CN100556970C - 自消光树脂的合成工艺和紫外光固化漆膜坚韧的亚光面漆 - Google Patents
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Abstract
一种自消光树脂，由双酚A或双酚F和1摩尔至10摩尔的环氧乙烷或环氧丙烷为主链和4摩尔至10摩尔的多异氰酸酯反应生成第一步加成物，由上述第一步加成物和3摩尔至12摩尔的端羟基的丙烯酸酯反应进行第二步加成，生成丙烯酸聚氨酯，由自消光树脂为主基配制的紫外光固化漆膜坚韧的亚光面漆丙烯酸聚氨酯相混合作为主要成膜材料，在面漆中的重量百分比为35～55%，活性稀释剂为多官能团的丙烯酸酯，本发明不仅具有附着力强坚韧，耐高低温冲击，而且具有自消光、亚光均匀等特性。
Description
所属技术领域
本发明涉及具有自消光能紫外光固化的树脂合成工艺和由其为主基配制的漆膜坚韧的亚光型面漆。
背景技术
紫外光固化涂料作为目前固化速度最快的环保型涂料，广泛应用于竹木、金属、塑料、纸张的涂装，其主基为丙烯酸环氧脂，涂膜坚硬有高光泽。在许多场合要求涂膜有柔韧性和低光泽、半亚光(50～60％)、全亚(20％左右)。一般的方法是添加大量的长碳链的丙烯酸脂，改善丙烯酸环氧脂的硬脆性：添加大量的消光粉，达到低光泽的要求。从而出现了一系列的弊病，如涂膜硬度下降，体系粘度过大，涂装施工困难，光泽不均匀等问题。
发明内容
本发明的目的是从涂料主基聚合物上着手去解决光固化后漆膜硬脆和高光泽的问题。
本发明的技术方案：本发明内容以双酚A或双酚F和环氧乙烷或环氧丙烷加成物和多异氰酸酯在有机物锡催化剂的存在下进行第一步加成反应生成端异氰酸酯聚合物。端异氰酸酯聚合物和丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯进行第二步加成反应生产自消光结晶性丙烯酸聚氨酯。
1.由双酚A或双酚F和1摩尔至10摩尔的环氧乙烷或环氧丙烷加成物为主链和4摩尔至10摩尔的多异氰酸酯反应生成第一步加成物。
2、由上述第一步加成物和3摩尔至12摩尔的端羟基的丙烯酸酯反应进行第二步加成，生成具有自消光丙烯酸聚氨酯。端羟基的丙烯酸酯可以是丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸羟丙酯。由此生成的树脂在30℃以上为液体，20℃以下为结晶体。这类树脂在丙烯酸酯中有很好的溶解性。
3、由其配制的紫外光固化漆膜坚韧的亚光面漆由上述一种丙烯酸聚氨酯，最好是几种丙烯酸聚氨酯相混合作为主要成膜材料，在面漆中的重量百分比为35～55％。
活性稀释剂为多官能团的丙烯酸酯，例如：二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMTPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)在面漆中的重量百分比为15～40％。最好是数种活性稀释剂混合使用。
光引发剂采用本技术领域的公知产品，羟基酮类如汽巴公司出品的Irgacure1173或者安息香醚如安息香乙醚或安息香丁醚，其用量为1-5重量百分比。
光敏催化剂为端氨基的丙烯酸酯，例如：丙烯酸二乙基氨基乙酯，丙烯酸酯和三乙烯二胺加成物，如P115在面漆中的重量百分比为0.5～3％。为了使漆膜具有光滑性和良好的手感，在面漆中有必要添加少量的消光粉，适宜的消光粉为表面用蜡处理的二氧化硅，用量为2-5％重量百分比。
其它助剂包括流平剂、消泡剂、润湿剂。
本发明的有益效果：用几种结构的自消光结晶性丙烯酸聚氨酯、二官能度稀释单体、三官能度交联单体、光引发剂、光敏催化剂、滑石粉、消光粉制成低粘度的光固化涂料。本发明配方工艺合理制作工作简便，制成的涂料光固化速度快、涂膜平整光滑、附着力强、以二种直链状的双酚A或双酚F的、亚烷基氧化物为主链，制成数种结晶型丙烯酸聚氨酯树脂，通过一定的涂料组成配制和光固化工艺所得到涂膜不仅具有附着力强坚韧，耐高低温冲击，而且具有自消光、亚光均匀等特性。
具体实施方式
本发明的实施例，包括以下的工艺：
工艺1：在3升的反应器上装有电动搅拌、温度计、冷凝器、滴加高位槽。先投入醋酸乙酯127克，1摩尔双酚A和4摩尔环氧乙烷的加成物404克、二丁基二月桂酸锡0.05克，在50～55℃搅拌30分钟使之完全溶解，随后470.5克甲苯二异氰酸酯在50-55℃滴加到反应体系中，滴加完毕后在50-55℃下保温3小时。在同样温度下再滴加丙烯酸羟丙酯390克；再在55-60℃下保温7小时以上，直到NCO％小于0.5为结束，得到在30℃以上为无色透明的粘稠状液体。20℃以下为结晶体的聚合物。
工艺2：在和工艺1相同的反应器中用同样的工艺以下述的原料配方可以制得在20℃以上为无色透明的粘稠状液体，在12℃以下为结晶体的聚合物。
配方：1摩尔双酚F和8摩尔环氧丙烷的加成物692克，醋酸乙酯200克，其他原料名称和数量同工艺1。
实例面漆配制工艺：工艺1所制得树脂50重量份，工艺2所制得的树脂100重量份，二丙二醇二丙烯酯100重量份，三羟甲基三丙烯酸酯80重量份，加热到40-50℃，以每分钟60-80转速度搅拌30分钟使之成为溶液，随后加入英国格雷斯公司出品的9750消光粉14重量份，以每分钟2500-3000转的高速粉碎20分钟，停止搅拌加入汽巴公司出品的Irgacure117310重量份，再以每分钟60-80转速度搅拌20分钟，得到40℃下涂-4杯粘度为90秒的流动性良好的乳白色涂料。
比较例：环氧丙烯酸酯100重量份，三丙二醇二丙烯酯200重量份，三羟甲基丙烷三丙烯酸80重量份，加热到35-40℃以每分钟60-80转速度搅拌30分钟使之成为溶液，再加入英国格雷斯公司出品的9750消光粉45重量份，随后以每分钟2500-3000转速度高速粉碎30分钟，停止搅拌后加入Irgacnre1173 11.4重量份UCB公司出品的P115 5重量份，再以每分钟60-80转速度搅拌30分钟，得到40℃下涂-4杯粘度为180秒的有假稠性的涂料。
涂料的固化及涂膜的制造：W125型光固化器内装1500W高压汞灯二支其和链式传送器距离为25公分，在枫木板上预先用申真牌201型光固化底漆涂布二道，每道涂布量：20克/平方米，在上述光固化器中每道底漆曝光18秒，层间用240目水砂皮打磨。随后分别涂布实例和比较例的消光面漆。再在上述光固化器中曝光18秒。两种涂膜性能的测定结果如下表：
实例 比较例
光固化性 已实干 已实干
涂膜外观 平整光滑 有少量气泡，不平整
消光粉排列均匀 消光粉排列不均匀
光+泽度60* 19、18、16％ 35、31、25％
平均值 17.6％ 30.3％
铅笔硬度(擦伤) 4H 2H
高低温循环周期 通过6周期涂膜不开裂3周期后涂膜开裂
附着力(划格法2mm胶带) 通过 有1/4胶落
耐磨性(250g/500r)g 0.005 0.012
高低温循环条件：60℃、0.5小时——25℃、15分钟——
-40℃、0.5小时——25℃15分钟为一个周期目测涂膜变化。
Claims (3)
1、一种自消光树脂，由双酚A或双酚F和1摩尔至10摩尔的环氧乙烷或环氧丙烷加成物为主链和4摩尔至10摩尔的多异氰酸酯反应生成第一步加成物，由上述第一步加成物和3摩尔至12摩尔的端羟基的丙烯酸酯反应进行第二步加成，生成自消光丙烯酸聚氨酯，合成工艺如下：
工艺1：在3升的反应器上装有电动搅拌、温度计、冷凝器、滴加高位槽，先投入醋酸乙酯，1摩尔双酚A和4摩尔环氧乙烷的加成物、二丁基二月桂酸锡，在50～55℃搅拌30分钟使之完全溶解，随后甲苯二异氰酸酯在50-55℃滴加到反应体系中，滴加完毕后在50-55℃下保温3小时，在同样温度下再滴加丙烯酸羟丙酯；再在55-60℃下保温7小时以上，直到NCO％小于0.5为结束，得到在30℃以上为无色透明的粘稠状液体，20℃以下为结晶体的聚合物；
工艺2：在和工艺1相同的反应器中用同样的工艺以下述的原料配方可以制得在20℃以上为无色透明的粘稠状液体，在12℃以下为结晶体的聚合物；配方：1摩尔双酚F和8摩尔环氧丙烷的加成物，醋酸乙酯，其他原料名称和数量同工艺1。
2、由自消光树脂为主基配制的紫外光固化漆膜坚韧的亚光面漆，包括权利要求1中的自消光丙烯酸聚氨酯作为主基，在面漆中的重量百分比为35～55％，活性稀释剂为多官能团的丙烯酸酯，在面漆中的重量百分比为15～40％，光引发剂用量为重量百分比1-5％，光敏催化剂为端氨基的丙烯酸酯，在面漆中的重量百分比为0.5～3％，在面漆中添加的消光粉，用量重量百分比为2-5％，其它助剂包括流平剂、消泡剂、润湿剂。
3.根据权利要求2所述的由自消光树脂为主基配制的紫外光固化漆膜坚韧的亚光面漆，其特征是：所述的自消光丙烯酸聚氨酯为几种丙烯酸聚氨酯相混合作为主要成膜材料。
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