一种辐射固化涂料及其环保制备方法与流程

本发明涉涂料，具体涉及一种辐射固化涂料及其环保制备方法。

背景技术：

1、传统制备氨基甲酸酯需要使用异氰酸酯，制备可辐射固化的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸多酯单体、齐聚物或高分子聚合物时，传统的制造方法采取多元醇、异氰酸酯及（甲基）丙烯酸羟乙、丙或丁酯进行制备。而现有的异氰酸酯的使用，一方面导致成本较高，另一方面异氰酸酯属于剧毒危化品，生产、仓储及运输均带来安全和环境风险，特别是环保压力日趋增加的今天，使用异氰酸酯如tdi，mdi，ipdi或hdi等原料时，会受到许多运输、仓储及环境批复的限制；采用相对更加环保的原料和化学合成方法，通过环碳酸酯与有机胺反应制备氨基甲酸酯多元醇，然后通过催化酯交换反应或酯化反应制备出可辐射固化的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸多酯，成本较低，然而辐射固化涂料采用含有氨基甲酸酯丙烯酸酯的原料，产品的耐磨性能差，同时产品的冲击韧性和耐磨性很难协调改进，限制了产品的使用，基于此，本发明对其进一步的改进处理。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种辐射固化涂料及其环保制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种辐射固化涂料，所述固化涂料为改性的氨基甲酸酯丙烯酸酯；

4、具体的改性方法为：

5、s1. 120-125重量份的一乙醇胺加入500ml四口烧瓶中，通氮气保护，连续搅拌，加热至40～50℃，慢慢滴加175-177重量份的碳酸乙烯酯，半小时加完，持续保温50℃反应3～4小时，直至一乙醇胺全部消耗完毕，反应式如下；

6、；

7、s2. 氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸多酯的合成：步骤s1.的产物1摩尔及0.1克n,n-二萘基对苯二胺和3毫升2.5%氢氧化锂甲醇溶液加入500毫升的四口烧瓶中，安装回流冷凝器，加入218-200重量份的甲基丙烯酸甲酯连续搅拌下加入阻聚剂对苯二酚单甲醚，并加热至115～120℃，连续搅拌反应4小时，理论值的98.3%的甲醇收集蒸出，即可；

8、s3. 向s2产物中加入1 ,6-己二醇二丙烯酸酯10-20份、石墨烯调节纳米二氧化硅剂5-10份、氧化镁改性剂4-7份、活性稀释剂15-20份、硅烷偶联剂kh570 1-3份、二苯甲酮光引发剂1-3份、炭黑1-3份、聚乙二醇（分子量小于2500） 1-3份，3（乙氧基）三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯 eo-tmpta, 2eo-tmpta,3eotmpta 5份，搅拌混匀，最后uv紫外线照射固化，光辐射能量2000-3000mj/cm2，即可得到改性的氨基甲酸酯丙烯酸酯。

9、优选地，所述石墨烯调节纳米二氧化硅剂的制备方法为：

10、s01：将纳米二氧化硅先于210-230℃下热处理10-15min，然后以1-3℃/min的速率冷却至65-70℃，保温处理，得到保温的纳米二氧化硅；

11、s02：将3-5份保温的纳米二氧化硅、1-2份氯化镧溶液、2-4份十二烷基苯磺酸钠溶液和0.35-0.55份钛酸酯偶联剂，搅拌混匀，得到纳米二氧化硅液；

12、s03：将石墨烯浸入到石墨烯3-5倍的硅酸钠溶液中一级浸入处理，然后抽滤、干燥，再浸入到2-5倍的硝酸钇溶液中二级浸入处理，浸入结束，抽滤、干燥，得到石墨烯改性剂；

13、s04：石墨烯改性剂、纳米二氧化硅液按照重量比5：2球磨处理，球磨结束，水洗、干燥，得到石墨烯调节纳米二氧化硅剂。

14、优选地，所述氯化镧溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。

15、优选地，所述一级浸入处理的压力为5-10mpa，浸入时间为20-30min；二级浸入处理的压力为15-20mpa，浸入时间为5-10min。

16、优选地，所述硅酸钠溶的质量分数为4-8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

17、优选地，所述球磨处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。

18、优选地，所述氧化镁改性剂的制备方法为：

19、s101：将氧化镁置于质子辐照箱内辐照10-15min，辐照功率为300-350w，辐照结束，得到辐照剂；

20、s102：将2-5份辐照剂加入到5-10份壳聚糖溶液中，随后再加入1-2份木质素磺酸钠和0.35-0.55份纳米硅溶胶，于220-240w的超声功率下超声1-2h，超声结束，水洗、干燥，得到氧化镁改性剂。

21、优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为3-5%。

22、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

23、本发明辐射固化涂料既能实现uv固化，也能实现电子束固化，采用环保制备方法制得的氨基甲酸酯丙烯酸酯为基体料，氨基甲酸酯丙烯酸酯环保性能优异，同时配合1 ,6-己二醇二丙烯酸酯原料，通过石墨烯调节纳米二氧化硅剂、氧化镁改性剂二者协配，共同协效，本发明创新点在于，石墨烯具有片状结构，能够起到承载的效果，而纳米二氧化硅具有高比表面积结构，从而二者经过本发明的改性处理，在体系中，增强体系原料界面反应效果，以及优化体系结合强度，而氧化镁改性剂在体系中起到补强效果，填补体系结构，与石墨烯调节纳米二氧化硅剂协效效果增强，再配合炭黑、聚乙二醇（分子量1000）、 3（乙氧基）三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯 3eotmpta 二苯甲酮光引发剂的协助下，产品的耐磨性和冲击韧性得到协调式改进。

技术特征：

1.一种辐射固化涂料，其特征在于，所述辐射固化涂料为改性的氨基甲酸酯丙烯酸酯；

2.根据权利要求1所述辐射固化涂料，其特征在于，所述石墨烯调节纳米二氧化硅剂的制备方法为：

3.根据权利要求2所述辐射固化涂料，其特征在于，所述氯化镧溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。

4.根据权利要求2所述辐射固化涂料，其特征在于，所述一级浸入处理的压力为5-10mpa，浸入时间为20-30min；二级浸入处理的压力为15-20mpa，浸入时间为5-10min。

5.根据权利要求2所述辐射固化涂料，其特征在于，所述硅酸钠溶的质量分数为4-8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

6.根据权利要求2所述辐射固化涂料，其特征在于，所述球磨处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。

7.根据权利要求1所述辐射固化涂料，其特征在于，所述氧化镁改性剂的制备方法为：

8.根据权利要求7所述辐射固化涂料，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为3-5%。

技术总结本发明公开了一种辐射固化涂料，所述辐射固化涂料为改性的氨基甲酸酯丙烯酸酯；向氨基甲酸酯丙烯酸酯环保制备方法产物中加入1,6‑己二醇二丙烯酸酯10‑20份、活性稀释剂15‑20份、硅烷偶联剂KH570 1‑3份、二苯甲酮光引发剂1‑3份、炭黑1‑3份、聚乙二醇（分子量小于2500）1‑3份，3（乙氧基）三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯EO‑TMPTA,2EO‑TMPTA,3EOTMPTA搅拌混匀，最后UV紫外线照射固化，光辐射能量2000‑3000mJ/cm2，即可得到改性的氨基甲酸酯丙烯酸酯。本发明辐射固化涂料既能实现UV固化，也能实现电子束固化，采用环保制备方法制得的氨基甲酸酯丙烯酸酯为基体料，配合1,6‑己二醇二丙烯酸酯原料，通过石墨烯调节纳米二氧化硅剂、氧化镁改性剂二者协配，共同协效。技术研发人员：周治明受保护的技术使用者：海聚高分子材料科技（广州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29