一种可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料及制备方法和应用与流程

本发明属于装饰涂料，涉及一种可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料及制备方法和应用。

背景技术：

1、现有装饰用抗污硬化涂料，主要是溶剂型喷涂和淋涂涂料，通常用于平贴门板，涂料的固含低，可挥发组分多、不环保，而且涂料的手感差，不能满足高品质装饰要求。可吸塑的uv涂料，即可吸塑的紫外光固化涂料，以良好的手感、抗刮性和拉伸性，涂覆在pvc或petg膜材上，经uv固化后，可与复合板材真空吸塑一体成型；不仅可以平贴，还可弯曲包边，可大量应用于家居建材领域。目前市面上的可吸塑uv涂料，大多以添加哑光粉、手感粉的方式达到哑光和手感效果，但是粉体的添加，大大降低了涂料的抗刮性和耐污性能。

2、专利cn108893013a公开了一种桐木表面耐磨涂料，该涂料主要由落叶松栲胶改性丙烯酸树脂、聚乙烯醇、乙二醇二缩水甘油醚、纳米无机粒子、乙二醇、三聚磷酸铝、钛白粉、消泡剂和硬脂酸组成，通过添加栲胶来增强树脂与其他无机粒子之间的相容性来提高涂料的耐磨性，但是该方法使用多种亲水性树脂作为基体，涂料耐水性较差，较多无机粒子的存在影响涂料的附着力，容易造成涂覆脱落现象。

3、专利cn106118385a公开了一种uv-led低能量固化红木家具涂料及其制备方法，该涂料由聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、填充粉和助剂组成。该涂料有效利用uv-led作为紫外光光源进行快速固化，具有节约能耗、降低使用成本、环保的特点，并且涂料的固化速度快，形成的涂膜性能好，在红木家具上的附着力强。但是该涂料使用活性氨作为引发剂，物质以气相状态存在，难以控制其使用份量，而且在添加时容易逸出。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料及制备方法和应用，具有手感好、吸塑性好和抗刮性等优异特点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料，所述可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料包括以下重量份的原料：30～60重量份两官能团聚氨酯预聚体、10～30重量份三官能团聚氨酯预聚体、5～15重量份氟硅改性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、20～40重量份丙烯酸酯单体、3～5重量份光引发剂和1～5重量份助剂。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述三官能团聚氨酯预聚体为科宁6008、湛新264、长兴6130b-80、嵩达1301和润奥8060中的至少一种。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述氟硅改性聚氨酯丙烯酸酯预聚体为润奥8668或博兴b-818。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述丙烯酸酯单体包括单官能团单体和两官能团单体，其中单官能团单体为丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯和丙烯酰码啉的至少一种；两官能团单体为己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述光引发剂为光引发剂tpo和光引发剂mbf复配组成。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述助剂为消泡剂和流平剂，其中消泡剂为德国迪高公司生产的tego airex 920，流平剂为德国byk公司生产的byk333。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述两官能团聚氨酯预聚体的合成工艺步骤如下：

10、s1、向反应釜中投入80-100重量份的脂环族二异氰酸酯和50-60重量份聚碳酸酯二元醇、0.15-1重量份的有机锡催化剂，在55-75℃下控温反应，直至测定nco含量减少50％；

11、s2、降温至50℃，加入80-100重量份的丙烯酸羟乙酯、0.1-0.2重量份的阻聚剂，在50-60℃下控温反应1h，测定nco含量小于0.3％，继续搅拌20min，即得到两官能团聚氨酯预聚体。

12、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s1中，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。

13、作为本发明的一种优选技术方案，在步骤s2中，所述阻聚剂为对苯二酚，所述丙烯酸羟乙酯具有优良的反应活性。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料的制备工艺如下：

15、向行星搅拌机中加入丙烯酸酯单体、光引发剂和助剂，加热至45-55℃，搅拌；再加入两官能团聚氨酯预聚体、三官能团聚氨酯预聚体和氟硅改性聚氨酯丙烯酸酯预聚体，在真空状态下加热至45-55℃，高速分散，过滤后分装，即可得到可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述的可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料的应用如下：

17、把所制备的可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料通过光固化涂布机均匀涂覆在pvc或petg薄膜表面，经紫外光照射后固化成型。

18、本发明的有益效果：

19、(1)本发明通过设计涂料配方，调整各组分的种类和比例，采用更普遍的低成本原材料搭配，选用两官能团聚氨酯做为主体提供吸塑拉伸性，三官能团树脂提供表面抗刮性；搭配兼顾韧性和硬度的uv单体，合理调节软树脂和硬树脂的比例，保证涂料的玻璃化温度适中，既能满足吸塑的拉伸需求又能达到表面硬化抗刮性能；选用高反应的氟硅改性树脂，尽可能降低硅转移。

20、(2)本发明在设计主体树脂合成时，采用的合成路径为：二异氰酸酯和二元醇在催化剂二月桂酸二丁基锡下反应，再与丙烯酸羟乙酯反应；丙烯酸羟乙酯具有优良的反应活性，该路线可以防止聚合凝胶，并且阻聚剂对苯二酚添加量低，得到的聚氨酯丙烯酸酯树脂反应性快，色度好；选用的二异氰酸酯为脂环族二异氰酸酯，脂环族二异氰酸酯所合成的聚氨酯丙烯酸酯具有优良的耐黄变性、坚韧性和拉伸柔性；选用的二元醇为聚碳酸酯二元醇，聚碳二元醇所合成的聚氨酯丙烯酸酯具有优良的耐候性、耐水解性和耐磨性。设计所合成的主体树脂具优异的拉伸性，兼顾了表面硬度，uv固化后的涂层具有良好的肤感柔感效果。

21、(3)本发明在制备一种可吸塑的紫外光固化抗污硬化涂料中，采用的硬段树脂为三官能团聚氨酯丙烯酸酯预聚体，如科宁6008、湛新264、长兴6130b-80、嵩达1301、润奥8060，可以提供较高的硬度和坚韧性，并且提高整体固化速度；采用单官能团单体和两官能团单体复配，丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯和丙烯酰吗啉是坚韧性单体，既能进一步的提供拉伸性，又有一定硬度；而己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯具有优秀的反应速度，能进一步提供交联密度和表面硬度。通过添加了氟硅改性聚氨酯丙烯酸酯预聚体作为共同反应单体，如润奥8668、博兴b-818，提供了一定的抗污性能和滑爽性能，并且反应性氟硅的添加，解决了硅迁移问题；采用的光引发剂为苯乙酮酸甲酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的复配，兼顾表层固化和深层固化，采用的助剂为流平剂byk333和消泡剂tego airex 920，提供很好的流平性和消泡性，解决了涂布麻点和气泡点问题。