手感，但是固化过程往往比较复杂。如 CN102660184A提出的一种手感涂料，虽然其具有较好的手感，但是其快速固化能力不佳。
[0004] 因此研宄出一种硬度强、手感佳、附着力好，且弹性和柔韧性佳、耐腐蚀、不黄变的 涂料非常必要。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，通过在配方中使用弹 性聚氨酯丙烯酸酯和手感助剂，从而使得本专利所提供的涂料具有硬度强、手感佳、附着力 好，且弹性和柔韧性佳、耐腐蚀、不黄变的优点。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的 UV手感涂料，其包括有以下组分及其组分重量百分比：弹性聚氨酯丙烯酸酯30-35%、哑光 粉5-8%、光引发剂8-10%、二丙酮醇35-40%、流平剂0. 2-0. 5%、手感助剂0. 8-1. 5%、单 体 5-21 %〇
[0007] 按上述方案，所述的弹性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法包括以下步骤：
[0008] 1)原料的预处理：在110-120°c下对弹性聚酯二元醇进行减压抽真空处理，除去 水分；在70-80°C下对活性稀释单体和异佛尔酮二异氰酸酯进行减压抽真空处理，在真空 干燥箱中对含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯进行真空干燥；
[0009] 2)在容器中加入异佛尔酮二异氰酸酯和活性稀释单体，在50-55?下，搅拌混合 均匀后，采用多次加料的方式，在l-2h小时之内将弹性聚酯二元醇分批加入其中，再将温 度升到65-75?，反应l_2h后测异氰酸根的含量，当异氰酸根的含量达到理论值后，确认为 第一步反应的终点；
[0010] 3)再将含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯加入其中，反应至异 氰酸根浓度接近零，冷却至室温，出料，得到聚氨酯丙烯酸酯液体，所述的各组分及重量 百分比如下：弹性聚酯二元醇50-60%、异佛尔酮二异氰酸酯13-18%、甲基丙烯酸羟乙 酯10-16%、抗氧剂0. 05-0. 1%、阻聚剂0. 05-0. 1%、催化剂0. 01-0. 05%、活性稀释单体 6-25%。
[0011] 按上述方案，所述的弹性聚酯二元醇为主链为碳-碳长直链高分子的聚酯二元 醇。
[0012] 按上述方案，所述的碳-碳长直链高分子的聚酯二元醇的结构式为：
[0013]
【主权项】
1. 一种基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其包括有以下组分及其组分重量百 分比：弹性聚氨酯丙烯酸酯30-35 %、哑光粉5-8 %、光引发剂8-10 %、二丙酮醇35-40 %、流 平剂0. 2-0. 5%、手感助剂0. 8-1. 5%、单体5-21%。
2. 根据权利要求1所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 弹性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法包括以下步骤： 1) 原料的预处理：在110-120°C下对弹性聚酯二元醇进行减压抽真空处理，除去水分； 在70-80°C下对活性稀释单体和异佛尔酮二异氰酸酯进行减压抽真空处理，在真空干燥箱 中对含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯进行真空干燥； 2) 在容器中加入异佛尔酮二异氰酸酯和活性稀释单体，在50-55°C下，搅拌混合均匀 后，采用多次加料的方式，在l_2h小时之内将弹性聚酯二元醇分批加入其中，再将温度升 到65-75°C，反应l_2h后测异氰酸根的含量，当异氰酸根的含量达到理论值后，确认为第一 步反应的终点； 3) 再将含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯加入其中，反应至异氰酸根 浓度接近零，冷却至室温，出料，得到聚氨酯丙烯酸酯液体，所述的各组分及重量百分比如 下：弹性聚酯二元醇50-60%、异佛尔酮二异氰酸酯13-18%、甲基丙烯酸羟乙酯10-16%、 抗氧剂〇. 05-0. 1 %、阻聚剂0. 05-0. 1 %、催化剂0. 01-0. 05%、活性稀释单体6-25%。
3. 根据权利要求2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 弹性聚酯二元醇为主链为碳-碳长直链高分子的聚酯二元醇。
4. 根据权利要求3所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 碳-碳长直链高分子的聚酯二元醇的结构式为：
其中，所述的n为10-18。
5. 根据权利要求2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）硫醚、四〔0 - (3， 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸〕季戊四醇酯中的一种或多种的混合。
6. 根据权利要求2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 阻聚剂为对苯二酚或对羟基苯甲醚。
7. 根据权利要求2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
8. 根据权利要求2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述的 活性稀释单体为多EO或PO的丙烯酸酯低聚物。
9. 根据权利要求8所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于所述活 性稀释单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中 的一种或多种的混合。
10. 根据权利要求1或2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在 于所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、 2-甲基-l-(4-甲硫基苯基）-2_吗啉-1-丙酮中的一种或多种的混合。
11. 根据权利要求1或2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于 所述的流平剂为BYK-380N、BYK-381、BYK-307、BYK-341、BYK-345、BYK-346 中的一种或多种 的混合。
12. 根据权利要求1或2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于 所述的手感助剂为丝绒粉。
13. 根据权利要求1或2所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料，其特征在于 所述的单体为活性稀释剂2-(2_乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯，C8-C1(l丙烯酸酯，乙氧基化 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种的混合。
14. 权利要求1所述的基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的UV手感涂料的制备方法，包括以下 步骤： 1) 将弹性聚氨酯丙烯酸酯、流平剂、手感助剂、哑光粉和二丙酮醇搅拌均匀，得到混合 物； 2) 向上述混合物中加入单体和光引发剂，搅拌均匀后，得到弹性聚氨酯丙烯酸酯紫外 光固化手感涂料；组分及其组分重量百分比：弹性聚氨酯丙烯酸酯30-35%、哑光粉5-8%、 光引发剂8-10%、二丙酮醇35-40%、流平剂0. 2-0. 5%、手感助剂0. 8-1. 5%、单体5-21 %; 所述的弹性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法包括以下步骤： 1) 原料的预处理：在110-120°C下对弹性聚酯二元醇进行减压抽真空处理，除去水分； 在70-80°C下对活性稀释单体和异佛尔酮二异氰酸酯进行减压抽真空处理，在真空干燥箱 中对含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯进行真空干燥； 2) 在容器中加入异佛尔酮二异氰酸酯和活性稀释单体，在50-55°C下，搅拌混合均匀 后，采用多次加料的方式，在l_2h小时之内将弹性聚酯二元醇分批加入其中，再将温度升 到65-75°C，反应l_2h后测异氰酸根的含量，当异氰酸根的含量达到理论值后，确认为第一 步反应的终点； 3) 再将含有抗氧剂、阻聚剂和催化剂的甲基丙烯酸羟乙酯加入其中，反应至异氰酸根 浓度接近零，冷却至室温，出料，得到聚氨酯丙烯酸酯液体，所述的各组分及重量百分比如 下：弹性聚酯二元醇50-60%、异佛尔酮二异氰酸酯13-18%、甲基丙烯酸羟乙酯10-16%、 抗氧剂〇. 05-0. 1%、阻聚剂0. 05-0. 1%、催化剂0. 01-0. 05%、活性稀释单体6-25% ;所述 的弹性聚酯二元醇为主链为碳-碳长直链高分子的聚酯二元醇，所述的碳-碳长直链高分 子的聚酯二元醇的结构式为：
其中，所述的n为10-18。
【专利摘要】本发明涉及基于弹性聚氨酯丙烯酸酯的紫外光固化手感涂料，其包括有以下组分及其组分重量百分比：弹性聚氨酯丙烯酸酯30-35％、哑光粉5-8％、光引发剂8-10％、二丙酮醇35-40％、流平剂0.2-0.5％、手感助剂0.8-1.5％、单体5-21％。本发明具有以下有益效果：1)本发明在制备聚氨酯丙烯酸酯中使用弹性聚酯二元醇，由于其主链为C-C直链，主链分子的卷曲。在交联成膜后，在外力的作用下，卷曲的分子可以被拉伸，展现出弹性，使得本发明弹性和柔韧性佳；2)本发明制备方法简单，所制得的涂料附着力好、固化速度快，且可以很方便的调节涂层手感。
【IPC分类】C09D175-16, C08G18-10, C09D7-12, C08G18-75, C08G18-67, C08G18-42
【公开号】CN104559750
【申请号】CN201410854104
【发明人】刘治田, 代梦琴, 金毕青, 张旗, 王成, 王善
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日