專利名稱：一種熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性有色涂層組合物，特別涉及一種熱-紫外光雙重固化水性有色涂料組合物。
背景技術(shù)：
紫外光固化水性涂料不僅具有比其他水性涂料固化快的特點(diǎn)，而且其成膜物涂層的性能更加優(yōu)秀，是環(huán)境友好涂料。然而有關(guān)水性紫外光固化有色涂層的研究鮮有報(bào)道。在紫外光固化涂層體系中對有色體系進(jìn)行固化時(shí)，由于顏料對光的吸收、屏蔽和反射作用，影響了光引發(fā)劑對紫外光的吸收，降低光引發(fā)劑的引發(fā)效率，導(dǎo)致有色涂層體系很難固化完全，使其性能大大降低。目前人們解決這一問題的主要方法是從選用不同光裂解波長的光 引發(fā)劑方面入手，利用光的窗口效應(yīng)來改善有色涂層固化效果不佳的問題，已報(bào)道的文獻(xiàn)大都是以溶劑體系為研究對象。而對于紫外光固化有色水性涂層體系，由于光引發(fā)劑在水性體系的不相溶性鮮有報(bào)道。例如王穎等報(bào)道的《新型UV有色涂料用引發(fā)劑體系的研究》對有色涂料光固化用引發(fā)劑的選擇進(jìn)行的研究；中國專利CN101407651報(bào)道了《一種紫外光固化彩色裝飾涂料》;CN101870846報(bào)道了《一種高性能的紫外光固化色漆及其制備方法》
坐寸ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其包含以下組分
(a)含有至少一個(gè)乙酰乙酸基團(tuán)的乳液聚合物，所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在(Tl00°C之間；
(b)水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體或含有多官能團(tuán)丙烯酸酯的水性UV固化樹脂中的一種或兩種；
(C)光引發(fā)劑；以及 (d)水性色漿；
其中組分(a)與組分(b)的重量比為(a)/(b)為15:1至1:1 ;組分(C)以組分(a)與組分(b)合計(jì)100重量份計(jì)，其含量為O. 6^0. 9重量份；組分⑷以組分(a)與組分(b)合計(jì)100重量份計(jì)，其含量為2(Γ60重量份；該組合物中還含有足量的可揮發(fā)的堿，使得(a)中的乙酰乙酸基團(tuán)轉(zhuǎn)化為烯胺，在加熱的條件下，烯胺重新轉(zhuǎn)化為乙酰乙酸基團(tuán)，與水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯中的C=C雙鍵發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)紫外光固化。其中組分(a)與組分(b)進(jìn)一步優(yōu)選的重量比(a)/(b)為10:1至2: I。其中組分(a)中含有至少一個(gè)乙酰乙酸基團(tuán)的丙烯酸酯乳液聚合物；乙酰乙酸基團(tuán)的丙烯酸酯為乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯，乙酰乙酸基烯丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯，2，3- 二乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯及其類似物。其中可揮發(fā)性的堿必須是足量的，能夠?qū)⒕酆衔?a)中含有的羧基中和，并且使乙酰乙酸基團(tuán)轉(zhuǎn)化為烯胺，所使用的堿是氨水、三乙胺或其它胺的類似物。本發(fā)明的進(jìn)一步闡述
所述組分(a)可以是由含乙酰乙酸基團(tuán)的功能單體和其他丙烯酸酯類單體聚合而成的。本發(fā)明所包括的含乙酰乙酸基團(tuán)的功能單體可以選用含乙酰乙酸基的丙烯酸酯，如乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯，乙酰乙酸基烯丙酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯，2，3-二乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯及其類似物，總體說來，只要是能使羥基與雙烯酮或其他乙酰化試劑反應(yīng)生成乙酰乙酸基的單體均可。本發(fā)明所包括組分(a)的其他丙烯酸酯類單體可以選用C廣C2tl的(甲基)烷基丙烯酸酯，CfC2tl的羧酸乙烯基酯，CfC6的含乙烯基的不飽和亞硝酸鹽，大于C2tl的芳乙烯單體，乙烯基鹵化物，C2I5的且?guī)в幸粋€(gè)雙鍵的脂肪族碳?xì)浠衔?。?yōu)選的丙烯酸酯類單體可以是C1I8的烷基(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸正丙酯或(甲基)丙烯酸異丙酯，(甲基)丙烯酸正丁酯，2-乙基(甲基)丙烯酸己酯，乙烯酯如醋酸乙烯酯,丙酸乙烯酯,芳乙烯單體如苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯鹵化物如氯乙烯,偏二氯乙烯，二烯類單體如丁二烯，異戊二烯。進(jìn)一步優(yōu)選的丙烯酸酯類單體可以是C^C8的烷基(甲基)丙烯酸酯和苯乙烯。所述組分(a)中亦可包含一定量的含α-β乙烯基的不飽和羧酸或酸酐，可以選用(甲基)丙烯酸，馬來酸或馬來酸酐，衣康酸。優(yōu)選為丙烯酸，甲基丙烯酸。所述組分(a)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在(Tl00°C之間，優(yōu)選為5 90°C，進(jìn)一步優(yōu)選為20^90 0C ο所述組分(b)必須是能與組分(a)相容性好的水性多官能團(tuán)丙烯酸酯。水性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體可以從含有雙羥基、三羥基或更多羥基的丙烯酸醇酯中選擇。優(yōu)選為乙氧基二丙烯酸酯、乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基新戊二醇二丙烯酸酯或丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯，進(jìn)一步優(yōu)選為乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EOTMPTA，Sartomere454)。含多官能團(tuán)丙烯酸酯的水性UV樹脂可以從環(huán)氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，氨-丙烯酸酯中選擇，只要能與(a)組分在加熱條件下發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)的水性UV樹脂都可以選擇。所述組分(C)可以是能溶于水性體系的光引發(fā)劑或微溶于水光引發(fā)劑，可以選用2-羥基-2，2- 二甲基苯乙酮(Darocur 1173)，I-[4-(2-羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2' ,2' -二甲基乙酮(Irgacure 2959)，苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧化膦(Irgacure 819DW)，2，4，6-三甲苯甲?；交趸⒓捌漕愃莆?。由于不同的光引發(fā)劑對不同波段的光具有不同程度的吸收，兩種或兩種以上的光引發(fā)劑配合使用有明顯的協(xié)同作用，提高光引發(fā)效率。所述組分(d)在水中有良好分散性，它們可以是有機(jī)或無機(jī)的色漿，如汽巴的艷佳麗和艷佳鮮系列顏料，海川化工的X Fast速溶顏料，科迪的U/S系列，佳景的水性超分散水性色漿，但是并不局限于此，一切與水性體系有良好的相容性的顏料都可在選取范圍內(nèi)。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明將雙重固化手段運(yùn)用于水性有色涂層體系中，試圖通過改變紫外光單一固化的方式來達(dá)到改善紫外光水性有色涂層固化性能的目的。熱-紫外光雙重固化包含有熱與紫外光兩個(gè)固化過程，熱固化過程不受顏料體系的影響，能夠彌補(bǔ)紫外光固化在有色體系中的不足；紫外光固化過程在熱固化的基礎(chǔ)上，使涂層完全交聯(lián)固化，最終得到高性能的水性有色涂層。該組合物有效的克服了常規(guī)紫外光固化時(shí)顏色對紫外光固化的制約，大大提高了水性有色體系紫外光固化的效率和涂膜的性能。以下具體實(shí)施方式
用于對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，無論如何不用以來限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及權(quán)利要求書所記載范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改或變更。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一 __
權(quán)利要求
1.一種熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于其包含 含有至少一個(gè)乙酰乙酸基團(tuán)的乳液聚合物，所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在(TlOO°C之間； 水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體或含有多官能團(tuán)丙烯酸酯的水性UV固化樹脂中的一種或兩種； 光引發(fā)劑；以及 水性色漿； 其中組分(a)與組分(b)的重量比為(a)/(b)為15 1:1 ;組分(C)以組分(a)與組分(b)合計(jì)100重量份計(jì)，其含量為O. 6^0. 9重量份；組分(d)以組分(a)與組分(b)合計(jì)100重量份計(jì)，其含量為2(Γ60重量份；該組合物中還含有足量的可揮發(fā)的堿，使得(a)中的乙酰乙酸基團(tuán)轉(zhuǎn)化為烯胺，在加熱的條件下，烯胺重新轉(zhuǎn)化為乙酰乙酸基團(tuán)，與水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯中的C=C雙鍵發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)紫外光固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述組分(a)與組分(b)的重量比(a)/(b)為10 2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述組分(a)中含有至少一個(gè)乙酰乙酸基團(tuán)的丙烯酸酯乳液聚合物；乙酰乙酸基團(tuán)的丙烯酸酯為乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、乙酰乙酸基烯丙酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯、2，3- 二乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯及其類似物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述可揮發(fā)性的堿必須是足量的，能夠?qū)⒕酆衔?a)中含有的羧基中和，并且使乙酰乙酸基團(tuán)轉(zhuǎn)化為烯胺；所使用的堿是氨水、三乙胺或其它胺的類似物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述組分(b)是能與組分(a)相溶的水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體或含有多官能團(tuán)丙烯酸酯的水性UV固化樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于上述水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體為乙氧基二丙烯酸酯、乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基新戊二醇二丙烯酸酯及其類似物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于上述含有多官能團(tuán)丙烯酸酯的水性UV固化樹脂為環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨-丙烯酸酯及其類似物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述光引發(fā)劑是能與組分(a)和組分(b)相溶的光引發(fā)劑；上述使用的光引發(fā)劑是2-羥基-2，2-二甲基苯乙酮、1-[4-(2-羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2' ,2' - 二甲基乙酮、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-三甲苯甲?；交趸⒓捌漕愃莆铩?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述水性色漿是能與組分(a)和組分(b)相溶的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其特征在于所述組合物中不含任何有機(jī)溶劑，為100%無溶劑涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱-紫外光雙重固化水性有色涂層組合物，其包含(a)含有至少一個(gè)乙酰乙酸基團(tuán)的乳液聚合物，所述聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在0~100℃之間；(b)水溶性多官能團(tuán)丙烯酸酯單體或聚合物；(c)光引發(fā)劑；以及(d)水性色漿；該組合物有效的克服了常規(guī)紫外光固化時(shí)顏色對紫外光固化的制約，大大提高了水性有色體系紫外光固化的效率和涂膜的性能。
文檔編號(hào)C09D175/14GK102924987SQ201210391958
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者梁亮, 郭婧 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)