本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种植物系蓝色水性光固化涂料及其制备方法。
背景技术：
随着人们的生活水平提高，对家居产品提出了更高的诉求。特别是实木家具，人们购买和使用的频率不断加快。一般，实木家具表面有一层光固化涂料或者聚氨酯涂料，保证了实木家具的干燥性，抗碰撞，抗刮性，抗污染性等，随着使用时间的推移，有些地方难免出现划伤，碰伤，污染等。导致视觉上不美观，也会造成家具的持续性被破损。特别是实木地板，一般5年以后都会产生明显磨损痕迹，欧美国家因为大量使用木制家具，他们会5年一小修，一大修，会由专门的盈利性机构负责维护。而我们目前实木家具的潮流刚刚开始，市场上却缺少这样的维护修补机构，所以需要自己进行小面积点补和修补。
虽然，目前市场上有透明的光固化涂料，性能也挺好，自己也可以用其进行修补，但是因为涂料是透明的，所以涂覆完，使用者是看不见的，在未固化的前提下容易被误碰误踩。而且，一般家用修补，无紫外光照射的设备，只能靠白天环境固化，反应速度不会很快，就更容易被误触误碰。就算用警示条对修补区域隔离，避免误碰，依然还有一个困难就是使用者无法判断涂料是否固化完全，可能会用手指触碰，以测试固化程度，往往涂料没有固化完全，导致一个手指印而影响美观。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种植物系蓝色水性光固化涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，该涂料包括以下质量份的组成：
优选的，所述的改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯为通过将植物系马蓝提取物与水性聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为1-2：7-8，低速500-800r/min搅拌30min后得到的蓝色水分散体溶液，该分散体溶液的分子量在5000-10000之间，固含量25-30％之间，ph值在9-10之间，呈现天蓝色。
优选的，所述的马蓝提取物，利用植物系马蓝在醇溶液中易分离出靛蓝且辅于40-50℃的高温，能加快靛蓝的分离并相容于烷基二醇里。植物系靛蓝，稳定性较有机合成的偶氮颜料的偏弱，特别是在胺过量和高温下，更易分解褪色。具体地，所述的植物系马蓝提取物是将质量比为45-50：50-55的烷基二醇与马蓝叶，在40-50℃下混合，并高速剪切，最后用1～20微米滤袋过滤叶渣，提取到植物系马蓝提取物。
优选的，所述的水性聚氨酯丙烯酸酯是由不饱和聚酯，丁二醇，丙酮，丙烯酸-2-羟乙酯，异佛尔酮二异氰酸酯，三乙胺，去离子水按照质量比20-25：2-5：5-10：2-5：10-15：40-60，混合，在催化剂的作用下反应获得。水性聚氨酯丙烯酸酯中不饱和聚酯，其中利用新戊二醇合成，具有水性基团的二醇赋予大分子的水分散性。并且此水分散体中是由二异氰酸酯-丙烯酸羟乙酯可制得既含有少量环氧结构又有聚氨酯丙烯酸酯结构的水性低聚物。
所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡，催化剂的用量为不饱和聚酯的0.1～1wt％；所述的不饱和聚酯包括市售的佰源化工by3306。
所述的活性稀释剂是乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯选用市售长兴化学tmpta。这种活性稀释剂反应速度比较快，漆膜因为交联密度大可获得较硬的涂层，满足抗刮和抗划的要求。
所述的流平剂是聚二甲基硅氧烷。硅类的流平剂因为有硅氧键，使得涂料在基材润湿性上更好，能过获得平整的涂层。流平剂选用市售byk333。
所述的水性光引发剂是2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。这种光引发剂能够引发乙烯基聚合的自由基。自由基的产生不仅可以促进涂层的反应，而且自由基能够降解马蓝提取物中的靛蓝在三乙胺过量的情况下。
上述植物系蓝色水性光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速剪切，用1～20微米滤袋过滤叶渣，提取到植物系马蓝提取物；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，催化剂，持续反应2h，降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间，在高速搅拌下加入去离子水，得到25-30％的水分散体溶液；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和投入步骤(2)制得的水分散体溶液，两者进行常温低速搅拌，得到质量分数为25-30％改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，混合并低速分散，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料。
步骤(1)使用套筒式搅拌装置提取马蓝提取物，利用40-50℃的水浴，进行恒温高速搅拌，搅拌速度为1500-2500r/min，时间为20～60min；
步骤(2)所述的高速搅拌的速度为1500-2500r/min；
步骤(3)所述的低速搅拌的速度为500-800r/min，搅拌时间为20～60min；
步骤(所述的低速分散的速度为500-800r/min。
本发明采用马蓝提取物与水性聚氨酯丙烯酸酯冷拼混合的技术思路，在水性聚氨酯丙烯酸酯的合成过程中，刻意将三乙胺的用量提高，致使水分散体的ph值至9-10之间。此处特别指定使用双分子反应型的光引发剂，二苯甲酮在光激发态下，能够从乙烯基下夺取氢原子，而生成自由基，一部分自由基促进涂层的固化，而另一部分的自由基则在过量胺的条件下，参与对马蓝提取物中靛蓝的分解。涂层自由基聚合过程中，释放热量，更能促使靛蓝在过量胺和过量自由基下的分解。随着天蓝色涂层慢慢被环境中紫外光激发固化，靛蓝的分解，涂层慢慢变成透明色，以此提醒使用者，涂层固化，可以触碰。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)马蓝提取物植物系靛蓝能够赋予水性光固化产品的天蓝色；
(2)天蓝色能够提示使用者此处刚刚进行了涂层的修补，小心误碰；
(3)天蓝色能够提示使用者涂层未固化，不能触碰。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种植物系蓝色水性光固化涂料，投入质量份如下：
该涂料的制备方法采用以下步骤：
(1)使用套筒式搅拌装置，利用40-50℃的水浴，进行恒温搅拌。将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速1500-2500r/min搅拌60min，然后进行5微米过滤，得到马蓝提取物，待用；两者投入质量比马蓝叶：烷基二醇＝50：50；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，适量催化剂，持续反应2h。降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间。在高速1500-2500r/min搅拌下加入去离子水，得到25％的水分散体溶液，投入物料的质量比不饱和聚酯：丁二醇：丙酮：丙烯酸-2-羟乙酯：异佛尔酮二异氰酸酯：去离子水＝20：2：5：3：10：60；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和步骤(2)制得的水分散体溶液，两者进行常温低速500-800r/min搅拌30min，得到质量分数为26％改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，马蓝提取物与水分散体溶液投入质量比为15：85；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，按照质量比70：20：2：0.2：7.8混合并低速500-800r/min分散30min，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料；
对本实施例制得的漆膜进行相关性能测试，结果如下表所示：
将该涂料涂覆在汽车上，显示为天蓝色，在日照下，一般1～2h会干燥固化，变为无色。
实施例2
一种植物系蓝色水性光固化涂料，投入质量份如下：
该涂料的制备方法采用以下步骤：
(1)使用套筒式搅拌装置，利用40-50℃的水浴，进行恒温搅拌。将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速1500-2500r/min搅拌60min，然后进行5微米过滤，得到马蓝提取物，待用；两者投入质量比马蓝叶：烷基二醇＝48：52；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，适量催化剂，持续反应2h。降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间。在高速1500-2500r/min搅拌下加入去离子水，得到30％的水分散体溶液，投入物料的质量比不饱和聚酯：丁二醇：丙酮：丙烯酸-2-羟乙酯：异佛尔酮二异氰酸酯：去离子水＝25：3：7：5：15：45；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和步骤(2)制得的水分散体溶液，两者进行常温低速500-800r/min搅拌30min，得到质量分数为28改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，马蓝提取物与水分散体溶液投入质量比为10：90；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，按照质量比77：15：2：0.2：5.8混合并低速500-800r/min分散30min，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料；
对本实施例制得的漆膜进行相关性能测试，结果如下表所示：
将该涂料涂覆在汽车上，显示为天蓝色，在日照下，一般1～2h会干燥固化，变为无色。
实施例3
一种植物系蓝色水性光固化涂料，投入质量份如下：
该涂料的制备方法采用以下步骤：
(1)使用套筒式搅拌装置，利用40-50℃的水浴，进行恒温搅拌。将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速1500-2500r/min搅拌20min，然后进行20微米过滤，得到马蓝提取物，待用；两者投入质量比马蓝叶：烷基二醇＝45：55；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，适量催化剂，持续反应2h。降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间。在高速1500-2500r/min搅拌下加入去离子水，得到30％的水性聚氨酯丙烯酸酯，投入物料的质量比不饱和聚酯：丁二醇：丙酮：丙烯酸-2-羟乙酯：异佛尔酮二异氰酸酯：去离子水＝20：2：5：2：10：40；催化剂为二月桂酸二丁基锡，其用量为不饱和聚酯的0.1wt％；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和步骤(2)制得的水性聚氨酯丙烯酸酯，两者进行常温低速500-800r/min搅拌20min，得到质量分数为25％改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，马蓝提取物与水性聚氨酯丙烯酸酯投入质量比为1：8；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯与活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，按照上述质量比混合并低速500-800r/min分散30min，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料；
对本实施例制得的漆膜进行相关性能测试，结果如下表所示：
将该涂料涂覆在汽车上，显示为天蓝色，在日照下，一般1～2h会干燥固化，变为无色。
实施例4
一种植物系蓝色水性光固化涂料，投入质量份如下：
该涂料的制备方法采用以下步骤：
(1)使用套筒式搅拌装置，利用40-50℃的水浴，进行恒温搅拌。将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速1500-2500r/min搅拌20min，然后进行20微米过滤，得到马蓝提取物，待用；两者投入质量比马蓝叶：烷基二醇＝50：50；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，适量催化剂，持续反应2h。降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间。在高速1500-2500r/min搅拌下加入去离子水，得到25％的水性聚氨酯丙烯酸酯，投入物料的质量比不饱和聚酯：丁二醇：丙酮：丙烯酸-2-羟乙酯：异佛尔酮二异氰酸酯：去离子水＝25：5：10：5：15：60；催化剂为二月桂酸二丁基锡，其用量为不饱和聚酯的1wt％；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和步骤(2)制得的水性聚氨酯丙烯酸酯，两者进行常温低速500-800r/min搅拌20min，得到质量分数为25％改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，马蓝提取物与水性聚氨酯丙烯酸酯投入质量比为2：7；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯与活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，按照上述质量比混合并低速500-800r/min分散30min，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料；
对本实施例制得的漆膜进行相关性能测试，结果如下表所示：
将该涂料涂覆在汽车上，显示为天蓝色，在日照下，一般1～2h会干燥固化，变为无色。
技术特征：
1.一种植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，该涂料原料包括以下质量份的组成：
2.根据权利要求1所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯为通过将植物系马蓝提取物与水性聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为1-2：7-8，低速500-800r/min搅拌30min后得到的蓝色水分散体溶液。
3.根据权利要求2所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的植物系马蓝提取物是将质量比为45-50：50-55的烷基二醇与马蓝叶，在40-50℃下混合，并高速剪切，最后用1～20微米滤袋过滤叶渣，提取到植物系马蓝提取物。
4.根据权利要求2所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的水性聚氨酯丙烯酸酯是由不饱和聚酯，丁二醇，丙酮，丙烯酸-2-羟乙酯，异佛尔酮二异氰酸酯，三乙胺，去离子水按照质量比20-25：2-5：5-10：2-5：10-15：40-60，混合，在催化剂的作用下反应获得。
5.根据权利要求4所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡，催化剂的用量为不饱和聚酯的0.1～1wt％。
6.根据权利要求1所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂是乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的流平剂是聚二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的植物系蓝色水性光固化涂料，其特征在于，所述的水性光引发剂是2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
9.一种如权利要求1～8任一所述植物系蓝色水性光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将剪碎的马蓝叶与烷基二醇混合，进行高速剪切，用1～20微米滤袋过滤叶渣，提取到植物系马蓝提取物；
(2)将反应釜通氮气置换空气，投入不饱和聚酯，丁二醇，100℃脱水1h，降温至80℃，缓慢加入丙酮，并在1h内滴加完毕异佛尔酮二异氰酸酯，催化剂，持续反应2h，降低反应温度至60℃，加入封端剂丙烯酸-2-羟乙酯，测试nco含量≤0.05％后，再加入三乙胺中和，搅拌0.5h，致使ph＝9-10之间，在高速搅拌下加入去离子水，得到25-30％的水分散体溶液；
(3)将步骤(1)制得的马蓝提取物和投入步骤(2)制得的水分散体溶液，两者进行常温低速搅拌，得到质量分数为25-30％改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯；
(4)将步骤(3)制得的蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，水性光引发剂，流平剂，去离子水，混合并低速分散，得到一种植物系蓝色水性光固化涂料。
10.根据权利要求9所述植物系蓝色水性光固化涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)使用套筒式搅拌装置提取马蓝提取物，利用40-50℃的水浴，进行恒温高速搅拌，搅拌速度为1500-2500r/min，时间为20～60min；
步骤(2)所述的高速搅拌的速度为1500-2500r/min；
步骤(3)所述的低速搅拌的速度为500-800r/min，搅拌时间为20～60min；
步骤(所述的低速分散的速度为500-800r/min。
技术总结
本发明涉及一种植物系蓝色水性光固化涂料及其制备方法，该涂料原料包括以下质量份的组成：改性蓝色水性聚氨酯丙烯酸酯70‑80、活性稀释剂15‑25、水性光引发剂2‑4、流平剂0.2‑0.5、去离子水5‑10。与现有技术相比，本发明配制的水性光固化涂料为天蓝色，涂覆在被涂物上后，随着光固化的进行，天蓝色慢慢变为透明色，体现被涂物本来的颜色属性，但能赋予被涂物抗刮抗划的高性能，涂覆区域和未涂覆区域不会有明显色差，而且技术的关键在于涂料从天蓝色变成透明色即表示固化完成，可以进行触碰。
技术研发人员：朱忠敏;叶小明;丁卫卫;金一峰;郭明东
受保护的技术使用者：东来涂料技术(上海)股份有限公司
技术研发日：.11.25
技术公布日：.02.18
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