紫外光固化涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種紫外光固化涂料及其制備方法，按重量份數(shù)計，該紫外光固化涂料包括如下組分：25-45份官能度大于等于6的聚氨酯丙烯酸酯，15-25份端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物，10-20份脂環(huán)族環(huán)氧化合物，5-15份乙烯基醚化合物，10-25份官能度大于等于3的丙烯酸酯單體，2-10份光引發(fā)劑；其中，光引發(fā)劑包括自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，且自由基光引發(fā)劑與陽離子光引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.5-2。本發(fā)明的紫外光固化涂料采用自由基和陽離子混合光引發(fā)體系，所得到的涂膜具有高硬度、低收縮的特性。
【專利說明】紫外光固化涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紫外光固化涂料及其制備方法，尤其是涉及一種用于柔性塑料制 品表面處理的紫外光固化涂料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于紫外光固化涂料具有高效、節(jié)能、環(huán)境友好和經(jīng)濟等顯著優(yōu)點，其應(yīng)用基材從 最初的木材擴展至塑料、紙張、皮革和金屬等。根據(jù)其固化機理，紫外光固化涂料主要可以 分為自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型。陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料具有固化體積收縮小、 活性基團存活周期長等優(yōu)點，但存在固化速率慢、受環(huán)境中水分影響大等問題。自由基引發(fā) 型紫外光固化涂料具有原料來源豐富且低廉、固化速率快和不受環(huán)境的水分影響等優(yōu)點， 但存在固化體積收縮大和氧阻聚現(xiàn)象等問題?，F(xiàn)階段，應(yīng)用于塑料制品表面處理的主要是 自由基引發(fā)型紫外光固化涂料，但由于存在固化體積收縮大的缺陷，導(dǎo)致其在柔性塑料薄 膜基材上的應(yīng)用受到嚴(yán)重影響。
[0003] 基于自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料各有優(yōu)缺點，因此在部分應(yīng)用 中使用集自由基引發(fā)型和陽離子引發(fā)型紫外光固化涂料各自優(yōu)點的混雜型紫外光固化涂 料。
[0004] 例如，中國專利申請201310572563. 3公開了一種自由基-陽離子混雜的光固 化涂料，其成分按重量百分比含光敏有機樹脂10-60 %，混雜光敏單體5-40 %，活性溶劑 10-50%，混合光引發(fā)劑2-4%，助劑0. 1-0. 2%。其中，光敏有機樹脂為環(huán)氧丙烯酸酯或聚 氨酯丙烯酸酯；混雜光敏單體為Y -縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷或2-(3, 4-環(huán)氧環(huán)己 烷）乙基三甲氧基硅烷；活性溶劑為二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二乙 二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯和鄰苯二甲酸二乙二醇丙烯酸酯中的一種，或者其 中兩種的混合物；混合光引發(fā)劑由自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑混合形成，混合比例 與光敏有機樹脂和混雜光敏單體的配比相同。
[0005] 中國專利申請200980128389. 5公開了一種收縮和卷曲降低的撓性基質(zhì)，該基質(zhì) 涂覆有具有雙固化體系的涂料，該涂料可包含自由基固化丙烯酸酯、可陽離子固化脂環(huán)族 環(huán)氧化物、自由基光敏引發(fā)劑和陽離子光敏引發(fā)劑。但是，該技術(shù)方案采用了高官能度的小 分子丙烯酸酯單體以及小分子脂環(huán)族單體，固化產(chǎn)物柔韌性不好。另外，該專利自由基固化 組分和陽離子固化組分沒有化學(xué)共價鍵橋連，形成的是互穿網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)體系，體系相容性不 好，易造成微相分離影響材料性能。
[0006] 中國專利申請201110053680. X公開了一種陽離子聚合或陽離子-自由基混合聚 合的光聚合體系，該固化體系由86-89重量份的端基為乙烯基醚和烯丙基醚的感光單體、 1-4重量份的光聚合引發(fā)劑和7-13重量份的溶劑組成。由于該光聚合體系的反應(yīng)性組分是 乙烯基醚或丙烯基醚，因此其固化速率慢、體系固化后硬度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度、低收縮的紫外光固化涂料及其制備方法。
[0008] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，一方面，本發(fā)明提供了一種紫外光固化涂料，按重量份數(shù) 計，其包括如下組分：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種紫外光固化涂料，按重量份數(shù)計，其包括如下組分： 官能度大于等于6的聚氨酯丙烯酸酯 25-45份 端基為乙烯Ut的聚氨酯低聚物 1 5-25份 脂環(huán)族環(huán)氧化合物 1G-20份 乙烯基縫化合物 5-15份 官能度大于等于3的丙烯酸酯單體 10-25份 光引發(fā)劑 2-10份； 其中，所述的光引發(fā)劑包括自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，所述自由基光引發(fā)劑 與所述陽離子光引發(fā)劑的質(zhì)量比為〇. 5-2。
2. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其中，所述的端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚 物是由以下方法制備得到的： ⑴在60-80°C、氮氣氣氛下將二異氰酸酯和分子量為500-1500的無水二元醇按摩爾 比NCO/OH=1. 3-2. 0的計量混合，并加入相當(dāng)于所述二元醇和所述二異氰酸酯質(zhì)量總和 0. 01-0. 05%的有機錫催化劑，反應(yīng)2-4h ; ⑵加入與步驟⑴中未反應(yīng)的異氰酸酯基團等摩爾量的含羥基的乙烯醚化合物和相當(dāng) 于全部反應(yīng)物質(zhì)量總和0. 03-0. 07%的阻聚劑，在60-80°C反應(yīng)2-4h。
3. 如權(quán)利要求2所述的紫外光固化涂料，其中，所述含羥基的乙烯基醚化合物是選自 乙二醇乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和環(huán)己基-1，4-二甲醇單乙烯基醚中的至少一種。
4. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其中，所述脂環(huán)族環(huán)氧化合物是選自3, 4-環(huán) 氧基環(huán)己基甲酸-3'，4' -環(huán)氧基環(huán)己酯、3, 4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酸-3'，4' -環(huán)氧 基-6'-甲基環(huán)己酯，雙-(3, 4-環(huán)氧基環(huán)己基）-己二酸酯和二氧化雙環(huán)戊二烯中的至少一 種。
5. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述乙烯基醚化合物是選自丁 二醇-1，4-二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚和1，4-環(huán)己烷二甲醇 二乙烯基醚中的至少一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯單體是選自三羥 甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙 氧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、乙氧化季戊四 醇四丙烯酸酯和二季戊四醇五/六丙烯酸酯中的至少一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其中，所述自由基光引發(fā)劑是選自2-羥 基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基丙酮、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、二苯甲酮、安息香乙醚和安息香雙甲醚中的至 少一種。
8. 如權(quán)利要求1所述的紫外光固化涂料，其中，所述陽離子光引發(fā)劑是選自二芳基碘 鐵憐酸鹽、-芳基鵬鐵鋪酸鹽、二芳基硫鐵7K氣鋪酸鹽和二芳基硫鐵7K氣神酸鹽中的至少 一種。
9. 一種紫外光固化涂料的制備方法，其包括如下步驟： ① 制備端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物： ⑴在60-80°C、氮氣氣氛下將二異氰酸酯和分子量為500-1500的無水二元醇按摩爾 比NCO/OH= 1. 3-2. 0的計量混合，并加入相當(dāng)于所述二元醇和所述二異氰酸酯質(zhì)量總和 0. 01-0. 05%的有機錫催化劑，反應(yīng)2-4h; ⑵加入與步驟⑴中未反應(yīng)的異氰酸酯基團等摩爾量的含羥基的乙烯醚化合物和相當(dāng) 于全部反應(yīng)物質(zhì)量總和0. 03-0. 07%的阻聚劑，在60-80°C反應(yīng)2-4h; ② 按重量份計，將15-25份步驟①所得到的端基為乙烯基醚的聚氨酯低聚物、25-45份 官能度大于等于6的聚氨酯丙烯酸酯、10-20份脂環(huán)族環(huán)氧化合物、5-15份乙烯基醚化合 物、10-25份官能度大于等于3的丙烯酸酯單體和2-10份光引發(fā)劑混合，得到所述紫外光固 化涂料； 其中，所述的光引發(fā)劑包括自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑，所述自由基光引發(fā)劑 與所述陽離子光引發(fā)劑的質(zhì)量比為〇. 5-2。
10. 如權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述含羥基的乙烯基醚化合物是選自乙二醇 乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和環(huán)己基-1，4-二甲醇單乙烯基醚中的至少一種。
【文檔編號】C09D7/12GK104403554SQ201410690943
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】劉新, 周錳, 葉電 申請人:佛山佛塑科技集團股份有限公司