CN113698862A - 一种水性涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性涂料及其制备方法与应用，其由以下制备原料制备得到：水性紫外光固化聚氨酯树脂、基材润湿剂、光引发剂和水。该水性涂料所用原料简单且种类较少，相对于相关技术中没有添加流变助剂和消泡剂，降低流变助剂和消泡剂对涂料施工时的活化期以及存储后涂层的外观效果影响，提升了涂膜的稳定性。其存储1年以上都可以保持原有的流平、丰满度等外观效果，极大提升了水性涂料的保质期以及保质期内涂料的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性涂料及其制备方法与应用。
背景技术
UV涂料是指在紫外光的照射下，涂料中的光引发剂吸收紫外光辐射能量后分裂成自由基，其分子外层电子发生跳跃，在极短的时间内生成活性中心，然后活性中心与树脂中的不饱和基团作用，引发光固化树脂和活性稀释剂分子中的双键断开，引发预聚物发生聚合、交联、接枝反应，在很短的时间内固化成网状高分子聚合物。由此使得UV涂料在数秒内由液态转化为固态，形成成膜物质；其固化速度快，固化后的涂膜硬度高、耐磨好，无需后续烘烤即可达到最佳性能，能耗低被广泛应用。
高光UV涂料是UV涂料中应用比较多的其中之一，高光UV因具有光泽高、丰满度好、透明度好等特点被广泛应用于3C电子产品和汽车内饰部件等；溶剂型高光UV涂料因其含有一定的有机溶剂，在实际应用过程中又使用有机溶剂来稀释，导致VOC≥650g/L，相关技术中为了降低VOC含量，往往使用了大量的单体能替代有机溶剂降低粘度，单体的加入会降低涂膜硬度、耐化性等，不利于涂膜的表面性能，且单体毒害性比较大。相关技术中则开发水性高光UV涂料来降低VOC值，但存在成分复杂、存储一段时间后外观效果变差和保质期较短等缺点，一定程度上限制了水性高光UV的发展和市场认可度。
因此，需要开发一种水性涂料，该涂料成分简单且存储效果好。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种水性涂料，该涂料成分简单且存储效果好。
本发明还提供了上述水性涂料的制备方法。
本发明还提供了上述水性涂料的应用。
本发明第一方面提供了一种水性涂料，由以下制备原料制备得到：水性紫外光固化聚氨酯树脂、基材润湿剂、光引发剂和水；
所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂。
本发明的基材润湿剂具有优异的基材润湿性能和流平性能，与水性紫外光固化聚氨酯树脂具有极佳的相容性和稳定性，在长时间存储的过程中不会出现析出或相容性不佳的问题，从而实现涂料在长时间存储后仍能保持优异的镜面流平效果和丰满度效果。
根据本发明的一些实施方式，所述水性涂料，由以下重量份数的制备原料制备得到：85份～95份的水性紫外光固化聚氨酯树脂；0.2份～0.5份的基材润湿剂；2份～4份的光引发剂和1份～10份的水。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的粘度为10s～20s(采用Zahn-3#杯在25℃测量)。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的官能度为4～8。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的官能度为4～6。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的官能度为6。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的pH≤7。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的pH为3～7。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的固含在50％以上。
水性紫外光固化聚氨酯树脂的官能度4～8之间，保持了较好的交联密度，同时还带来附着力、硬度、耐磨、耐化学性能。
水性紫外光固化聚氨酯树脂的pH在7以下，在弱酸性情况下有利于稳定存储，且在施工过程中无需调节pH。
水性紫外光固化聚氨酯树脂的固含＞50％以上，在施工时，在较少次数的喷涂即可达到既定的膜厚，同时因固含较高，VOC降低。
根据本发明的一些实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂包括湛新的IRR1104、湛新的IRR1080、五行化工的WU3604、五行化工的WU3601-1和五行化工的WU3601中的至少一种。
本发明选用的水性紫外光固化聚氨酯树脂本身粘度较低或添加5％以内的水就可以把粘度较大幅度降低，施工时固体分可以≥45％，方便喷涂应用；采用上述水性紫外光固化聚氨酯树脂制备得到的水性涂料经过紫外固化成膜后具有极佳的镜面流平效果和丰满度，光泽≥90°以上，高光效果优异。
本发明的水性紫外光固化聚氨酯树脂在具有较高的交联密度的同时，还具备优异的物理和化学性能(镜面流平和视觉的丰满度效果，硬度、光泽和耐化学品性能)，且对塑胶基材和木材等材质都具有极佳的附着力；同时树脂有较好的触变性，无需额外添加流变助剂也有较好的施工性，降低了引入流变助剂带来的存储后出现流平不佳的异常现象(相关技术中流变助剂与水性紫外固化聚氨酯树脂混合后会形成三维网络结构，随着存储时间的不断增长，这种三维网络结构会导致涂料的触变流平恢复指数逐渐缓慢降低，从而影响涂层的镜面流平效果，降低存储后涂层的流平)。
本发明的水性紫外光固化聚氨酯树脂在搅拌时产生的泡沫较少，不会影响使用，同时在施工时，喷涂后的湿膜能够快速消泡，不会对干膜涂层产生气泡或者颗粒等外观异常。
根据本发明的一些实施方式，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂。
根据本发明的一些实施方式，所述聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂的降低静态表面张力的等级为3级(参照ISO 4311-1979国际标准测试，国标GB/T 11278-1989)。
根据本发明的一些实施方式，所述基材润湿剂为赢创化学的TegoWet270、赢创化学的Twin4100、桑井化工的ST-1070和桑井化工的ST-1075中的至少一种。
上述基材润湿剂有效份为100％，具有优异的基材润湿和流平性能，本发明的润湿剂不会引起涂层表面的长波流平不佳导致的橘皮，且本发明的润湿剂与水性紫外固化聚氨酯树脂有极佳的相容性和稳定性，存储后不会析出或出现相容性不佳导致对基材润湿效果减弱，因此有助于长时间的存储保持镜面流平和丰满度效果。
根据本发明的一些实施方式，所述引发剂由引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ组成。
根据本发明的一些实施方式，所述引发剂Ⅰ为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮(CAS号：7473-98-5)。
根据本发明的一些实施方式，所述引发剂Ⅱ选自1-羟基-环己基苯甲酮(CAS号：947-19-3)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦(CAS号：75980-60-8)和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(CAS号：162881-26-7)中的至少一种。
2-羟基-2-甲基-苯基丙酮引发剂为体态型，本身具有较高的活性，参与光固化反应，同时可以作为载体对引发剂Ⅱ具有良好的溶解性，无需额外使用助溶剂来溶解引发剂Ⅱ，降低了涂料的整体VOC；引发剂Ⅱ兼顾吸收紫外光区不同波长的能力，在湿膜涂层进行紫外固化过程中快速固化树脂形成固态涂膜。
本发明选用的引发剂不会引起黄变，且涂层固化的更全面和彻底，提升了涂层的耐水性。
根据本发明的一些实施方式，所述引发剂Ⅰ和所述引发剂Ⅱ的质量比为1:1～4。
引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ的质量比例低于1：1，因为引发剂Ⅱ是固体，如果引发剂Ⅰ的含量少于50％，对引发剂Ⅱ的溶解效果不足，导致不能完全溶解引发剂Ⅱ需要额外添加助溶剂引入VOC，使涂料的VOC含量上升。如果比例高于4:1，那么引发剂Ⅱ的含量偏少，对于涂料的深层固化和固化时对高波段的波长吸收不足，导致涂层底部没有完全固化，影响耐水性能。
本发明第二方面提供了上述水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
将所述基材润湿剂、所述光引发剂和所述水依次添加至所述水性紫外光固化聚氨酯树脂中，混匀。
根据本发明的一些实施方式，所述光引发剂，添加前需加热。
根据本发明的一些实施方式，所述加热的温度为60℃～80℃。
根据本发明的一些实施方式，所述水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述水性紫外光固化聚氨酯树脂在300rpm～500rpm的速度搅拌下分散3min～5min；
S2、将基材润湿剂在600rpm～800rpm搅拌速率下加入到步骤S1处理后的水性紫外光固化聚氨酯树脂中，分散2min～3min，搅拌均匀，制得水性紫外光固化聚氨酯树脂分散液；
S3、将光引发剂Ⅱ添加至光引发剂Ⅰ中，在60℃～80℃温度下加热溶解至引发剂全部溶解为液态，在400rpm～500rpm搅拌分散5min～10min，搅拌均匀，冷却后加入到S2中的水性紫外光固化聚氨酯树脂分散液中，分散8min～10min，搅拌均匀；
S4、将水在400rpm～600rpm搅拌速率下缓慢添加至步骤S3制得的混合物中，分散8min～10min，搅拌均匀；即得到一种水性涂料。
本发明第三方面提供了一种水性涂层，由上述水性涂料制备得到。
本发明第四方面提供了上述水性涂层的制备方法，包括以下步骤：将所述水性涂料涂覆于基材表面，加热，光固化，即得。
根据本发明的一些实施方式，所述基材包括塑料基材、木材、金属和纸张中的一种。
根据本发明的一些实施方式，所述水性涂层的制备方法，包括以下步骤：
将水性涂料与水按照100:0～10的质量比例搅拌混合，喷涂于基材表面，60℃～70℃烘烤8min～12min后，在能量800mj/cm2～1200mj/cm2，光强90mw/cm2～125mw/cm2条件下经过UV紫外固化即可得到水性涂层。
本发明第五方面提供了一种高光UV涂层，由上述的水性涂料制备得到。
根据本发明的至少一种实施方式，具备如下有益效果：
1、本发明的水性涂料中的有机溶剂含量≤5％，施工时VOC含量≤100g/L，对环境比较友好；涂料本身粘度不高，添加5％以内的水就可以稀释至合适的喷涂粘度范围，不会降低涂膜的性能。
2、本发明水性涂料所用原料简单且种类较少，相对于相关技术中没有添加流变助剂和消泡剂，降低流变助剂和消泡剂对涂料施工时的活化期以及存储后涂层的外观效果影响，提升了涂膜的稳定性。
3、本发明水性涂料，存储1年以上都可以保持原有的流平、丰满度等外观效果，极大提升了水性涂料的保质期以及保质期内涂料的稳定性。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
下面详细描述本发明的具体实施例。
本发明实施方式中部分制备原料的性能如下：
湛新的IRR1104的主要性能数据如下：
官能度为6；固含为55％～60％；pH为3～5。
湛新的IRR1080的主要性能数据如下：
官能度为6；固含为60％～65％；pH为3～5。
五行化工的WU3604的主要性能数据如下：
官能度为6；固含为50％～54％；pH为6～7。
五行化工的WU3601-1的主要性能数据如下：
官能度为6；固含为58％～62％；pH为5～6。
五行化工的WU3601的主要性能数据如下：
官能度为6；固含为58％～62％；pH为5～6。
赢创化学的TegoWet270、赢创化学的Twin4100、桑井化工的ST-1070和桑井化工的ST-1075的降低静态表面张力的等级为3级(参照ISO 4311-1979国际标准测试，国标GB/T11278-1989)。
BYK-346的降低静态表面张力的等级为1级(参照ISO 4311-1979国际标准测试，国标GB/T 11278-1989)。
具体评级信息如下：
0级:降低静态表面张力的程度＜10％；
1级:降低静态表面张力的程度10％～20％；
2级:降低静态表面张力的程度20％～30％；
3级:降低静态表面张力的程度＞30％。
实施例1
本实施例的水性涂料，由表1所示的制备原料制备得到：
表1本实施例的水性涂料的制备原料
实施例2
本实施例的水性涂料，由表2所示的制备原料制备得到：
表2本实施例的水性涂料的制备原料
| 制备原料 | 生产厂家 | 份数 |
| 水性紫外固化聚氨酯树脂 | 五行化工WU3604 | 95.00 |
| 基材润湿剂 | 赢创化学TegoWet270 | 0.4 |
| 光引发剂Ⅰ | 2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1 | 1.5 |
| 光引发剂Ⅱ | 1-羟基-环己基苯甲酮 | 1 |
| 水 | - | 2.1 |
| 合计 | - | 100 |
对比例1
本对比例为一种水性涂料，由表3所示的制备原料制备得到：
表3本对比例的水性涂料的制备原料
对比例2
本对比例为一种水性涂料，由表4所示的制备原料制备得到：
表4本对比例的水性涂料的制备原料
对比例3
本对比例为一种水性涂料，由表5所示的制备原料制备得到：
表5本对比例的水性涂料的制备原料
| 制备原料 | 生产厂家 | 份数 |
| 水性紫外固化聚氨酯树脂 | 五行化工WU3604 | 95.00 |
| 基材润湿剂 | 赢创化学Tego Wet 270 | 0.4 |
| 光引发剂Ⅰ | 2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1 | 1.5 |
| 光引发剂Ⅱ | 1-羟基-环己基苯甲酮 | 1 |
| 流变助剂 | 德谦化学RHEOLATE299 | 0.5 |
| 水 | - | 1.6 |
| 合计 | - | 100 |
对比例4
本对比例为一种水性涂料，由表6所示的制备原料制备得到：
表6本对比例的水性涂料的制备原料
本发明实施例1～2和对比例1～4的水性涂料制备方法，包括以下步骤：
本发明实施方式中水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述水性紫外光固化聚氨酯树脂在400rpm的速度搅拌下分散4min；
S2、将基材润湿剂在700rpm搅拌速率下加入到步骤S1处理后的水性紫外光固化聚氨酯树脂中，分散3min，搅拌均匀，制得水性紫外光固化聚氨酯树脂分散液；
S3、将光引发剂Ⅱ添加至光引发剂Ⅰ中，在70℃温度下加热溶解至引发剂全部溶解为液态，在400rpm搅拌分散10min，搅拌均匀，冷却后加入到S2中的水性紫外光固化聚氨酯树脂分散液中，分散10min，搅拌均匀；
S4、将水在500rpm搅拌速率下缓慢添加至步骤S3制得的混合物中，分散10min，搅拌均匀；即得到一种水性涂料。
本发明实施方式中水性涂层的制备方法，包括以下步骤：
将水性涂料与水按照100:5的质量比例搅拌混合，喷涂于塑料基材表面，70℃烘烤8min后，在能量1000mj/cm2，光强100mw/cm2条件下经过UV紫外固化即可得到水性涂层。
本发明实施例1～2和对比例1～4的水性涂料的性能测试结果见表7～9。
VOC测试方法：GB30981-2020中规定的扣水法；
粘度：Zahn-3#杯，25℃；
施工时粘度：Zahn-3#杯，25℃；
外观：肉眼观察；
流平：肉眼观察；
光泽：光泽仪，60°角测量；
硬度：铅笔硬度(500g力)；
耐防晒霜：妮维雅SPF30++涂抹后，在65℃/90％RH条件下放置24h后观察涂层外观；
耐Windex清洁剂：Windex清洁剂涂抹后，在65℃/90％RH条件下放置24h后观察涂层外观。
表7本发明实施例1～2和对比例1～4的水性涂料的性能测试结果
表8本发明实施例1～2和对比例1～4的水性涂料的性能测试结果
表9本发明实施例1～2和对比例1～4的水性涂料的性能测试结果
由表7～9的测试数据的值：实施例1与对比例1比较，对比例的1树脂含量低于本发明实施例1中，导致水的含量增加，施工时黏度偏低，不利于生产应用；固化后的涂层有有少量颗粒针孔，无活化期，存储后效果更差。
实施例1与对比例2比较，基材润湿剂更换为毕克化学的BYK-346，虽然同为有机硅流平助剂，但是该助剂与本发明的树脂体系相容性偏差，导致活化期在24小时时固化的涂层有少量颗粒针孔；40℃*30天的存储后出现涂层流平有轻微橘皮现象，流平略微欠佳。
实施例2与对比例3比较，对比例3额外添加了流变助剂德谦化学RHEOLATE299，固化后的涂层光泽＜90°，只有88°，影响涂层的高亮高光泽效果，活化期在24小时时固化的涂层表面有轻微橘皮现象，流平略微欠佳；40℃*30天的存储后出现涂层流平有轻微橘皮现象，流平略微欠佳。
实施例2与对比例4比较，对比例3额外添加了消泡剂比克化学的BYK-024，施工时黏度偏低，不利于应用；活化期在24小时时固化的涂层表面有轻微橘皮现象，流平略微欠佳；40℃*30天的存储后出现涂层流平有轻微橘皮现象，流平略微欠佳。
本发明没有使用可能会给涂膜的透明度、流平或者存储稳定性等影响的触变助剂和消泡剂。触变助剂会导致涂料的触变流平恢复指数逐渐缓慢降低，影响长期存储后涂层的流平效果和保质期内涂料的稳定性，而消泡剂与体系具有不相容效果，影响长期存储后涂层的流涂层镜面效果和流平。
本发明的涂料喷涂后的湿膜抗流挂效果较好且可以快速消泡，因此无需添加流变助剂和消泡剂湿膜就可以达到很好的抗流挂和消泡效果
本发明的水性涂料制作原料少且过程简单，但外观效果和性能保持，很大程度上避免了部分原料过多而导致长期存储带来的负面效益，大大延长了存储的保质期，存储一年以上外观和性能保持不变，同时提升了施工时的活化期，避免涂料的浪费。
本发明的水性涂料VOC含量≤100g/L，极大的降低了对环境的污染，同时给使用者降低环保处理费用，节约资源。相较于相关技术中喷涂型涂料和溶剂型涂料中VOC含量极低(VOC一般≥550g/L；即使低VOC的，一般都在450g/L～550g/L之间)。
综上所述，本发明的水性涂料中的有机溶剂含量≤5％，施工时VOC含量≤100g/L，对环境比较友好；涂料本身粘度不高，添加5％以内的水就可以稀释至合适的喷涂粘度范围，不会降低涂膜的性能。该水性涂料所用原料简单且种类较少，相对于相关技术中没有添加流变助剂和消泡剂，降低流变助剂和消泡剂对涂料施工时的活化期以及存储后涂层的外观效果影响，提升了涂膜的稳定性。其存储1年以上都可以保持原有的流平、丰满度等外观效果，极大提升了水性涂料的保质期以及保质期内涂料的稳定性。
上面结合具体实施方式对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种水性涂料，其特征在于：由以下制备原料制备得到：水性紫外光固化聚氨酯树脂、基材润湿剂、光引发剂和水；
所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：由以下重量份数的制备原料制备得到：85份～95份的水性紫外光固化聚氨酯树脂；0.2份～0.5份的基材润湿剂；2份～4份的光引发剂和1份～10份的水。
3.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的粘度为10s～20s(Zahn-3#杯，25℃)；优选地，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的官能度为4～8；优选地，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的pH≤7；优选地，所述水性紫外光固化聚氨酯树脂的固含在50％以上。
4.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述基材润湿剂的降低静态表面张力的等级为3级。
5.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述光引发剂由引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ组成；优选地，所述引发剂Ⅰ和所述引发剂Ⅱ的质量比为1:1～4；优选地，所述引发剂Ⅰ为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1；优选地，所述引发剂Ⅱ选自1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦和双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦中的至少一种。
6.一种制备如权利要求1至5任一项所述的水性涂料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将所述基材润湿剂、所述光引发剂和所述水依次添加至所述水性紫外光固化聚氨酯树脂中混匀。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述光引发剂，添加前需加热；优选地，所述加热的温度为60℃～80℃。
8.一种水性涂层，其特征在于：由权利要求1至5任一项所述的水性涂料制备得到。
9.一种制备如权利要求8所述的水性涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：将所述水性涂料涂覆于基材表面，加热，光固化，即得。
10.一种高光UV涂层，其特征在于：由权利要求1至5任一项所述的水性涂料制备得到。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115651516A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-31 | 湖南松井新材料股份有限公司 | 一种水性可剥保护涂料以及制备方法与应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040116594A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-17 | Debkumar Bhattacharjee | Polyurethane prepolymer, stable aqueous dispersions with high solids containing the same and method of using and preparing the aqueous dispersions |
| CN103232585A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-07 | 广东工业大学 | 一种多官能度聚氨酯丙烯酸酯水性uv树脂的制备方法 |
| WO2017161607A1 (zh) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 万华化学集团股份有限公司 | 水性可辐射固化聚氨酯丙烯酸酯组合物及制备方法及涂料 |
| CN107298936A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-10-27 | 江苏宏泰高分子材料有限公司 | 真空镀膜薄涂底漆紫外光固化涂料 |
| CN107903800A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 北京展辰新材料有限公司 | 一种高固含水性uv清漆及其制备方法与应用 |
| CN108148496A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-12 | 滁州金桥德克新材料有限公司 | 一种水性uv固化真空电镀加色中涂漆、制备方法及其电镀的方法 |
| CN108977057A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-11 | 广东昊辉新材料有限公司 | 一种水性光固化地板涂料及其制备方法 |
| WO2019037756A1 (en) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | Ppg Coatings (Tianjin) Co., Ltd. | LOW-VOC UV-CURABLE LOW-VACUUM COATING COMPOSITION, ITS APPLICATION METHOD, AND SUBSTRATE COATED THEREFROM |
-
2021
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040116594A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-17 | Debkumar Bhattacharjee | Polyurethane prepolymer, stable aqueous dispersions with high solids containing the same and method of using and preparing the aqueous dispersions |
| CN103232585A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-08-07 | 广东工业大学 | 一种多官能度聚氨酯丙烯酸酯水性uv树脂的制备方法 |
| WO2017161607A1 (zh) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 万华化学集团股份有限公司 | 水性可辐射固化聚氨酯丙烯酸酯组合物及制备方法及涂料 |
| CN107298936A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-10-27 | 江苏宏泰高分子材料有限公司 | 真空镀膜薄涂底漆紫外光固化涂料 |
| WO2019037756A1 (en) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | Ppg Coatings (Tianjin) Co., Ltd. | LOW-VOC UV-CURABLE LOW-VACUUM COATING COMPOSITION, ITS APPLICATION METHOD, AND SUBSTRATE COATED THEREFROM |
| CN107903800A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-13 | 北京展辰新材料有限公司 | 一种高固含水性uv清漆及其制备方法与应用 |
| CN108148496A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-12 | 滁州金桥德克新材料有限公司 | 一种水性uv固化真空电镀加色中涂漆、制备方法及其电镀的方法 |
| CN108977057A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-11 | 广东昊辉新材料有限公司 | 一种水性光固化地板涂料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115651516A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-31 | 湖南松井新材料股份有限公司 | 一种水性可剥保护涂料以及制备方法与应用 |
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