一种高耐性水性UV涂料及其制备方法和应用技术领域
本发明涉及水性木器漆技术领域，具体涉及一种高耐性水性UV涂料及其制备方法
和应用。
背景技术
紫外光(UV)涂料可分为水性UV固化涂料、UV固化粉末涂料和溶剂型UV涂料。相对
传统UV涂料而言，水性UV涂料可趋向零挥发性有机化合物(VOC)，不易燃，对环境污染小且
安全；固化速度快，具有节约能源、固化性能好、适合高速自动化生产等优点。UV固化涂料主
要由光引发剂、低聚物、活性稀释剂组成，UV固化反应属于能量引发聚合反应，在光引发剂
存在的条件下，成膜物经自由基反应几秒钟可交联固化，固化不受空气中氧抑制。传统溶剂
型UV固化所使用活性稀释剂大多为丙烯酸类功能单体，固化后体积收缩大，影响凃层附着
力，并且活性稀释剂具有一定的挥发性，对人体有一定的危害。水性UV固化涂料由于不含稀
释剂单体，而是以水为稀释剂，可解决挥发性组份毒性和刺激性，是涂料的一个发展方向。
但是与传统UV固化涂料相比，目前国内水性UV固化涂料合成乳液多以甲苯二异氰酸酯为原
料来制作，双键含量和相对分子质量太低，力学性能较差。随着市场对水性涂料综合性能的
要求不断提高，其耐磨性、耐化性、硬度等综合性能需要进一步提高，由此对水性UV涂料性
能增迫在眉睫。
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡是硬度高的PE/PTFE复合的微粉蜡，PTFE的加入大大改
善了聚乙烯蜡粉的滑度和抗划伤性，产生非常好的协同效应。较好的颗粒形状和较为集中
的粒径范围，分子量整齐，容易分散，耐磨性好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐性水性UV涂料及其制备方
法和应用，该高耐性水性UV涂料弥补了现有水性UV涂层力学性能与化学性能上存在的不
足，具有耐脏污、耐化学品性、耐老化性和耐磨性，光泽可调的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高耐性水性UV涂料，包括以下原料以重量份计组成：
超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液50～80份，混合溶剂1～5份，消泡剂0.1～0.5份，润
湿分散剂1～5份，增稠剂0.1～1.0份，消光粉1～5份，聚四氟乙烯蜡粉1～5份，光引发剂1～
3份，PH调节剂1～2份，水8～25份，防霉杀菌剂0.1～0.2份；
所述混合溶剂为三元醇或其衍生物。
进一步地，所述超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液的固含量为43～47％，pH值为6.5～
7。
进一步地，所述混合溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚、
二丙二醇丁醚、异丙醇中的至少一种。
进一步地，所述润湿分散剂为不含溶剂和乙氧基壬基酚的阴离子型润湿分散剂、
非离子型润湿分散剂、多官能团型润湿分散剂中的至少一种。
进一步地，所述消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚醚改性硅类消泡
剂中的至少一种。
进一步地，所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、纤维素醚类增稠剂中
的至少一种。
进一步地，所述消光粉包括无定型二氧化硅和消光蜡；所述聚四氟乙烯蜡粉为经
由聚四氟乙烯改性的聚乙烯蜡、或聚四氟乙烯与聚乙烯蜡的混合物。
进一步地，所述光引发剂为裂解型光引发剂、提氢型引发剂、离子型引发剂中的至
少一种。
上述高耐性水性UV涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将水性聚氨酯丙烯酸乳液、混合溶剂与消泡剂混合加入反应器中，在1200～
1500rpm的转速下分散至无油缩；
S2.将润湿分散剂、消光粉、聚四氟乙烯依次加入反应器，在1200～1500rpm的转速
下分散至细度≤25μm；
S3.将增稠剂、光引发剂、pH调节剂、防霉杀菌剂和水依次加入搅拌釜中，在500～
800rpm的转速下分散15～20min，制得高耐性水性UV涂料。
上述高耐性水性UV涂料的应用，用0.05～0.1倍的水将高耐性水性UV涂料稀释调
节至施工粘度，涂布于经打磨处理的旧凃层基材上，涂布量控制在110～130g/m2，在常温流
平2～3min使表面平整，然后在50℃条件下烘烤15～20min，烤至漆膜表干，然后经量能为
300mj/m2的UV机固化。
本发明的有益效果是：
1、采用超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液(UV-WPUA)，该乳液兼有UV固化技术、水性
PUA及超支化树脂三者的优点，其分散体有较高的固含量、较低的粘度和良好的流动性及稳
定性，其成膜物具有优良的成膜性、附着力、适中的软硬度和良好的耐水性、耐溶剂性及热
稳定性；
2、本发明高耐性水性UV涂料与复合成膜助剂搭配，可以明显改善涂层的成膜性及
后期稳定性；
3、本发明通过适当引入聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡，增强了漆膜抗划伤、耐老化、抗
脏污与耐磨性，也适当提升了漆膜的硬度；
4、本发明产品直接加水可使用，无使用时间限制；
5、本发明的水性UV漆面漆为水性环保产品，适用于竹木器、塑料、皮革领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不
局限于以下所述。
实施例
一种高耐性水性UV涂料，包括以下原料以重量份计组成：
超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液50～80份，混合溶剂1～5份，消泡剂0.1～0.5份，润
湿分散剂1～5份，增稠剂0.1～1.0份，消光粉1～5份，聚四氟乙烯蜡粉1～5份，光引发剂1～
3份，PH调节剂1～2份，水8～25份，防霉杀菌剂0.1～0.2份；所述混合溶剂为三元醇或其衍
生物。
优选地，由以下原料以重量份计组成：
超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液70份，混合溶剂2份，消泡剂0.5份，润湿分散剂3份，
增稠剂1份，消光粉5份，聚四氟乙烯蜡粉2份，光引发剂2份，PH调节剂2份，水8.3份，防霉杀
菌剂0.2份；
所述超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液的固含量为43～47％，pH值为6.5～7，该乳液
兼有UV固化技术、水性PUA及超支化树脂三者的优点，其分散体有较高的固含量、较低的粘
度和良好的流动性及稳定性。其成膜物具有优良的成膜性、附着力、适中的软硬度和良好的
耐水性、耐溶剂性及热稳定性；
所述混合溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇
丁醚、异丙醇中的至少一种；作为优选混合溶剂是由质量比为3:2的二丙二醇丁醚、异丙醇
中组成；
所述润湿分散剂为不含溶剂和乙氧基壬基酚的阴离子型润湿分散剂、非离子型润
湿分散剂、多官能团型润湿分散剂中的至少一种，优选德国TEGO公司的TEGO Dispers 740W
(非离子型脂肪酸衍生物)、TEGO Dispers 755W(阴离子型聚丙烯酸钠盐)或TEGO Dispers
760W(多官能团型的表面活性剂与含颜料亲和基团的水溶液)；
所述消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂中的至
少一种，优选德国BYK公司BYK024(破泡聚硅氧烷溶液，属于有机硅氧烷类)、EVONIK公司的
TEGO foamex 810(聚硅氧烷-聚醚共聚物，属于聚醚改性硅类)。
所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、纤维素醚类增稠剂中的至少一
种，优选法国COATEX的Thixol 53L(丙烯酸共聚物溶液)、Coapur830w(非离子型水性聚氨
酯)，RM-8W增稠剂或罗门哈斯TT-935增稠剂；
所述消光粉包括无定型二氧化硅和消光蜡；所述聚四氟乙烯蜡粉为经由聚四氟乙
烯改性的聚乙烯蜡、或聚四氟乙烯与聚乙烯蜡的混合物，优选科莱恩蜡粉9610F或天诗
0612；
所述防霉杀菌剂为不含N-/O-缩甲醛的CMI(水性氯甲基异噻唑啉酮)、MI(水性甲
基异噻唑啉酮)、溴硝基丙二醇中的至少一种，优选德国舒美公司的Parmetol A 28(其主要
成分为CMI/MI和溴硝基丙二醇混合物)或Parmetol K20(其主要成分为CMI/MI混合物)，还
有罗门哈斯的LXE杀菌剂及英国舒尔MV杀菌剂；
所述pH调节剂为氨水、三乙胺或醇胺，优选气味小的醇胺，例如陶氏的AMP-95(分
子结构为2-氨基-2-甲基-1-丙醇)；调整pH值目的是为了保证储存过程中的稳定性，一般控
制在pH7-9之间。
按照配方取超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液加入搅拌釜中，在1200～1500r/min转
速条件下加入混合溶剂与消泡剂的均匀混合物，再加入增稠剂，称量准确，分散15min，检测
无油缩后在800～1000r/min依次加入PH调节剂、润湿分散剂、消光粉、聚四氟乙烯改性聚乙
烯蜡粉，调节转速至1200～1500r/min分散20min，刮板至细度≤25um，后转速调节至500～
800r/min依次加入光引发剂、防霉杀菌剂、水搅拌15min，形成均匀的涂料体系即完成上述
水性UV清面漆的制备过程。
上述水性UV清漆在使用时，加入主剂10％水调节至施工粘度，将其涂布到旧凃层
基材上，涂布量为120g/m2,然后在常温下流平2～3min,再放置于50℃鼓风干燥箱20min，最
后经量能为300mj/m2的UV固化机使其固化形成透明的漆膜。对漆面进行物理性测试，测试
结果如表1。
表1漆面物理性测试表
测试项目
测试结果
测试标准
硬度
1H
GB 6379-2006
抗冲击性
2级
GB/T 4893.9-2013
附着力
0级
GB/T 4893.4-2013
光泽
30±2
GB/T 4893.6-2013
耐磨耗性
＞300 2级
GB/T 4893.8-2013
对漆面进行耐脏污性测试，测试结果如表2。
表2漆面的耐脏污性测试表
将本发明提供的高耐性水性UV涂料与市场上竞争品做耐性对比测试，测试结果如
表3。
表3高耐性水性UV涂料与竞争品的耐性对比测试表
其中竞争品1号为水性双组份清漆，竞争品2号水性UV清面漆，竞争品3号为水性单
组份清漆。
将本发明提供的高耐性水性UV涂料在不同旧基材上附着力测试，测试结果如表4。
表4高耐性水性UV涂料在不同旧基材上附着力测试表
本发明提供的高耐性水性UV涂料在不同旧图层基材上，容易产生较强的粘附力，
优良的机械物理性和较好的抗脏污性，同时在耐化学品剂耐老化性能上尤其突出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的
形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本
文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进
行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围
内。