CN101613942A - 一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料及其制备方法。该涂料组成和质量百分含量为：丙烯酸酯类低聚物35~50％、丙烯酸酯类活性单体45~60％、光引发剂和助引发剂3.5~8.0％、流平剂0.5~1.5％、消泡剂0.5~1.0％、润湿分散剂0.5~1.5％、阻聚剂0.5~1.0％、纳米材料1.0~1.5％、染料液8.0~12.0％。由于本发明的合成革用纳米改性紫外光固化涂料中采用了更合理的组分，且并没有使用有机溶剂，因此在生产过程中不存在有机溶剂挥发的问题，同时还将贮存稳定性提高至18个月以上。

Description

一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料
技术领域
本发明属于化工领域中的紫外光固化涂料，特别是涉及一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料。
背景技术
将光固化技术应用于合成革(皮革)表面处理具有突出的优势：一是涂膜固化速度快，液态UV涂料可在几秒内完成交联反应，同PU涂料热固化工艺比较，大大提高了生产效率。二是产品质量好，提高了镜面式高档合成革市场竞争力。三是节约能源，降低生产综合成本，电能降低50％，生产线长度缩短2～4倍，占地面积少，投资省。但是由于生产过程中使用了挥发性的有机溶剂，因此存在溶剂回收、安全及环保等问题。为解决上述问题，于2005年9月21日公开的，公开号为CN1670097A，名称为《一种无溶剂、低粘度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯皮革涂饰剂的制备方法》的发明专利中公开了一种无溶剂、低粘度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯皮革涂饰剂及其制备方法。该方法利用丙烯酸酯双键的可紫外光固化性和聚氨酯柔软可调性优势，通过多异氰酸酯中的异氰酸根与丙烯酸酯以及多元醇中的羟基进行反应，得到无溶剂、低粘度的紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯皮革涂饰剂。该涂饰剂较好地解决了以往的紫外光固化皮革涂饰剂在生产过程中使用了挥发性的有机溶剂，因此存在溶剂回收、安全及环保等问题。同时，也在一定程度上解决了无溶剂紫外光固化皮革涂饰剂的贮存稳定性问题(凝胶现象)，最多可存贮一年，但仍然不能满足生产高速发展对其长途运输和储存的要求。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种既环保贮存又更稳定的合成革用纳米改性紫外光固化涂料。
为达到上述目的，本发明为公开了一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料，该合成革用纳米改性紫外光固化涂料的组成和质量百分含量为：
丙烯酸酯类低聚物      35~50％
丙烯酸酯类活性单体    45~60％
光引发剂和助引发剂    3.5~8.0％
流平剂                0.5~1.5％
消泡剂                0.5~1.0％
润湿分散剂    0.5~1.5％
阻聚剂        0.5~1.0％
纳米材料      1.0~1.5％
染料液        8.0~12.0％
所述的丙烯酸酯类低聚物为聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚酯丙烯酸脂(PEA)、脂肪族双官能聚氨酯丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯(DPUA)、聚醚丙烯酸酯中的一种或它们的组合物。
所述的丙烯酸酯类活性单体为单官能团单体丙烯酸月桂酯(LA)、丙烯酸异辛酯(EHA)，双官能团单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA，508)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，多官能团单体三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA，454)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)中的一种或它们的组合物。
所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(HMPP，1173)、异丙基硫杂蒽酮(1TX)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、1-羟基-1-环己基苯甲酮(HCPK，184)、2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(BDMB，369)、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮(HHMP，2959)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(BAPO，819)、二甲基苯偶酰缩酮(DMPA，651)、2-甲基-1-(4甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(HMMM，907)和助引发剂胺改性聚醚丙烯酸酯(551)、丙烯酰氧基叔胺、二甲氨基苯甲酸酯(DMB)以及作为助引发剂用的活性稀释剂叔胺丙烯酸酯(384，385)中的一种或它们的组合物。
所述的流平剂为BYK333、BYK371、BYK373、BYK361中的一种或它们的组合物。
所述的消泡剂为BYK055、BYK052、BYK088、BYK020中的一种或它们的组合物。
所述的润湿分散剂为BYK168、BYKUV3500、BYKUV3530、BYKUV3570中的一种或它们的组合物。
所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚，2，6-二叔丁基对甲苯酚，ST-1、ST-2中的一种或它们的组合物。
所述的纳米材料为纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或它们的组合物。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：由于本发明的合成革用纳米改性紫外光固化涂料中采用了更合理的组分，且并没有使用有机溶剂，因此在生产过程中不存在有机溶剂挥发的问题，同时还将贮存稳定性提高至18个月以上。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1制备黑色合成革纳米改性紫外光固化涂料
低聚物聚氨酯丙烯酸酯(PUA)30克、超支化丙烯酸酯(DPUA)160克、聚酯丙烯酸脂(PEA)170克；活性单体单官能团单体丙烯酸异辛酯(EHA)60克，双官能团单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯(508)180克、1，6-己二醇二丙烯酸酯50克，多官能团单体三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(454)160克；光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)15克、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)20克、1-羟基-1-环己基苯甲酮(184)25克和助引发叔胺丙烯酸酯(384)5克、胺改性聚醚丙烯酸酯(551)5克；流平剂(BYK333)10克，消泡剂(BYK052)5克，润湿分散剂(BYK168)10克，阻聚剂对羟基苯甲醚5克；纳米材料纳米二氧化硅5克、纳米三氧化二铝5克；黑色染料液80克。将上述组份高速搅拌，均匀混合，研磨过滤制得紫外光固化涂料。使用时通过革用光固化涂布机辊涂工艺(运行速度≥6m/min)和光固化技术(光固化时间≤3s)使涂膜固化，涂膜性能见(表2)。
实施例2制备黄色合成革纳米改性紫外光固化涂料
低聚物聚氨酯丙烯酸酯(PUA)140克、超支化丙烯酸酯(DPUA)150克、聚醚丙烯酸酯(PEA)60克；活性单体单官能团单体丙烯酸月桂酯(LA)80克，双官能团单体1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)65克，多官能团单体三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(454)120克、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)210克；光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)20克、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(819)15克、2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(369)15克、二甲基苯偶酰缩酮(651)10克和助引发剂叔胺丙烯酸酯(385)2克、丙烯酰氧基叔胺3克；流平剂(BYK020)4克，消泡剂(BYK088)3克，润湿分散剂(BYKUV3500)4克，阻聚剂对苯二酚4克；纳米材料纳米三氧化二铝2克、纳米二氧化钛3克；黄色染料液90克。制备方法、应用条件同实施例1，涂膜性能见(表2)。
实施例3制备棕色合成革纳米改性紫外光固化涂料
低聚物聚氨酯丙烯酸酯(PUA)50克、脂肪族双官能聚氨酯丙烯酸酯165克、聚酯丙烯酸脂(PEA)150克；活性单体单官能团单体丙烯酸月桂酯(LA)60克，双官能团单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯(508)200克，多官能团单体三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(454)200克；光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)20克、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(819)10克、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)15克、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)10克和助引发剂胺改性聚醚丙烯酸酯(551)5克、丙烯酰氧基叔胺5克；流平剂(BYK373)5克，消泡剂(BYK055)5克，润湿分散剂(BYKUV3530)5克，阻聚剂(ST-2)5克；纳米材料纳米二氧化硅3克、纳米氧化锌2克；棕色染料液85克。制备方法、应用条件同实施例1，涂膜性能见(表2)。
本发明紫外光固化涂料原料组成及组份配比见(表1)。
表1一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料原料及组份配比
Figure A20091030499900071
表2涂膜性能测试结果
  项目   单位   检测依据   实施例1   实施例2   实施例3
  外观   目视观察   均匀平整   均匀平整   均匀平整
  光泽度   ％   GB/T9754-1988   81   84   82
  柔韧性   mm   GB 1731-1993   0.5   0.5   0.5
  耐水度   GB/T4744-1997   表面无水珠   表面无水珠   表面无水珠
  附着力   级   GB/T9286-1988   1   1   1
  表面颜色牢度(干/湿)   级   GB/T251-1995   5.0/4.0   5.0/4.0   5.0/4.0
  常温耐折牢度(23℃)   20万次   QB/T2714-2005   无裂纹   无裂纹   无裂纹
  低温耐折牢度(-10℃)   25万次   QB/T2714-2005   无裂纹   无裂纹   无裂纹

Claims (9)

1.一种合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征在于：合成革用纳米改性紫外光固化涂料的组成和质量百分含量为：
丙烯酸酯类低聚物      35~50％
丙烯酸酯类活性单体    45~60％
光引发剂和助引发剂    3.5~8.0％
流平剂                0.5~1.5％
消泡剂                0.5~1.0％
润湿分散剂            0.5~1.5％
阻聚剂                0.5~1.0％
纳米材料              1.0~1.5％
染料液                8.0~12.0％
2.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的丙烯酸酯类活性单体为单官能团单体丙烯酸月桂酯(LA)、丙烯酸异辛酯(EHA)，双官能团单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA，508)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，多官能团单体三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA，454)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)中的一种或它们的组合物。
3.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的丙烯酸酯类低聚物为聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚酯丙烯酸脂(PEA)、脂肪族双官能聚氨酯丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯(DPUA)、聚醚丙烯酸酯中的一种或它们的组合物。
4.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(HMPP，1173)、异丙基硫杂蒽酮(1TX)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、1-羟基-1-环己基苯甲酮(HCPK，184)、2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(BDMB，369)、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮(HHMP，2959)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(BAPO，819)、二甲基苯偶酰缩酮(DMPA，651)、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(HMMM，907)和助引发剂胺改性聚醚丙烯酸酯(551)、丙烯酰氧基叔胺、二甲氨基苯甲酸酯(DMB)以及作为助引发剂用的活性稀释剂叔胺丙烯酸酯(384，385)中的一种或它们的组合物。
5.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特证是：所述的流平剂为BYK333、BYK371、BYK373、BYK361中的一种或它们的组合物。
6.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的消泡剂为BYK055、BYK052、BYK088、BYK020中的一种或它们的组合物。
7.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的润湿分散剂为BYK168、BYKUV3500、BYKUV3530、BYKUV3570中的一种或它们的组合物。
8.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚，2，6-二叔丁基对甲苯酚，ST-1、ST-2中的一种或它们的组合物。
9.根据权利要求1所述的合成革用纳米改性紫外光固化涂料，其特征是：所述的纳米材料为纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或它们的组合物。
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