CN102190938B - 高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系 - Google Patents
高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于紫外光固化新材料领域。尤其涉及主要应用于实木地板、多层实木地板、竹木地板、强化复合地板、家具等实木板材保护和装饰涂装体系。本发明提供一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系，简称：3N UV涂装体系涂料。高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系，由UV底漆、UV耐磨面漆、UV耐污面漆组成。依照UV底漆成膜的硬度和柔韧性进行软硬或硬软交替涂装，然后涂装UV耐磨面漆、UV耐污面漆在光引发剂作用下，经紫外光固化各自成膜，从而形成软硬交替、柔韧性不同、层间附着力强的多层涂膜结构，实现高耐磨、高耐刮、高耐污的特性。
Description
技术领域
本发明属于紫外光固化新材料领域。尤其涉及主要应用于实木地板、多层实木地板、竹木地板、强化复合地板、家具等实木板材保护和装饰涂装体系。
技术背景
紫外光辐射固化技术是一种全新的绿色技术，利用该技术生产的紫外光固化涂料，简称UV涂料。目前，我国地板、家具行业越来越多地采用UV固化工艺进行板材的保护装饰涂装。随着人民生活水平的日益提高，消费者对于地板、家具涂装要求越来越高，特别强调涂装涂膜的高耐刮、高耐污、高耐磨性能。
不少UV涂料企业开发出了相关产品，综合目前应用情况，这些涂装体系主要存在以下不足：
1.产品实际应用结果达不到资料宣称的效果。
2.往往只侧重一个性能或两个性能的实现，未见报道三个性能同时兼顾的同类产品。
3.生产综合成本高。
4.涂装工序多，依据相关产品资料可知，有的为了实现耐磨、耐刮功能需经17道油漆涂布工序，有的甚至多达20多道工序。
发明内容：
为克服上述产品应用和性能缺陷，本发明提供一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系，简称：3N UV涂装体系涂料。其中，UV底漆依据配方，根据膜层硬度、柔韧性、耐磨性、耐刮性的功能需求不同而制备成不同的底漆。
本发明涂装体系在涂装过程中，对UV底漆、UV耐磨面漆、UV耐污面漆分 别多道涂装。首先，在UV底漆的涂装中，按涂层功能不同进行交替多道涂装，然后再进行UV耐磨面漆、UV耐污面漆的涂装。每次涂装后都要进行固化，然后再进入下道涂装工序，而在进行UV耐磨面漆淋涂之前的辊涂工序后不需进行固化。
本发明的特征在于：
UV底漆的配方质量百分比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-20％
高官能脂肪族聚氨酯：15-35％
二官能脂肪族聚氨酯：5-20％
二季戊四醇五/六丙烯酸酯：10-20％
季戊四醇三丙烯酸酯：5-15％
三丙二醇二丙烯酸酯：0-25％
二丙二醇二丙烯酸酯：0-25％
超细微耐磨粉体：5-15％
光引发剂：2-8％
助剂：1-5％
以上各组份之和为100％。
助剂主要包括流平剂、消泡剂、基材润滑剂、消光剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂应用量，故在此不作详。
UV底漆主要采用改性环氧丙烯酸酯、高官能脂肪族聚氨酯、二官能脂肪族聚氨酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯等作为成膜基料。其中，改性环氧丙烯酸酯为江门科田6234，高官能脂肪族聚氨酯的官能数≥3，二季戊四醇五/六丙烯酸酯为二季戊 四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物。
该成膜基料体系主要通过调节基料体系中改性环氧丙烯酸酯、高官能脂肪族聚氨酯、二官能脂肪族聚氨酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯等的含量来调节膜层的硬度、柔韧性、耐刮性和耐磨性，并形成底漆涂装工艺中不同工序所需不同硬度和柔韧性的UV底漆。在涂装过程中，依照UV底漆成膜的硬度和柔韧性进行软硬或硬软交替涂装。然后在光引发剂作用下，经紫外光固化各自成膜，从而形成软硬交替、柔韧性不同、层间附着力强的多层涂膜结构，实现高耐磨、高耐刮的特性。同时，采用超细微耐磨粉体作为填料，实现高耐磨的性能的进一步提高。超细微耐粉体的成份主要为：高纯度氧化铝。
UV耐磨面漆的配方质量百分比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-40％
环氧丙烯酸酯：0-40％
高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：10-30％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10-25％
甲基丙烯酸甲酯：5-20％
二丙二醇丙烯酸酯：0-45％
三丙二醇丙烯酸酯：0-45％
超细微耐磨粉体：5-15％
助剂：1-5％
光引发剂：2-8％
以上各组份之和为100％。
助剂主要包括流平剂、消泡剂、基材润滑剂、消光剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂应用量，故在此不作详细说明。
UV耐磨面漆主要选用改性环氧丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、二丙二醇丙烯酸酯、三丙二醇丙烯酸酯等作为成膜基料。其中，改性环氧丙烯酸酯为江门科田6234，高官能脂肪族聚氨酯的官能数≥3。
该成膜基料体系主要通过调节基料体系中改性环氧丙烯酸酯、高官能脂肪族聚氨酯等的含量来调节膜层的硬度、柔韧性、耐刮性和耐磨性。涂装过程中，先对使用UV耐磨淋涂面漆进行辊涂(不固化)，然后再淋涂。在光引发剂作用下，经紫外光固化作用下成膜，实现高耐磨、耐刮的特性，并具有高附着力的性能。同时，采用超细微耐磨粉体作为填料，实现高耐磨的性能的进一步提高。超细微耐磨粉体的成份主要为：高纯度氧化铝。
UV耐污面漆的配方质量比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-25％
环氧丙烯酸酯：0-30％
高官能团耐污芳香族聚氨酯：15-30％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10-35％
二季戊四醇五丙烯酸酯：5-25％
三丙二醇二丙烯酸酯：15-45％
氟改性合成蜡：3-15％
改性有机硅树脂：0-15％
光引发剂：2-15％
助剂：1-5％
以上各组份之和为100％。
助剂主要包括流平剂、消泡剂、基材润滑剂、消光剂、分散剂、稳定剂、 表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂应用量，故在此不作详细说明。
UV耐污面漆主要选用环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、高官能团耐污芳香族聚氨酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、氟改性合成蜡、改性有机硅树脂等作为主要成膜基料。其中，改性环氧丙烯酸酯为江门科田6234，高官能脂肪族聚氨酯的官能数≥3。
该体系通过高官能团树脂和高官能团单体来实现滚涂后漆膜的致密性，氟改性合成蜡和有机硅树脂和助剂主要起改进漆膜表面性质的作用，可以提高漆膜表面致密性和降低漆膜表面张力，增强漆膜表面滑度，实现膜的高耐污性能。
一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的涂装工艺，特征在于：辊涂了水性底漆的基料(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV底漆(固化)→辊涂UV耐磨面漆(不固化)→淋涂UV耐磨面漆(半固化)→辊涂UV面漆(固化)→成品，等11道涂装工序。
一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的制备方法，UV底漆的制备方法特征在于：按UV耐磨底漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV底漆涂料。
一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的制备方法，UV耐磨面漆的制备方法特征在于：按UV耐磨面漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV耐磨面漆涂料。
一种高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的制备方法，UV耐污面漆的制备方法特征在于：按UV耐污面漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV耐污面漆 涂料。
具体实施方式：
1.UV底漆的制备
按UV耐磨底漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV底漆涂料。
2.UV耐磨面漆的制备
按UV耐磨面漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV耐磨淋涂面漆涂料。
3.UV耐污面漆的制备
按UV耐污面漆所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时就得本发明中所述的UV耐污面漆涂料。结合实施例进一步说明：
实施例一
UV底漆：
A：高官能脂肪族聚氨酯：34％
二官能脂肪族聚氨酯：10％
二季戊四醇五\六丙烯酸酯：14％
季戊四醇三丙烯酸酯：10％
三丙二醇二丙烯酸酯：22％
超细微耐磨粉体：5％
光引发剂：3％
助剂：2％
B：高官能芳香族聚氨酯：30％
二官能芳香族聚氨酯：19％
二季戊四醇五\六丙烯酸酯：10％
季戊四醇三丙烯酸酯：10％
二丙二醇二丙烯酸酯：20％
超细微耐磨粉体：6％
光引发剂：3％
助剂：2％
UV耐磨面漆：
改性环氧丙烯酸酯：30％
高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：15％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10％
甲基丙烯酸甲酯：9％
二丙二醇丙烯酸酯：20％
超细微耐磨粉体：10％
助剂：2％
光引发剂：4％
UV耐污面漆：
改性环氧丙烯酸酯：15％
高官能芳香族聚氨酯：20％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：15％
二季戊四醇五丙烯酸酯：10％
三丙二醇二丙烯酸酯：20％
氟改性合成蜡：6％
改性有机硅树脂：6％
光引发剂：5％
助剂：3％
实施例二：
UV底漆：
A：高官能脂肪族聚氨酯：30％
二官能脂肪族聚氨酯：10％
二季戊四醇五丙烯酸酯：16％
季戊四醇三丙烯酸酯：10％
三丙二醇二丙烯酸酯：24％
超细微耐磨粉体：5％
光引发剂：3％
助剂：2％
B：改性环氧丙烯酸酯：20％
高官能芳香族聚氨酯：24％
二官能芳香族聚氨酯：13％
二季戊四醇五丙烯酸酯：15％
二丙二醇二丙烯酸酯：15％
超细微耐磨粉体：7％
光引发剂：4％
助剂：2％
UV耐磨面漆：
环氧丙烯酸酯：24％
高官能芳香族聚氨酯丙烯酸酯：20％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10％
甲基丙烯酸酯：5％
三丙二醇二丙烯酸酯：25％
超细微耐磨粉体：8％
助剂：3％
光引发剂：5％
UV耐污面漆：
环氧丙烯酸酯：11％
高官能团耐污芳香族聚氨酯：15％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：15％
二季戊四醇五丙烯酸酯：15％
三丙二醇二丙烯酸酯：20％
氟改性合成蜡：10％
改性有机硅树脂：7％
光引发剂：4％
助剂：3％
实施例三：
UV底漆：
A：高官能芳香族聚氨酯：34％
二官能芳香族聚氨酯：15％
二季戊四醇五丙烯酸酯：10％
季戊四醇三丙烯酸酯：10％
二丙二醇二丙烯酸酯：20％
超细微耐磨粉体：6％
光引发剂：3％
助剂：2％
B：改性环氧丙烯酸酯：22％
高官能芳香族聚氨酯：22％
二官能芳香族聚氨酯：13％
二季戊四醇五丙烯酸酯：15％
二丙二醇二丙烯酸酯：15％
超细微耐磨粉体：7％
光引发剂：4％
助剂：2％
UV耐磨面漆：
改性环氧丙烯酸酯：26％
高官能芳香族聚氨酯丙烯酸酯：20％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10％
甲基丙烯酸酯：5％
三丙二醇二丙烯酸酯：15％
二丙二醇丙烯酸酯：10％
超细微耐磨粉体：7％
助剂：3％
光引发剂：4％
UV耐污面漆：
环氧丙烯酸酯：18％
高官能团耐污脂肪族聚氨酯：15％
有机硅改性丙烯酸酯：5％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：15％
二季戊四醇五丙烯酸酯：9％
三丙二醇二丙烯酸酯：16％
氟改性合成蜡：6％
改性有机硅树脂：8％
光引发剂：6％
助剂：2％
对以上实施例所涉及到的涂装工艺为(【】范围内)：
辊涂了水性底漆的基料板材→【辊涂UV底漆A(固化)→辊涂UV底漆B(固化)→辊涂UV底漆A(固化)→辊涂UV底漆B(固化)→辊涂UV底漆A(固化)→辊涂UV底漆B(固化)→辊涂UV底漆A(固化)→辊涂UV耐磨面漆(不固化)→淋涂UV耐磨面漆(半固化)→辊涂UV面漆】→成品
所得UV涂料按照本发明涂装体系涂装要求对涂装物进行涂装。涂膜完全固化后72小时的涂膜性能如下：
Claims (7)
1.高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系，由UV底漆、UV耐磨面漆、UV耐污面漆组成，其特征在于，UV底漆的配方质量百分比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-20％
高官能脂肪族聚氨酯：15-35％
二官能脂肪族聚氨酯：5-20％
二季戊四醇五/六丙烯酸酯：10-20％
季戊四醇三丙烯酸酯：5-15％
三丙二醇二丙烯酸酯：0-25％
二丙二醇二丙烯酸酯：0-25％
超细微耐磨粉体：5-15％
光引发剂：2-8％
助剂：1-5％
以上各组份之和为100％。
2.根据权利要求1所述的高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系其特征在于，UV耐磨面漆的配方质量百分比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-40％
环氧丙烯酸酯：0-40％
高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：10-30％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10-25％
甲基丙烯酸甲酯：5-20％
二丙二醇丙烯酸酯：0-45％
三丙二醇丙烯酸酯：0-45％
超细微耐磨粉体：5-15％
助剂：1-5％
光引发剂：2-8％
以上各组份之和为100％。
3.根据权利要求1所述的高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系其特征在于，UV耐污面漆的配方质量比如下：
改性环氧丙烯酸酯：0-25％
环氧丙烯酸酯：0-30％
高官能团耐污芳香族聚氨酯：15-30％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10-35％
二季戊四醇五丙烯酸酯：5-25％
三丙二醇二丙烯酸酯：15-45％
氟改性合成蜡：3-15％
改性有机硅树脂：0-15％
光引发剂：2-15％
助剂：1-5％
以上各组份之和为100％。
4.根据权利要求1所述的高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的制备方法，UV底漆的制备方法特征在于：按权利要求1所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时。
5.根据权利要求1所述的高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系涂料的制备方法，UV耐磨面漆的制备方法特征在于：将权利要求2所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时。
6.根据权利要求1所述的高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的制备方法，UV耐污面漆的制备方法特征在于：将权利要求3所述的配方和质量配比依次投入到反应釜中，加热至60℃～80℃，高速搅拌分散3小时。
7.高耐磨耐刮耐污实木板材紫外光固化涂装体系的涂装工艺，特征在于：在辊涂了水性底漆基料上辊涂UV底漆，固化后第二次辊涂UV底漆，固化后第三次辊涂UV底漆，固化后第四次辊涂UV底漆，固化后第五次辊涂UV底漆，固化后第六次辊涂UV底漆，固化后第七次辊涂UV底漆，固化后辊涂UV耐磨面漆，不固化淋涂UV耐磨面漆，半固化辊涂UV面漆，完成涂装。
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