一種低表面能聚氨酯光固化涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低表面能聚氨酯光固化涂料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光固化涂料具有低污染、快速固化與節(jié)能高效等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于木材、金 屬、油墨印刷、塑料涂層、光纖涂層、織物印花等方面。聚氨酯涂料是應(yīng)用最為廣泛的一類 紫外光固化涂料，具有較高的剝離強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，優(yōu)異的耐低溫、耐沖擊、耐油和耐磨等 性質(zhì)。紫外光固化聚氨酯涂料優(yōu)異的性能，使得其被廣泛應(yīng)用在防水涂料等領(lǐng)域。但由于 各行業(yè)對(duì)防水防油性能的要求越來越高，單一的聚氨酯已經(jīng)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。目 前工業(yè)上主要采取將無(wú)機(jī)或有機(jī)氟材料與紫外光固化聚氨酯涂料樹脂物理共混的方法來 降低涂料的表面能。通過物理?yè)诫s的方法雖然能達(dá)到降低表面能的效果，但含氟小分子與 樹脂的相容性較差，涂料容易混合不均勻，容易出現(xiàn)相分離現(xiàn)象，從而導(dǎo)致不能有效發(fā)揮作 用，涂膜性能不能得到有效提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種低表面能 聚氨酯光固化涂料。
[0004] 本發(fā)明另一目的在于提供一種上述低表面能聚氨酯光固化涂料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種低表面能聚氨酯光固化涂料，按重量份計(jì)包括下述組分：
[0007]
[0008]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于按重量份計(jì)包括下述組分： 低表面能聚氨酯預(yù)聚物 100份； 活性稀釋劑 0.01~50份； 光引發(fā)劑 0.5~10份； 助劑 0.5~10份； 所述低表面能聚氨酯預(yù)聚物由包括以下步驟的方法制備得到： (1) (甲基）丙烯酸羥基酯單封端的聚氨酯低聚物的制備：按重量份計(jì)，加入1〇〇份 聚醚二元醇，升溫至50~65°C，加入二異氰酸酯12~50份，攪拌混合均勻，升溫至70~ 80°C，反應(yīng)3~7h后即得到端基為-NC0的聚氨酯預(yù)聚物；然后加入8~26份的（甲基） 丙烯酸羥基酯，在70~90°C下反應(yīng)3~5h后，即得到（甲基）丙烯酸羥基酯單封端的聚氨 酯低聚物； (2) 巰基乙醇單封端的含氟（甲基）聚丙烯酸酯預(yù)聚物溶液的制備：將100重量份的 含氟（甲基）丙烯酸酯，2~10重量份的巰基乙醇，100重量份的溶劑，2~3重量份的引發(fā) 劑，攪拌混合均勻，在80~100°C下反應(yīng)10~15h后，得到巰基乙醇單封端的含氟（甲基） 聚丙烯酸酯預(yù)聚物溶液； (3) 低表面能聚氨酯預(yù)聚物的制備：將20~40重量份步驟（1)制備得到的（甲基）丙 烯酸羥基酯單封端的聚氨酯低聚物，攪拌升溫至30~50°C，加入80~120重量份步驟（2) 制備得到的巰基乙醇單封端的含氟（甲基）聚丙烯酸酯預(yù)聚物溶液和〇. 01~〇. 10重量份 的催化劑，攪拌混合均勻后升溫至60~70°C，反應(yīng)2~7h，旋蒸除去溶劑，得到低表面能聚 氨酯預(yù)聚物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：步驟⑴中所述 的聚醚二元醇的分子量為300~10000 ; 所述的二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰 酸酯、萘二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、己二異氰酸酯和 異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種； 所述的（甲基）丙烯酸羥基酯包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、 甲基丙烯酸羥丙酯和丙烯酸4-羥基丁酯中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：步驟⑴中所述 的二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯中的至 少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：步驟⑵中所述 的含氟（甲基）丙烯酸酯包括（甲基）丙烯酸偏三氟乙基酯、（甲基）丙烯酸十二氟庚酯、 (甲基）丙烯酸六氟丁酯、（甲基）丙烯酸十三氟辛酯和（甲基）丙烯酸十氟丁酯中的至少 一種； 所述的引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈和偶氮二環(huán)己基甲腈 中的至少一種； 所述的溶劑包括甲苯、二甲苯、二氧六環(huán)、環(huán)己酮和乙二醇單甲醚中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：步驟⑶中所述 的催化劑為有機(jī)叔胺類及有機(jī)金屬化合物，包括四甲基丁二胺、二甲基環(huán)己胺、五甲基二乙 烯三胺、二丁基二月桂酸錫和辛酸鉛中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：所述的活性稀釋 劑為甲基丙烯酸-0 _羥乙酯、異冰片基丙烯酸酯、0 _羥乙基丙烯酸酯）、2_苯氧基乙基丙 烯酸酯、1，6-己二醇雙丙烯酸酯、二縮丙二醇雙丙烯酸酯、三縮丙二醇雙丙烯酸酯、三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四 丙烯酸酯、二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇五丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯及 其乙氧基化產(chǎn)物、二縮三丙三醇二丙烯酸酯中的至少一種； 所述的光引發(fā)劑為a，a二甲氧基-a-苯基苯乙酮、a，a-二乙氧基苯乙酮、2_羥 基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、異丙基苯基-2-羥基-2-甲基丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯甲 酮、2-甲基-1-(4-甲巰基苯基）-2-嗎啉-1-丙酮、2-苯基-2, 2-二甲氨基-1-(4-嗎啉 苯基）_1_ 丁酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、雙 (2, 4, 6-三甲基苯甲酰）苯基氧化膦、雙（2, 6-二甲氧基苯甲酰）-(4'，4'_二甲基辛基-2) 氧化膦、二苯甲酮、四甲基米蚩酮、2-氯硫雜蒽酮、異丙基硫雜蒽酮和2, 4-二乙基硫雜蒽酮 中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：所述的活性稀釋 劑為異冰片基丙烯酸酯、1，6-己二醇雙丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥 甲基丙烷三丙烯酸酯和雙季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一種； 所述的光引發(fā)劑為a，a-二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥 基-環(huán)己基苯甲酮、2-苯基-2, 2-二甲氨基-1-(4-嗎啉苯基）-1_ 丁酮、2, 4, 6-三甲基苯 甲酰膦酸二乙酯、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和二苯甲酮中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能聚氨酯光固化涂料，其特征在于：所述的助劑包括 流平劑、消泡劑和促進(jìn)劑中的至少一種。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的低表面能聚氨酯光固化涂料的制備方法，其 特征在于把所述各組分按比例混合、攪拌分散，即可得到。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的低表面能聚氨酯光固化涂料的制備方法，其特征在于具體 包括以下步驟：把100重量份的低表面能聚氨酯預(yù)聚物、〇. 01~50重量份的活性稀釋劑、 0. 5~10重量份的光引發(fā)劑和0. 5~10重量份的助劑混合，高速攪拌分散5~lOmin，混 合均勻，即可制備得到低表面能聚氨酯光固化涂料。
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚氨酯涂料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種低表面能聚氨酯光固化涂料及其制備方法。該涂料按重量份計(jì)包括下述組分：低表面能聚氨酯預(yù)聚物100份；活性稀釋劑0.01～50份；光引發(fā)劑0.5～10份；助劑0.5～10份。本發(fā)明通過化學(xué)方法合成含氟丙烯酸酯改性的聚氨酯聚合物，得到各相分布較為均一的高氟含量的聚氨酯，不易發(fā)生相分離，不易析出結(jié)，并將其制成光固化涂料。該涂料兼具了含氟化合物和聚氨酯的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的耐水、耐油、耐酸堿、耐化學(xué)腐蝕等性能，以及良好的附著力，經(jīng)紫外線的照射可迅速固化，內(nèi)聚力得到提高。采用紫外光固化，具有耗能低、綠色、節(jié)能、高效的特點(diǎn)。
【IPC分類】C08G18-48, C09D4-06, C09D7-12, C08G18-67, C09D4-02, C08F120-22, C08F299-06
【公開號(hào)】CN104804496
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510210189
【發(fā)明人】劉偉區(qū), 王紅蕾
【申請(qǐng)人】中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地, 中科院廣州化學(xué)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日