一种紫外光固化聚氨酯水性涂料及其制备方法

摘要

本发明属化工技术领域，具体为一种紫外光固化水性聚氨酯涂料及其制备方法。本发明首先以多元硫醇和烯分别为端基通过化学键接的方法引入到聚酯多元醇或者异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体中，再通过自乳化法制备含多元硫醇和多元烯的水性聚氨酯分散体涂料。然后以上述两种聚氨酯水性分散体涂料为基础制备得紫外光固化水性聚氨酯涂料，其固含量为15～55％。本发明涂料室温贮存稳定性优异，光固化速度快，固化程度均匀，官能团转化率几近100％，无氧气阻碍效应，可应用于环保、建筑、家用电器、汽车、光盘和光纤等领域。本发明方法工艺简单环境友好、涂膜质量高、投入产出比高、成本低廉，应用前景广阔。

主权项

一种紫外光固化水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1)将二异氰酸酯、聚酯多元醇、2，2’‑二羟甲基丙酸、催化剂以及有机溶剂以100∶300～400∶10～50∶0.05～5∶300～500的重量比例混合均匀，升温反应一定时间，使反应趋于完成，即得以异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；(2)将上述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物、多元硫醇化合物、催化剂以及有机溶剂，按以100∶1～50∶0.5～2∶50～200的重量比例搅拌混合均匀，温度控制在58～65℃，反应持续4～12小时，温度降低至45～55℃，再加入0.5～5g三乙胺，反应15～60分钟；量取200～500ml去离子水，缓慢滴加入到上述混合物中，保持整个滴加时间为30～60分钟，温度为45～50℃；滴加完毕后，温度为30～38℃，再继续反应15～45分钟，真空抽滤除去有机溶剂后，得到含多元硫醇的水性聚氨酯分散体涂料，该涂料中巯基的含量为1.05×10‑4～1.26×10‑3mol/g涂料，其固含量在15～65％；(3)将上述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物、加有阻聚剂的羟基官能化丙烯酸酯、催化剂以及有机溶剂，按100∶1～50∶0.5～2∶50～200的重量比例搅拌混合均匀，温度控制在58～65℃，反应持续4～12小时，温度降低至45～55℃，再加入0.5～5g三乙胺，反应15～60分钟；量取200～500ml去离子水，缓慢滴加入到上述混合物中，保持整个滴加时间为30～60分钟，温度为45～50℃；滴加完毕后，温度为30～38℃，再继续反应15～45分钟，真空抽滤除去有机溶剂后，得到含不饱和双键的水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，该涂料中不饱和双键的含量为1.0×10‑4～1.05×10‑3mol/g涂料，其固含量在15～65％；(4)将上述含多元硫醇的水性聚氨酯涂料与含双键的水性聚氨酯丙烯酸酯涂料以巯基∶双键＝0.2～1.0∶1为摩尔比混合，然后加入涂料质量1～10％的光引发剂，在室温条件下高速搅拌30～60分钟，然后加入涂料质量1～10％的添加剂，持续搅拌15～60分钟，即制得紫外光固化水性聚氨酯涂料。