一种紫外光固化水性聚氨酯分散液的制作方法_4

文档序号:9410929阅读:来源:国知局
小时,然后用200目滤网过滤后得到 目标产物。基本性能表征如表4:
[0142] 表4:基本性能表征
[0143]
[0144] 实施例17
[0145]PUD-CYD110-30% (在PUD参照体系的基础上,用30%的实施例10的产物进行修 饰)的合成
[0146] 在干燥空气保护下,将60. 16克Capa2200, 6. 4克2, 2-二羟甲基丙酸,16克N-甲基 吡咯烷酮,170毫克二月桂酸二丁基锡加入一 500毫升三口瓶中,搅拌至均匀并控制温度在 75至80°C,缓慢滴加34. 51克异佛尔酮二异氰酸酯。滴加完毕后继续剧烈搅拌30分钟。然 后加入 50 毫克 2, 6-二叔丁基对甲酚和 14. 89 克CYD110-50%Capa-75% (IPDI-HEMA)(实 施例10中制备)。继续搅拌一个小时,然后每隔10分钟检测NC0%直至理论值4. 32%。冷 却至50°C以下,在1分钟内加入4. 6克三乙胺,继续剧烈搅拌并进一步冷却至30°C以下,缓 慢滴加131克去离子水,滴加完毕继续剧烈搅拌10分钟后,缓慢滴加乙二胺的水溶液(3. 4 克乙二胺溶解在31克去离子水)。滴加完毕后,在室温继续搅拌1小时,然后用200目滤网 过滤后得到目标产物。基本性能表征如表5:
[0147] 表5:基本性能表征
[0148]
[0149] 聚氨酯水分散体涂料体系实施例
[0150] 实施例18
[0151] 将实施例13的产物按照表6配成固含约为35%的1K清漆,作为参照。
[0152] 表6.清漆组成
[0153]
[0154] 实施例19
[0155] 将实施例15的产物按照表7配成固含约为35%的1K清漆。
[0156] 表7:清漆组成
[0157]
[0158] 实施例20
[0159] 将实施例15的产物按照表8配成固含约为35%的1K清漆。
[0160] 表8:清漆组成
[0161]
[0162] 实施例21
[0163] 将实施例15的产物按照表9配成固含约为35%的1K清漆。
[0164] 表9:清漆组成
[0165]
[0166] 实施例22
[0167] 将实施例15的产物按照表10配成固含约为35%的1K清漆。
[0168] 表10:清漆组成
[0169] CN105131823A 说明书 13/17 页
[0170] 实施例23
[0171] 将实施例15的产物按照表11配成固含约为35%的1K清漆。
[0172] 表11:清漆组成
[0173]
[0174] 实施例24
[0175] 将实施例15的产物按照表12配成固含约为35%的1K清漆。
[0176] 表12:清漆组成
[0177]
[0178] 实施例25
[0179] 将实施例17的产物按照表13配成固含约为35%的1K清漆。
[0180] 表13:清漆组成
[0181]
[0182] 实施例18-25的漆膜样版制作
[0183] 将1K清漆用100微米湿膜厚度的刮板分别涂在锡板和玻璃板上,实施例18-25的 漆膜样版在室温条件下放置2小时后,用Fusion公司UV固化系统进行固化,紫外光强度实 测数据如表14 :
[0184] 表14 :紫外光强度实测数据
[0185]
[0186] 然后放置室温通风箱7天,测试漆膜铅笔硬度,摆杆硬度,柔韧性和耐化学品MEK 腐蚀性。结果参见表15。
[0187] 表15 :实施例18-25的1K清漆漆膜性能
[0188]
[0189] 表15的结果显示,所有实施例18-25中的漆膜,其铅笔划伤硬度都为4B;这说明 漆膜本身相当的柔软。这也是为什么所有实施例18-25中的漆膜都能通过1/8英寸弯曲试 验而漆膜本身无破裂。但同时铅笔划破硬度都高达3H,其跨度相当大;这也说明了漆膜本 身有相当好的韧性。即使经紫外固化也没有显著影响漆膜原有的韧性。一方面是由于聚酯 二元醇Capa2200本身具有很好的伸缩性,另一方面包含柔性核心和多条柔性长链的超支 化聚酯的特殊球状结构也赋予了一定的伸缩性。从实施例22-25的摆杆硬度测试结果则 表明,在聚氨酯分子结构中引入经紫外光固化基团修饰的超支化羟基聚合物作为其中一单 体,能明显提升其摆杆硬度。其硬度的提升与光引发剂的量有关,即引发计量越多,交联程 度越高,摆杆硬度越高,但到一定程度达到饱和,主要由于:1)超支化羟基聚合物的添加有 限,漆膜硬度总体上还是受聚氨酯本身性能的制约;2)过多的光引发剂同时也将加速聚氨 酯分子的光降解,对实际应用没有意义。
[0190]MEK双重摩擦测试结果表明,在聚氨酯分子结构中引入经紫外光固化基团修饰的 超支化羟基聚合物作为其中一单体,能极大地提高漆膜的耐化学品性。通常由聚氨酯水分 散体得到的漆膜由于缺少交联而达不到理想的耐化学品性,即使用价格更加昂贵的聚碳酸 多醇来代替聚酯多醇,其提升效果也相当有限,且不具备成本效益。不少报导的和市面在售 聚氨酯水分散体将紫外固化作为固化的必要手段,其中一副作用就是紫外固化后硬度极高 而漆膜变得脆弱,缺少韧性。本发明的主要目标就是在不显著改变原有聚氨酯水分散体的 性能的基础上,来进一步提高其耐久性。作为一种后交联的手段,并利用超支化羟基聚合物 本身的韧性可以达到最终漆膜韧性和耐久性的平衡。前面已提到,所有实施例18-25中的 漆膜都能通过1/8英寸弯曲试验而漆膜本身无破裂,说明本身的韧性并没有因经紫外固化 而显著变化。而同时,实施例19-25中的漆膜经过紫外固化后,MEK双重摩擦次数得到了非 常显著的提高。在一定紫外光强度下,提高光引发剂的量能提高MEK双重摩擦次数,到了一 定程度达到最大值,继续提高光引发剂的量反而降低了MEK双重摩擦次数,这是因为过多 的光引发剂也将加速聚氨酯分子的光降解。作为参照物,实施例18由于没有添加经紫外光 固化基团修饰的超支化羟基聚合物,其MEK双重摩擦次数经反复测定均不超过10次。作为 参考我们也对市场上的一些聚氨酯水分散体做同样的测试,MEK双重摩擦次数也为5-10次 左右,且几乎完全溶解。在添加了 3 %光引发剂Irgacure500的实施例20中,其漆膜耐MEK 双重摩擦次数可高达165次,是参照体系的10-15倍。与此同时我们也使用了同一公司的另 一光引发剂产品Irgacure819,此产品据介绍专为水性体系设计;而Irgacure500主要用 于油性体系。但是我们的测试结果表明,在同样比例下,使用Irgacure819的实施例22-24 的漆膜在MEK双重摩擦实验得到结果不如相应的使用Irgacure819的实施例19-21。事实 上,我们发现Irgacure500虽是油性却能很好的分散在体系中而不出现沉淀或分层,这很 可能是由于聚氨酯颗粒将Irgacure500包裹其中并均勾分布于每个颗粒中。而Irgacure 819本身就能很好的分散在水中,这就导致了有相当一部分的Irgacure819游离于水中而 没有与聚氨酯分子进行充分接触,从而降低了其总体的引发效率。实施例25的漆膜在列举 的所有实施例中具有相对最高的摆杆硬度但是耐MEK双重摩擦性能却是除参照实施例18 外最低的。我们认为主要原因在于所用的超支化聚酯多元醇的不同。需要说明的是由于时 间和条件限制,紫外固化的各项参数未经完全优化。表9的数据还有提升的空间。
[0191] 对实施例14和16的产物,我们也做过漆膜样板并做同样的测试,得出的结论基本 一致,因而不做重复讨论。
[0192] 将实施例18和20的漆膜做凝胶含量测试。结果参见表16。
[0193] 表16 :实施例18和20漆膜的凝胶含量测试结果
[0194]
[0195]其中:
[0196]Wp(110°C/0. 5h):经110°C烘烤半小时后的滤纸重量
[0197]W(p+s)before:浸泡前的滤纸和样品总重
[0198]W(p+s)after(110°C/2h):浸泡后的滤纸和样品经110°C烘烤2小时后的总重量
[0199] 表16的数据再次证明,在聚氨酯分子结构中引入经紫外光固化基团修饰的超支 化羟基聚合物作为其中一单体,由于提供了交联而极大地提高漆膜的耐化学品性。实施例 20的漆膜相对于没有引入经紫外光固化基团修饰的超支化羟基聚合物的参照物,即实施例 18,其凝胶含量从68. 01 %提升至92. 49%。实施例18的漆膜经丙酮浸泡后完全破裂,而实 施例20的漆膜经丙酮浸
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