紫外光固化导电涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，特别涉及一种紫外光固化导电涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着市场经济的发展，涂料领域发生了巨大变化，其中UV涂料具有固化速度快、节 能、常温固化、性能优越、绿色环保等优点，其上光速度快，膜层光亮度高，干燥后膜面坚固 耐热，折光效果好，使底材产生强烈的主体感，已广泛应用于化工、机械、电子轻工、通讯等 领域。由于其环保优势，UV固化已获得了相关环境法规的强有力支持和工业界的密切关注， UV辐射固化材料在市场需求高速增长的同时，UV辐射固化体系正同多种技术结合，以克服 某些缺陷，满足实际的应用。现在印刷行业中，UV能使包装取得一些特殊的效果:高光泽度、 良好的油墨保护特性、可加控制的滑爽性和耐摩擦性、低气味或没有气味、低萃取物或无法 检出萃取物，以及对油墨的保护作用。
[0003] 目前的UV固化材料各种各样，但是还是不同程度的存在着一些问题，例如:有机物 污染、黄变、易爆色、不耐低温、成本高、耐腐蚀性差等一系列问题，都需要针对不同的用途 继续改良，降低生产成本，扩大用途。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种能够制备出具有较好的性能的紫外光固化导电涂料的方 法。
[0005] 此外，还提供一种紫外光固化导电涂料。
[0006] -种紫外光固化导电涂料的制备方法，包括如下步骤
[0007] 在保护性气体的环境下，将二异氰酸酯与改性剂混合，于70~85 °C反应1~3小时， 得到改性的二异氰酸酯，其中，所述改性剂与所述二异氰酸酯的摩尔比为1:2,所述改性剂 选自双酸A，l，4-丁二醇、一缩二乙二醇及乙二醇中的至少一种；
[0008] 在所述改性的二异氰酸酯中加入二元醇，于60~80°C搅拌反应2~4小时，得到第 一反应液，其中，所述二元醇与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为1:2~6;
[0009] 在所述第一反应液中加入多羟基羧酸和催化剂，于70~80°C搅拌反应1~2小时， 得到第二反应液，其中，所述多羟基羧酸与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3:1;
[0010] 于50~60°C的条件下，将所述第二反应液和扩链剂混合，进行扩链反应2~3小时， 得到第三反应液，其中，所述扩链剂与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3:1;
[0011] 于50~60°C的条件下，在所述第三反应液中加入羟基丙烯酸酯和阻聚剂进行封 端，反应1小时后，升温至70~85°C，然后加入丙酮，继续反应2小时，得到第四反应液，其中， 所述羟基丙烯酸酯与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为〇. 2~0.6:1;及
[0012] 于40~50°C的条件下，在所述第四反应液中加入三乙胺，反应0.5~1.0小时，得到 聚氨酯丙烯酸酯预聚体，其中，所述三乙胺与所述多羟基羧酸的摩尔比为1~1.5:1;
[0013]在持续搅拌的条件下，将去离子水加入到所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中，继续搅 拌乳化分散30~40分钟，经冷却，得到聚氨酯丙烯酸酯分散体，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯 预聚体与所述去离子水的质量比为30~50:40~60;
[0014] 将石墨烯和第一分散剂于有机溶剂中分散得到1石墨烯的分散液，其中，石墨烯的 分散液中所述石墨稀的浓度为0.1~0.3mg/m 1;
[0015] 按照质量份数包括如下组分:所述聚氨酯丙烯酸酯分散体60~90份、石墨烯的分 散液5~30份、光引发剂2~6份、流平剂0.1~1份、第二分散剂0.1~1份及消泡剂0.1~1份； 及
[0016] 将所述聚氨酯丙烯酸酯分散体、所述石墨烯的分散液、所述光引发剂、所述流平 剂、所述第二分散剂和所述消泡剂混合，搅拌分散15~30分钟，得到紫外光固化导电涂料。
[0017] 在其中一个实施例中，所述二异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯甲烷 二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一 种。
[0018] 在其中一个实施例中，所述二元醇选自聚醚二元醇、聚己内酯二元醇及聚碳酸酯 二元醇中的至少一种。
[0019] 在其中一个实施例中，所述多羟基羧酸为二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸中的至少 一种。
[0020] 在其中一个实施例中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡;其中，所述催化剂与所述 多羟基羧酸的质量比为〇. 1~1:3~8。
[0021] 在其中一个实施例中，所述羟基丙烯酸酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、 季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯及三羟甲基丙烷二丙烯酸酯中的 至少一种;所述阻聚剂为对甲氧基苯酚，所述阻聚剂与所述羟基丙烯酸酯的质量比为0.1~ 0·5:20~60〇
[0022] 在其中一个实施例中，还包括所述扩链剂的制备步骤：
[0023]将季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯酚和丙酮混合，于45°C的条件下，加入异佛尔酮 二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，然后于50~60°C反应1~3小时，得到第一混合液;将三羟 甲基丙烷的丙酮溶液加入所述第一混合液中，于60~75°C反应直至异氰酸根离子消失，得 到含双键的二元醇单体，其中，所述季戊四醇三丙烯酸酯、所述异佛尔酮二异氰酸酯和所述 三羟甲基丙烷的摩尔比为1:1:1。
[0024] 在其中一个实施例中，所述第一分散剂选自SDBS、SBS、PVP及0P-10中的至少一种。 [0025]在其中一个实施例中，所述于50~60°C的条件下，在所述第三反应液中加入所述 羟基丙烯酸酯和所述阻聚剂进行封端，反应1小时后，升温至70~85°C，然后加入所述丙酮 的步骤中，所述丙酮的添加质量为所述第三反应液、所述羟基丙烯酸酯和所述阻聚剂的总 质量的3~10%。
[0026] -种由上述紫外光固化导电涂料的制备方法制备得到的紫外光固化导电涂料。
[0027] 上述紫外光固化导电涂料的制备方法操作简单，易于工业化生产。上述紫外光固 化导电涂料通过使用双酸A，1，4_ 丁二醇、一缩二乙二醇及乙二醇中的至少一种对二异氰酸 酯改性，并将改性的二异氰酸酯继续与二元醇、多羟基羧酸，羟基丙烯酸单体和三乙胺反应 制备了新型的聚氨酯丙烯酸酯分散体，通过加入助剂、光引发剂及石墨烯的分散液，制备了 高性能的紫外光固化导电涂料。
【附图说明】
[0028] 图1为一实施方式的紫外光固化导电涂料的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 下面主要结合附图及具体实施例对紫外光固化导电涂料及其制备方法作进一步 详细的说明。
[0030]如图1所示，一实施方式的紫外光固化导电涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0031] 步骤S110:在保护性气体的环境下，将二异氰酸酯与改性剂混合，于70~85°C反应 1~3小时，得到改性的二异氰酸酯。
[0032] 其中，改性剂与二异氰酸酯的摩尔比为1:2。
[0033]其中，保护性气体可以为氮气或惰性气体。
[0034]其中，二异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二亚 甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及二环己基甲烷二异氰酸酯中的至 少一种。其中，改性剂选自双酸A，1，4-丁二醇、一缩二乙二醇及乙二醇中的至少一种。
[0035] 步骤S120:在改性的二异氰酸酯中加入二元醇，于60~80°C搅拌反应2~4小时，得 到第一反应液。
[0036]其中，二元醇选自聚醚二元醇、聚己内酯二元醇及聚碳酸酯二元醇中的至少一种。 [0037]其中，二元醇与改性的二异氰酸酯的摩尔比为1:2~6。
[0038] 步骤S130:在第一反应液中加入多羟基羧酸和催化剂，于70~80°C搅拌反应1~2 小时，得到第二反应液。
[0039] 其中，多羟基羧酸与改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3:1。
[0040] 其中，多羟基羧酸选自二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸中的至少一种。
[0041] 其中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。其中，催化剂与多羟基羧酸的质量比为0.1~1 :3 ~8〇
[0042] 步骤S140:于50~60 °C的条件下，将第二反应液和扩链剂混合，进行扩链反应2~3 小时，得到第三反应液，其中，所述扩链剂与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3: 1〇
[0043]其中，扩链剂为含双键的二元醇单体。
[0044] 具体的，扩链剂可通过如下制备步骤制备得到:将季戊四醇三丙烯酸酯、甲氧基苯 酚和丙酮混合，于45°C的条件下，加入异佛尔酮二异氰酸酯（IDPI)和二月桂酸二丁基锡 (DBTAL)，然后于40~60°C反应1~3小时，得到第一混合液;将三羟甲基丙烷(TMP)的丙酮溶 液加入第一混合液中，于60~75°C反应直至异氰酸根离子消失，得到含双键的二元醇单体。 其中，季戊四醇三丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的摩尔比为1:1:1。
[0045] 其中，甲氧基苯酚的质量与季戊四醇三丙烯酸酯的质量比为0.5:100。
[0046] 其中，二月桂酸二丁基锡与异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为0.08:100。
[0047] 其中，扩链剂与改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.1~0.3:1。
[0048] 步骤S150:于50~60°C的条件下，在第三反应液中加入羟基丙烯酸酯和阻聚剂进 行封端，反应1小时后，升温至70~85°C，然后加入丙酮，继续反应2小时，得到第四反应液。
[0049] 其中，所述羟基丙烯酸酯与所述改性的二异氰酸酯的摩尔比为0.2~0.6:1。其中， 羟基丙烯酸酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟 丙酯、丙烯酸羟丙酯及三羟甲基丙烷二丙烯酸酯中的至少一种。
[0050] 其中，阻聚剂为对甲氧基苯酚。阻聚剂与羟基丙烯酸酯的质量比为0.1~0.5:20~ 60 〇
[0051]其中，步骤S150中丙酮的添加质量为第二反应液、羟基丙烯酸酯和阻聚剂的总质 量的3~10%。
[0052] 步骤S160:于40~50°C的条件下，在第四反应液中加入三乙胺，反应0.5~1.0小 时，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
[0053]