專利名稱：一種紫外光固化涂料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域中的光固化涂料，特別涉及一種紫外光固化涂料及其 制備方法和用途。
背景技術(shù)：
紫外光固化涂料是20世紀(jì)60年代開發(fā)的一種新型環(huán)保節(jié)能型涂料，它具 有節(jié)省能源、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。70年代我國開始涉足該技術(shù)， 卯年代后得到長(zhǎng)足發(fā)展。紫外光固化涂料是以高能量的紫外光作為光固化能 源，由涂料中的光引發(fā)劑吸收紫外光能形成自由基，引發(fā)光敏樹脂和活性稀釋 劑分子，進(jìn)而發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)，是涂膜達(dá)到固化，涂料可以100%固化成膜、 無有機(jī)溶劑揮發(fā)污染問題，能量利用率高。目前，光固化涂料不僅在木材、金 屬、塑料、紙張、皮革上大量應(yīng)用，而且在光纖、印刷電路板、電子元器件封 裝等材料上都得到了應(yīng)用。
但是，目前能夠應(yīng)用到聚合物光纖、光學(xué)器件上的紫外光固化涂料，其制 備方法一般步驟較多，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，因而工藝過于復(fù)雜。例如，專利 CN1528831A中記載了 一種透明紫外光固化涂料制備方法就是這樣，其中，在 將基體、預(yù)聚引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑加熱預(yù)聚合之前，還包括密封通入氮?dú)馀懦?器中氧氣步驟，預(yù)聚合之后還需用超聲波混合搖勻預(yù)聚物，而且加熱預(yù)聚合的 時(shí)間長(zhǎng)達(dá)0.1-4h，溫度要控制在40-120。C。
因此，目前需要研制一種制備步驟少、反應(yīng)時(shí)間短而工藝簡(jiǎn)單的，能應(yīng)用 于聚合物光纖、光學(xué)器件的紫外光固化涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問題在于提供一種制備簡(jiǎn)單，同時(shí)具有高透明 性和高光澤性，且折射率可調(diào)，應(yīng)用于聚合物光纖、光學(xué)器件的紫外光固化涂 料。
本發(fā)明實(shí)施例要解決的另 一技術(shù)問題在于，提供一種上述紫外光固化涂料 的制備方法。
本發(fā)明實(shí)施例要解決的再一技術(shù)問題在于，將上述紫外光野化涂料作為紫 外固化劑應(yīng)用于聚合物分散液晶。
本發(fā)明實(shí)施例提供的紫外光固化涂料，其中含有光引發(fā)劑、帶有巰基的化 合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯，含或不含單官 能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯。
的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯加入到反應(yīng) 容器中，加或不加單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯，在常溫或加熱的條件下混合 均勻后靜置，即得到所需紫外光固化涂料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的紫外光固化涂料，可作為紫外固化劑應(yīng)用于聚合物分 散液晶。
采用上述技術(shù)方案，只需將所述組分加入到反應(yīng)容器中，在常溫或加熱的 條件下混合均勻后，靜置即得到所需紫外光固化涂料，其反應(yīng)步驟少，時(shí)間短
而工藝簡(jiǎn)單，并且紫外固化速度快，固化時(shí)間只需要5-30分鐘。另外，上述技 術(shù)方案采用幾種高透明單體進(jìn)行聚合制備紫外光固化涂料，使該涂料具有高透 明性和高光澤性，而且可通過調(diào)節(jié)單體的比例，改變組分配方，調(diào)節(jié)紫外光固 化涂料的折射率，能適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用的多樣性，還可以作為紫外固化劑應(yīng)用于制 備聚合物分散液晶。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以 解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例利用帶有巰基的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物、 脂肪族二異氰酸酯在光引發(fā)劑的條件下，在紫外光的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制備 紫外光固化涂料。另外，根據(jù)需要可選擇性的添加單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸 酯。
以涂料總量為基準(zhǔn)，所述帶有巰基的化合物含量為20-60 wt%，優(yōu)選30-35 wt %單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物含量為30-70 wt %,優(yōu)選45-50 wt %, 脂肪族二異氰酸酯含量為5-20wt%，優(yōu)選10-15wt。/。，單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙 烯酸酯含量為0-35 wt°/。，優(yōu)選0-15 wt%,光引發(fā)劑含量為1-10 wt%，優(yōu)選1-5 wt%。
上述的帶有巰基的化合物并無特別限制，優(yōu)選帶有三個(gè)或四個(gè)巰基的化合 物，例如可以是三羥曱基丙烷-2-三巰基醋酸酯、三羥曱基丙烷-3-三巰基丙酸酯 和季戊四醇_3-四丙烯酸酯中一種或幾種。
上述的單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物并無特別限制，例如可以是季戊 四醇烯丙基醚、三羥曱基丙烷二烯丙基醚和四烯丙氧基醚中一種或幾種。
上述的脂肪族二異氰酸酯并無特別限制，例如可以是異佛爾酮二異氰酸酯 (IPDI)、六次曱基二異氰酸酯(HDI)和二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)中一種 或幾種。
上述的單官能團(tuán)或多官能團(tuán)的丙烯酸酯并無特別限制，優(yōu)選官能度是1-3 的丙烯酸酯，可以是單官能團(tuán)丙烯酸酯、雙官能團(tuán)丙烯酸酯和三官能團(tuán)丙烯酸 酯的一種或幾種。其中，單官能團(tuán)丙烯酸酯可以是丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸乙 酯、曱基丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥丙酯、曱基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸2-乙基己 酯和N-乙烯基吡咯烷酮；雙官能團(tuán)的丙烯酸酯可以是二縮三丙二醇二丙烯酸酯 (TPGDA)和l, 6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。三官能團(tuán)丙烯酸酯可以是三羥曱 基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羥曱基丙烷三曱基丙烯酸酉旨(TMPTMA)和季戊
四醇三丙烯酸酯(PETRA)。
上述的光引發(fā)劑為本領(lǐng)域所常用的光引發(fā)劑，優(yōu)選不易發(fā)生黃變的自由基 光引發(fā)劑，例如可以是二苯曱酮(Benzophenone photoinitiator)、 2-羥基-2-曱基畫1-苯基-1丙酮(Darocure1173)、 1-羥基環(huán)己基苯基酮(Irgacure 184 )和異丙基硫雜 蒽酮(Esacure ITX)中 一種或幾種。
的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯加入到反應(yīng) 容器中，加或不加單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯，在常溫或加熱的條件下混合 均勻后靜置，即得到所需紫外光固化涂料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的制備方法，各物質(zhì)的用量應(yīng)使得涂料中，以涂料總量 為基準(zhǔn)，所述帶有巰基的化合物含量為20-60 wt %，優(yōu)選30-35 wt%,單官能 團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物含量為30-70 wt%,優(yōu)選45-50 wt%,脂肪族二異 氰酸酯含量為5-20wt%，優(yōu)選10-15wt。/。，單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯含量 為0-35wt0/0，優(yōu)選0-15wt0/0,光引發(fā)劑含量為l-10wt%,優(yōu)選l-5wt0/0。
本發(fā)明實(shí)施例提供的紫外光固化涂料可以通過多種方式進(jìn)行涂敷，如刮涂、 噴涂、滾涂或刷涂等。得到的紫外光固化涂料涂層在紫外光(365nm-400nm) 的照射下固化，達(dá)到使用高透明紫外光固化涂料的目的。 力
合物分散液晶
上述的透明^ 率，通過折射率加和計(jì)算出來。計(jì)算方法如下
n=nlVl+n2V2+,..+nmVm (1)
Vl+V2+...+Vm=l (2)
其中n為所要配制的紫外光固化涂料的折射率，m為所配制紫外固化涂料 中所用單體的種類，nl、 n2、…nm分別為每種單體的折射率，VI、 V2、…Vm 分別是每種單體的摩爾百分比。
本發(fā)明釆用五種單體配制紫外光固化涂料，設(shè)單體的折射率分別為nl、n2、
n3、 n4、 n5,需要配制的涂料的折射率為n，貝'J:
n=nlVl+ n2V2十n3V3十n4V4+n5V5 (3)
Vl+V2+V3+V4+V5=l (4)
其中V1、 V2、 V3、 V4、 V5分別為五種單體的摩爾百分比。
以下實(shí)施例以聚合物分散液晶為例，說明本發(fā)明涂料及其制備方法和用途，
至于將本發(fā)明提供應(yīng)用于聚合物光纖、光學(xué)器件，可根據(jù)要求計(jì)算出算需要的
折光率，再用同樣的方法配制即可。
聚合物分散液晶是將小分子的液晶以微滴的形態(tài)分散在聚合物基體中，在
外電場(chǎng)的作用下有透射和散射兩種不同的光學(xué)狀態(tài)，其要求聚合物與液晶的折
射率相匹配。液晶的種類不同，其折射率不同， 一般在1.50-1.56之間?？筛鶕?jù)
液晶的折射率，配置與其相匹配的紫外光固化涂料， 一般要求紫外固化涂料固
化前的折射率在1.45-1.48之間。
實(shí)施例1
采用如下組分(按重量百分比計(jì)算)配制折射率為1.480的紫外光固化涂
料
三羥曱基丙烷-2-三巰基醋酸酯35% 三曱基丙烷二烯丙基醚 50% 異佛爾酮二異氰酸酯 13%
二苯曱酮 2%
將上述組分按照比例加入到反應(yīng)容器中，在常溫或加熱的條件下攪拌15-30 分鐘，冷卻后即得到所述的透明紫外光固化涂料。得到的紫外光固化涂料用棕 色玻璃瓶密封存;^文于陰涼干燥處。
將此涂料與液晶混合可得到聚合物分散液晶。將其涂于光學(xué)器件上，紫外 光下固化5-3 0分鐘即可。
采用如下組分(按重量百分比計(jì)算)配制折射率為1.456的紫外光固化涂料
三羥甲基丙烷-3-三巰基丙酸酯35% 三曱基丙烷二烯丙基醚50% 異佛爾酮二異氰酸酯 13% 二苯曱酮 2% 制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
采用如下組分(按重量百分比計(jì)算)配制折射率為1.477的紫外光固化涂料
季戊四醇-3-四巰基丙酸 35% 三曱基丙烷二烯丙基醚 50% 異佛爾酮二異氰酸酯 13% 二苯甲酮 2% 制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4
采用如下組分(按重量百分比計(jì)算)配制折射率為1.467的紫外光固化涂料
三羥曱基丙烷-2-三巰基醋酸酯20% 三曱基丙烷二烯丙基醚40% 異佛爾酮二異氰酸酯 15% 丙烯酸羥丙酯 20% 二苯甲酮 5% 制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例5
采用如下組分(按重量百分比計(jì)算)配制折射率為1.472的紫外光固化涂
料
三羥曱基丙烷-2-三巰基醋酸酯20% 三甲基丙烷二烯丙基醚40% 異佛爾酮二異氰酸酯 15% 1, 6己二醇二丙烯酸酯20% 二苯曱酮 5% 制備方法同實(shí)施例1。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種紫外光固化涂料，其中含有光引發(fā)劑、帶有巰基的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯，含或不含單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯。
2、 如權(quán)利要求l所述紫外光固化涂料，以涂料總量為基準(zhǔn)，所述帶有巰基 的化合物含量為20-60wt%,單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物含量為30-70 wt %，脂肪族二異氰酸酯含量為5-20wt%,單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯含量為 0-35 wt%，光引發(fā)劑含量為l-10wt%。
3、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，以涂料總量為基準(zhǔn)，所述帶有巰基 的化合物含量為30-35 wt。/。，單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物含量為45-50 wt %，脂肪族二異氰酸酯含量為10-15 wt%，單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯含量 為0-15 wt%,光引發(fā)劑含量為l-5wt%。
4、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，其中帶有巰基的化合物為帶有三個(gè) 或四個(gè)巰基的化合物。
5、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，其中單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化 合物為季戊四醇烯丙基醚、三羥曱基丙烷二烯丙基醚和四烯丙氧基醚中一種或 幾種。
6、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，其中脂肪族二異氰酸酯為異佛爾酮 二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯和二環(huán)己基曱烷二異氰酸酯中 一種或幾種。
7、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，其中單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯 為官能度是l-3的丙烯酸酯。
8、 如權(quán)利要求2所述紫外光固化涂料，其中光引發(fā)劑為不易發(fā)生黃變的自 由基光引發(fā)劑。
9、 如權(quán)利要求4所述紫外光固化涂料，其中帶有三個(gè)或四個(gè)巰基的化合物 為三羥曱基丙烷-2-三巰基醋酸酯、三羥甲基丙烷-3-三巰基丙酸酯和季戊四醇-3- 四丙烯酸酯中一種或幾種。
10、 如權(quán)利要求7所述紫外光固化涂料，所述官能度是1-3的丙烯酸酯為單官能團(tuán)丙烯酸酯、雙官能團(tuán)丙烯酸酯和三官能團(tuán)丙烯酸酯的一種或幾種，所 述單官能團(tuán)丙烯酸酯為丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥丙酯、曱基丙烯酸鞋乙酯、丙烯酸2-乙基己酯和N-乙烯基吡咯烷酮；雙 官能團(tuán)丙烯酸酯為二縮三丙二醇二丙烯酸酯和1, 6己二醇二丙烯酸酯；三官能 團(tuán)丙烯酸酯為三羥曱基丙烷三丙烯酸酯、三羥曱基丙烷三曱基丙烯酸酯和季戊 四醇三丙烯酸酯。
11、 如權(quán)利要求8所述紫外光固化涂料，其中不易發(fā)生黃變的自由基光引 發(fā)劑為二苯曱酮、2-羥基-2-曱基-l-苯基-l丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮和異丙基 石危雜蒽酮中 一種或幾種。
12、 如權(quán)利要求1所述紫外光固化涂料的制備方法，該方法為將光引發(fā)劑、 帶有巰基的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯加 入到反應(yīng)容器中，加或不加單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯，在常溫或加熱的條 件下混合均勻后靜置，即得到所需紫外光固化涂料。
13、 如權(quán)利要求1所述紫外光固化涂料，作為紫外固化劑應(yīng)用于制備聚合 物分散液晶。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紫外光固化涂料及其制備方法和用途，該涂料含有光引發(fā)劑、帶有巰基的化合物、單官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯丙基化合物和脂肪族二異氰酸酯，含或不含單官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯；其制備方法為在常溫或加熱的條件下混合均勻上述物質(zhì)后靜置，即得到所需紫外光固化涂料。本發(fā)明涂料制備簡(jiǎn)單，同時(shí)具有高透明性和高光澤性，且折射率可調(diào)，能應(yīng)用于聚合物光纖、光學(xué)器件，還可以作為紫外固化劑應(yīng)用于聚合物分散液晶。
文檔編號(hào)C09D4/02GK101368015SQ200710075739
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
發(fā)明者冬 劉, 林 江, 索旭菲 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司