一種快速固化水洗uv涂料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速固化水洗UV涂料的制備方法，屬于水洗UV涂料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水洗UV涂料一般由齊聚物、光引發(fā)劑、稀釋劑和其他助劑組成。水洗UV涂料具有不含揮發(fā)性有機(jī)化合物，對環(huán)境污染小，固化速度快，節(jié)省能源、固化產(chǎn)物性能好、適合于高速自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。UV涂料的固化和UV光的照射分不開的。這種技術(shù)起源于70年代的國際涂料市場，是一種全新的綠色技術(shù)。利用該技術(shù)生產(chǎn)的紫外光固化涂料，簡稱UV涂料。20世紀(jì)末，UV固化涂料開始流傳于西方、日本等地，是一種代表時(shí)尚的涂料品種。最早應(yīng)用于手機(jī)、DVD、隨身聽外殼的表面涂裝處理，后來其應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)展到化妝品、電視機(jī)及電腦等家用電器領(lǐng)域。在國外，UV涂料已廣泛應(yīng)用于建筑涂料、體育用品、電子通訊、包裝材料和汽車等不同領(lǐng)域。水洗UV涂料以水為稀釋劑，可解決揮發(fā)性組分的毒性和刺激性，且易調(diào)節(jié)體系的粘度；不含揮發(fā)性有機(jī)物，不易燃，生產(chǎn)安全，產(chǎn)品環(huán)保；由于不含稀釋劑單體，可以降低固化膜的收縮程度，有利于提高涂膜對底材的粘附性；可以使用通常的涂布方法噴涂或者淋涂，且涂布設(shè)備易于清洗；在固化前即可得到無粘性干膜，可以直接進(jìn)行修理、接觸和堆放。但隨著水性UV涂料的迅速發(fā)展，一些弊端日益也暴露出來。該水洗UV涂料體系中存在水，光固化前，需要進(jìn)行干燥出水，而水的高蒸發(fā)熱導(dǎo)致能耗增加，也使生產(chǎn)時(shí)間延長，生產(chǎn)效率下降；固化膜的光澤度較低，耐水性和耐洗滌性較差；水的高表面張力不易浸潤基材，易引起涂布不均，對顏料潤濕性差，影響其分散性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對水洗UV涂料體系中存在水，光固化前，需要進(jìn)行干燥出水，而水的高蒸發(fā)熱導(dǎo)致能耗增加，也使生產(chǎn)時(shí)間延長，生產(chǎn)效率下降，固化膜的光澤度較低，耐水性和耐洗滌性較差，水的高表面張力不易浸潤基材，易引起涂布不均，對顏料潤濕性差，影響分散的弊端，提供了一種快速固化水洗UV涂料的制備方法，本發(fā)明先制備聚乙二醇聚合物顆粒將其加入聚氨酯預(yù)聚過程中混合反應(yīng)，使水洗UV涂料體系相融合制得快速固化水洗UV涂料。所得產(chǎn)品在使用過程中可迅速使水洗UV涂料固化成膜，無需干燥出水。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)在20?25°C下，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，選取40?45份聚乙烯醇，40?45份聚乙二醇和15份聚丙烯酸進(jìn)行混合，混合時(shí)間為20min，混合完成后，磁力均勻攪拌2?3h，待磁力攪拌完成后，對其緩慢攪拌升溫，在溫度60?80°C下加熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為8?1h ;
(2)待加熱反應(yīng)完成后，再次升溫至反應(yīng)液完全沸騰，沸騰I?1.5h后靜置冷卻至室溫，對其過濾，并用無水乙醇反復(fù)洗滌2?3次，去除多余的醇酯后用去離子水沖洗2?3次，放入95?100°C的烘箱中干燥8?10h，再放入粉碎機(jī)中粉碎后對其過篩，篩取大小為100?200目的聚乙二醇聚合物顆粒，備用； (3)按質(zhì)量比1:1:1:1，將1，6_己二酸、鄰苯二甲酸酐、1，4-丁二醇和二縮三乙二醇加入裝有分水器、電動(dòng)攪拌器的四口燒瓶中，隨后對其通入N2，緩慢升溫至120?140°C，待其熔融后每隔I?1.5h測其pH，待pH為5.5?6.5后，停止加熱與攪拌，收集反應(yīng)混合物；
(4)按質(zhì)量比1:5，將收集反應(yīng)混合物溶解于丙酮中，待其完全溶解后，再按收集的反應(yīng)混合物和甲醇體積比1:1，將甲醇置于溶解的丙酮溶液中，混合攪拌至無沉淀析出，對其過濾并收集沉淀聚酯二元醇，備用；
(5)將異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫和步驟(2)制備的聚乙二醇聚合物顆粒真空干燥2?3h后，按質(zhì)量比10:3:4進(jìn)行緩慢攪拌并加熱，置于三口燒瓶中制備得聚氨酯初始溶液，攪拌升溫至60?80°C ;
(6)按步驟(4)制備的聚酯二元醇和聚丙二醇質(zhì)量比1:6的比例，攪拌混合制備得聚酯混合溶液，隨后按聚酯混合溶液和聚氨酯初始溶液質(zhì)量比1:5的比例，將聚酯混合溶液按Is/滴的速度滴加于三口燒瓶中，待聚酯混合溶液滴加完成后，再對三口燒瓶升溫至80?90°C，回流2?3h，得聚氨酯預(yù)聚體；
(7)將回流后的聚氨酯預(yù)聚體采用紅外光譜測定其NCO值，當(dāng)NCO值彡5%后，即可對上述聚氨酯預(yù)聚體停止加熱，使其自然冷卻至35?40°C，將其取出并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至固含為30?32%后，即可制備得一種快速固化水洗UV涂料。
[0005]本發(fā)明的應(yīng)用方法:涂刷前將基材表面處理平整、清除灰塵和油漬，再將制備得到水洗UV涂料，用毛刷直接涂刷在基材上，保持力度均勻，涂刷厚度為0.4?0.6mm，用紫外線光照射I?2h后，用清水濕潤涂層，再用毛刷垂直十字交叉涂刷一次，涂刷厚度為0.4?
0.6_，再用紫外線光照射I?2h固化即可。觀察該涂料對基材潤濕性好，涂布均勻，耐水性和分散性能好，固化膜光澤度高。
[0006]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制得的水洗UV涂料與傳統(tǒng)涂料相比固化速度提高了5?10%，固化膜光澤度高，耐水性、耐洗滌性好；
(2)本發(fā)明制備方法簡單，能耗低，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，所得產(chǎn)品使用時(shí)無需干燥出水，可迅速使水洗UV涂料固化成膜。
【具體實(shí)施方式】
[0007]首先在20?25°C下，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，選取40?45份聚乙烯醇，40?45份聚乙二醇和15份聚丙烯酸進(jìn)行混合，混合時(shí)間為20min，混合完成后，磁力均勻攪拌2?3h，待磁力攪拌完成后，對其緩慢攪拌升溫，在溫度60?80°C下加熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為8?1h ;待加熱反應(yīng)完成后，再次升溫至反應(yīng)液完全沸騰，沸騰I?1.5h后靜置冷卻至室溫，對其過濾，并用無水乙醇反復(fù)洗滌2?3次，去除多余的醇酯后用去離子水沖洗2?3次，放入95?100°C的烘箱中干燥8?10h，再放入粉碎機(jī)中粉碎后對其過篩，篩取大小為100?200目的聚乙二醇聚合物顆粒，備用；按質(zhì)量比1:1:1:1，將1，6-己二酸、鄰苯二甲酸酐、1，4-丁二醇和二縮三乙二醇加入裝有分水器、電動(dòng)攪拌器的四口燒瓶中，隨后對其通入N2,緩慢升溫至120?140°C，待其熔融后每隔I?1.5h測其pH，待pH為5.5?6.5后，停止加熱與攪拌，收集反應(yīng)混合物；然后按質(zhì)量比1:5，將收集反應(yīng)混合物溶解于丙酮中，待其完全溶解后，再按收集的反應(yīng)混合物和甲醇體積比1:1，將甲醇置于溶解的丙酮溶液中，混合攪拌至無沉淀析出，對其過濾并收集沉淀聚酯二元醇，備用；再將異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫和備用的聚乙二醇聚合物顆粒真空干燥2?3h后，按質(zhì)量比10:3:4進(jìn)行緩慢攪拌并加熱，置于三口燒瓶中制備得聚氨酯初始溶液，攪拌升溫至60?80°C ;再按備用的聚酯二元醇和聚丙二醇質(zhì)量比1:6的比例，攪拌混合制備得聚酯混合溶液，隨后按聚酯混合溶液和聚氨酯初始溶液質(zhì)量比1:5的比例，將聚酯混合溶液按Is/滴的速度滴加于三口燒瓶中，待聚酯混合溶液滴加完成后，再對三口燒瓶升溫至80?90°C，回流2?3h，得聚氨酯預(yù)聚體；最后將回流后的聚氨酯預(yù)聚體采用紅外光譜測定其NCO值，當(dāng)NCO值< 5%后，即可對上述聚氨酯預(yù)聚體停止加熱，使其自然冷卻至35?40°C，將其取出并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至固含為30?32%后，即可制備得一種快速固化水洗UV涂料。
[0008]實(shí)例I
首先在20°C下，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，選取40份聚乙烯醇，45份聚乙二醇和15份聚丙烯酸進(jìn)行混合，混合時(shí)間為20min，混合完成后，磁力均勻攪拌2h，待磁力攪拌完成后，對其緩慢攪拌升溫，在溫度60°C下加熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為Sh ;待加熱反應(yīng)完成后，再次升溫至反應(yīng)液完全沸騰，沸騰Ih后靜置冷卻至室溫，對其過濾，并用無水乙醇反復(fù)洗滌2次，去除多余的醇酯后用去離子水沖洗2次，放入95°C的烘箱中干燥8h，再放入粉碎機(jī)中粉碎后對其過篩，篩取大小為100目的聚乙二醇聚合物顆粒，備用；按質(zhì)量比1:1:1:1，將1，6-己二酸、鄰苯二甲酸酐、1，4_ 丁二醇和二縮三乙二醇加入裝有分水器、電動(dòng)攪拌器的四口燒瓶中，隨后對其通入N2,緩慢升溫至120°C，待其熔融后每隔Ih測其pH，待pH為5.5后，停止加熱與攪拌，收集反應(yīng)混合物；然后按質(zhì)量比1:5，將收集反應(yīng)混合物溶解于丙酮中，待其完全溶解后，再按收集的反應(yīng)混合物和甲醇體積比1:1，將甲醇置于溶解的丙酮溶液中，混合攪拌至無沉淀析出，對其過濾并收集沉淀聚酯二元醇，備用；再將異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫和備用的聚乙二醇聚合物顆粒真空干燥2h后，按質(zhì)量比10:3:4進(jìn)行緩慢攪拌并加熱，置于三口燒瓶中制備得聚氨酯初始溶液，攪拌升溫至60°C ;再按備用的聚酯二元醇和聚丙二醇質(zhì)量比1:6的比例，攪拌混合制備得聚酯混合溶液，隨后按聚酯混合溶液和聚氨