CN102925037A

CN102925037A - 一种净味全哑紫外光固化涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102925037A
Application number: CN2012104607033A
Authority: CN
Inventors: 张君; 彭钧浪; 罗先平; 孙倩
Original assignee: CHENGDU ZHANCHEN CHEMICAL Co Ltd; QINGDAO FUCHEN CHEMICAL CO Ltd; Shanghai Fuchen Chemical Co Ltd; Beijing Zhanchen Chemical Co Ltd; Zhanchen Paint Group Co Ltd
Current assignee: Puyang zhanchen New Material Co., Ltd
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-15
Also published as: CN102925037B

Abstract

本发明提供一种净味全哑紫外光固化涂料，由以下重量比例的成分组成：紫外光固化树脂20-35%，反应型丙烯酸酯单体40-57%，有机哑粉8.0-14%，蜡粉0.8-4.0%，光引发剂3.0-10%，消泡剂0.2-0.5%，流平剂0.2-1.0%，润湿分散剂0.5-2.0%。本发明的方法选用固含量90-98%的紫外光固化改性聚酯丙烯酸酯树脂，获得了适中的漆膜硬度；三种反应型单体合用，涂料中的单体总的含量百分比降低，增加了涂膜的附着力、硬度、手感、光泽度和丰满度，解决了施工前后气味、光泽等各方面问题。本发明选用的树脂为低官能团树脂，反应型单体为含N单体，对各种基材都有附着力，超低气味且全哑光。

Description

一种净味全哑紫外光固化涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料组合物领域，具体涉及一种含有有机大分子的涂料组合物及其制备的方法。

背景技术

紫外光固化涂料因具有重涂时间短、生产效率高、环保等优点，发展十分迅速。但硝基涂料、不饱和树脂涂料、聚氨酯涂料由于其环保性、效率性、生产成本来说都差于UV光固化涂料。特别是在环保方面，也差于UV光固化涂料。对现有的UV光固化涂料技术中通常使用的配方进行分析和实验检测，结合市场的实验数据，可总结出规律性的认识，即一个由多种丙烯酸化合物组成的配方、光固化过程中产生出苯的机制，有的化合物在受光照前就含有苯，光照后并不增加；说明苯在制造过程中残留或污染的，如果以苯化合物为原料，最终都很难彻底去除干净。有的化合物光照前不含苯，但光照后苯含量增加，说明这个化合物受光不稳定，会分解出自由苯分子。大部分的UV光固化涂料的结构中都含有一个或两个单取代苯环，并都和羰基（或磷酰基）相连，有较大的可裂解性，从而释放出自由苯分子，产生了刺激性的气味，对环境、人生健康造成很大的影响。目前国内“净味”涂料概念有多种混淆的近似概念，例如很多涂料厂家都推出低味涂料（紫外光固化涂料），但制备或使用过程中有少量刺激性的气味产生。

国内在净味涂料方面也有一些报道，如中国专利申请CN200910197319.7（公开号CN102040907A）一种固化后无残余刺激性气味的紫外光木器哑光清漆，由如下重量百分比的组分组成：改性丙烯酸酯35-50%，功能性单体35-45%，消泡剂0.1-0.3%，流平剂0.3-1%，消光剂0-11%，光引发剂5-7%，分散剂0-1.0%。该专利提出的涂料固化之后无残余刺激性气味，但涂装时没有能够达到“净味”的功能，而且，在固化之前制造过程中还是污染了环境。该专利配方就哑光技术背景里面所述实施例中，哑光光泽度检测结果为不到10°以下光泽度的紫外光固化涂料。

用于木制品生产企业在制备清漆，使用清漆的施工前与施工之后均无刺激性气味且可以净化空气，光泽达到10°以下光泽度的紫外光固化特效功能性涂料则一直是本领域技术空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种是提供一种净味全哑紫外光固化涂料。

本发明的另一个目的是提出上述涂料的制备方法。

本发明是第三个目的是提出上述的涂料的应用。

实现本发明上述目的的具体技术方案为:

一种净味全哑紫外光固化涂料，由以下重量比例的成分组成：

其中，所述反应型丙烯酸酯单体为己二醇二丙烯酸酯单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体和二丙二醇二丙烯酸酯单体按照重量比5-15：5-12：20-30组成的混合物。涂料中单体用量的增加，涂膜的固化时间变长，速度变慢，表面硬度增加，这是因为单体比例增加意味着体系双键密度的增大，就需要更长的时间来使所有双键反应完全，同时交联密度增加，漆膜硬度增加，脆性变大，附着力下降。

通常使用一种或两种单体合用，发明人经过大量的实验摸索，当将上述三种反应型单体合用后，意外地发现，涂料中的单体总的含量百分比降低，合用增加了涂膜的附着力、硬度、手感、光泽度、丰满度，解决了涂料施工前、后气味、光泽等各方面问题。

优选地，所述反应型丙烯酸酯单体为己二醇二丙烯酸酯单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体和二丙二醇二丙烯酸酯单体按照重量比12：8：29组成的混合物。

所述紫外光固化树脂为固含量90-98%紫外光固化环氧改性聚酯丙烯酸酯，该树脂为耐黄变的紫外光固化改性聚酯丙烯酸酯。在涂料中对紫外光固化树脂的固含量要求90-98%，固含量偏低，整体涂料的硬度就达不到要求，会使得涂装后的漆膜变软，腐蚀性的化学物质与漆膜接触后，会使得涂料产生刺激性气味，影响漆膜的质量；当其固含量高时，漆膜的硬度增加，就会耐腐蚀。因此发明人选用固含量90-98%的紫外光固化改性聚酯丙烯酸酯树脂。

其中，所述有机哑粉的细度为≤28μm。有机哑粉是通过市售购买得到的，因为接近100%UV涂料的快速反应特征以及高固含量带来的低漆膜收缩，所以UV光固化涂料的消光变化非常困难。本发明配方的哑粉体系中根据搭配对比来达到所需的效果。

其中，所述蜡粉的细度为≤30μm。

其中，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮中的一种。

所述消泡剂为烷基苯和丙二醇甲醚醋酸酯为溶剂的溶剂型消泡剂、聚二甲基硅氧烷或溶剂型硅酮消泡剂中的一种；所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯或聚醚硅氧烷共聚物；所述润湿分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物或琥珀酯嵌段共聚物。

一种制备本发明提出的涂料的方法，其包括以下步骤：

1）将紫外光固化树脂和反应型丙烯酸酯单体按比例混合，搅拌分散20-25分钟；

2）在搅拌分散下加入润湿分散剂、流平剂，搅拌分散10分钟；

3）将蜡粉、有机哑粉、光引发剂加入步骤2）所得混合物中，搅拌分散20-25分钟；

4）向步骤3）所得混合物中加入消泡剂搅拌分散5-10分钟。

其中，所述步骤3)搅拌分散后混合物细度≤30μm。

本发明提出的涂料在表面涂覆中的应用。表面涂覆的方法为喷涂、辊涂或淋涂。涂布量分别为：喷涂80~120g/m²；辊涂10~15g/m²；淋涂120~140g/m²。

使用本发明的涂料表面涂覆时，需注意以下事项：

1、施工前须使用砂纸对待涂覆的表面砂磨处理，涂覆后可得到细腻的表面。

2、本发明的涂料在涂覆施工后，还需在30-40℃温度烘烤流平（流平时间≧2分钟，让被涂物本身流平后，再用紫外光处理。

本发明的有益效果在于：

1）在涂料中的固含量偏低，整体涂料的硬度就达不到要求，会使得涂装后的漆膜变软，腐蚀性的化学物质与漆膜接触后，会使得涂料产生刺激性气味，影响漆膜的质量；当其固含量高时，漆膜的硬度增加，就会耐腐蚀。本发明选用固含量90-98%的紫外光固化改性聚酯丙烯酸酯树脂，获得了适中的漆膜硬度。

2）反应型单体的选用：反应型单体又称为架桥剂，因为反应型单体会使涂膜的一部份与空气中的刺激气味和毒性参与反应，使得刺激性气味减少，因此，对单体的选择对涂膜性能的影响就显得特别重要。本发明三种反应型单体合用，涂料中的单体总的含量百分比降低，增加了涂膜的附着力、硬度、手感、光泽度和丰满度，解决了涂料施工前、后气味、光泽等各方面问题。

3）现在很多的配方为了降低涂料制造成本，所使用的原料及活性稀释剂质量方面均比较差。紫外光树脂成份里面也含有部分的溶剂型体系。如同常规的溶剂型体系，施工人员在施工时反映现市场上应用的紫外光固化涂料本身的刺激性气味比较大，同时因选用单体体系是含有部分的溶剂型体系的，在施工的过程中，不但刺激性气味较大，而且在光泽稳定性方面都是很难做好，令施工人员无法接受该系列产品。

本发明提出的紫外光净味全哑产品体系中，选用的树脂为低官能团树脂，本身也是一支净味全哑树脂，反应型单体方面也是含N单体，对各种基材都有一定的附着力、超低气味且全哑、耐黄变性能方面都很好、收缩率低、固化速率快、耐溶剂、酸碱性都很好。

4）本发明的产品主要为用于套房家具、橱柜、门板的喷涂、辊涂、淋涂等涂装工艺的净味全哑UV光固化涂料。同时也具有优异抗刮性与流平效果、板面平整，除施工周期短之外还符合GB18582-2009和GB/T9756-2009，不含苯、甲醛及游离TDI等有毒有害物质，而且重金属含量远远低于欧洲标准，是一支环保性能优异且施工前、施工前、后苯含量mg/M²不大于0.003效果的功能性产品，是全哑光泽度检测出来结果不到10°光泽度的紫外光固化涂料。

具体实施方式

以下实施案例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中，紫外光固化改性聚酯丙烯酸酯树脂购自台湾长兴化学公司的6316（固含量96%）；

反应型丙烯酸酯单体为氰特表面技术（上海）有限公司所产，分别为己二醇二丙烯酸酯（HDDA），三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）；

有机哑粉细度为≤28μm，购自马来西亚格蕾斯公司的RAD-2105、MSKC-71；

蜡粉的细度为≤30μm，购自美国微分178-VF；

光引发剂1-羟基环己基苯基甲酮，购自北京英力科技发展有限公司；

消泡剂丙烯酸酯溶剂型溶液，购自BYK公司的BYK-055；

流平剂聚醚硅氧烷共聚物，购自迪高公司的TEGO-410；

润湿分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物，购自BYK公司的BYK-P-104。

实施例1：净味全哑UV光固化涂料

原材料重量百分比如表1。

表1：实施例1原料配比

组成	重量百分含量(%)
		6316紫外光固化树脂	31
DPGDA	29
		HDDA	12
TMPTA	9.2
		有机哑粉RAD-2105	12
蜡粉178-VF	1
		流平剂TEGO-410	0.3
光引发剂	4.0
		消泡剂BYK-055	0.5
润湿分散剂BYK-P-104	1.0
		合计	100

制备方法：

1）首先将6316、DPGDA、HDDA、TMPTA搅拌均匀后，用分散机（宜兴市精益机械GFJ-B-75Kw）分散22分钟；

2）然后在搅拌下加入润湿分散剂、流平剂中速分散10分钟，再把蜡粉、有机哑粉、光引发剂加入分散机中，搅拌均匀后分散20分钟，至混合物的细度≤30μm。

3）再加入消泡剂分散10分钟，即得产品。

产品检测结果如表2。

表2：实施例1产品检测结果

结果显示：本发明实施例1提供的涂料，60℃恒温30min后进行气味测试，评价其气味大小，评价值范围为0-5，数值越小表示气味越低。气味测试(60℃恒温30min时评价)，其气味等级为2.5级，光泽显示16°。本实施例制备的涂料分别用喷涂、辊涂、淋涂的方法，施工前用砂纸对待涂覆的表面砂磨处理，涂覆后在40℃温度烘烤，再用紫外光处理。然后进行测试，测试的结果相同。该产品在使用前、使用后不但无苯挥发，而且可以做到当天施工当天使用。

实施例2：净味全哑UV光固化涂料

原料重量百分比如表3。

表3：实施例2原料配比

组成	重量百分含量(％)
		6316紫外光固化树脂	33
DPGDA	27.5
		HDDA	10
TMPTA	9.2
		有机哑粉RAD-2105	13
蜡粉178-VF	1.5

流平剂TEGO-410	0.3
		光引发剂	4.0
消泡剂BYK-055	0.5
		润湿分散剂BYK-P-104	1.0
合计	100

制备方法：

1）首先将6316、DPGDA、HDDA、TMPTA搅拌均匀后分散25分钟；

2）然后在搅拌下加入润湿分散剂、流平剂中速分散10分钟，再把蜡粉、哑粉、光引发剂加入搅拌分散机中，搅拌均匀后分散22分钟，致细度≤30μm。

3）再加入消泡剂分散5分钟，即得产品。

产品的检测结果如表4。

表4：实施例2产品检测结果

结果显示：本发明提供的实施例60℃恒温30min进行气味测试，评价其气味大小，评价值范围为0-5，数值越小表示气味越低。气味测试(60℃恒温30min时评价)，其气味等级为2级，光泽显示11°。本实施例制备的涂料分别用喷涂、辊涂、淋涂进行测试，测试的结果相同。

实施例3：净味全哑UV光固化涂料

原材料重量百分比如表5。

表5：实施例3原料配比

组成	重量百分含量(%)
		6316紫外光固化树脂	29.2
DPGDA	29
		HDDA	12
TMPTA	8
		有机哑粉RAD-2105	14
蜡粉178-VF	2
		流平剂TEGO-410	0.3
光引发剂	4.0
		消泡剂BYK-055	0.5
润湿分散剂BYK-P-104	1.0
		合计	100

制备方法：

1）首先将6316、DPGDA、HDDA、TMPTA搅拌均匀后分散20分钟；

2）然后在搅拌下加入润湿分散剂、流平剂中速分散10分钟，再把蜡粉、哑粉、光引发剂加入搅拌分散机中，搅拌均匀后高速分散22分钟，致细度≤30μm。

3）再加入消泡剂分散7分钟，即得产品。

产品检测结果如表6。

表6：实施例3产品检测结果

结果显示：本发明提供的实施例60℃恒温30min进行气味测试，评价其气味大小，评价值范围为0-5，数值越小表示气味越低。气味测试(60℃恒温30min时评价)，其气味等级为1级，光泽显示6°。本实施例制备的涂料分别用喷涂、辊涂、淋涂的方法涂覆，然后进行测试，测试的结果相同。

从实施例1、2、3与CN200910197319.7（CN102040907A）涂料的进行中比较看出：本发明使用树脂与选自三种不同反应型单体、哑粉合用，结果显示丙烯酸酯及丙烯酸单体的光固化和电子束的各项固化性能强，聚合速率快，哑粉分布较为均匀，且不受氧阻聚影响。这些独特的性能使得它们没有挥发物质（苯）来污染工作环境并发生温室效应，也无刺激性气味。本发明因三种不同反应型单体合理搭配，哑粉粒径的选择上作了相应的研发试验。该产品在使用前、使用后不但无苯挥发，而且可以做到当天施工当天使用。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作出一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种净味全哑紫外光固化涂料，其特征在于，由以下重量比例的成分组成：

2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述反应型丙烯酸酯单体为己二醇二丙烯酸酯单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体和二丙二醇二丙烯酸酯单体按照重量比5-15：5-12：20-30组成的混合物。

3.如权利要求2所述的涂料，其特征在于，所述反应型丙烯酸酯单体为己二醇二丙烯酸酯单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体和二丙二醇二丙烯酸酯单体按照重量比12：8：29组成的混合物。

4.如权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于，所述紫外光固化树脂为固含量90-98%的紫外光固化环氧改性聚酯丙烯酸酯。

5.如权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于，所述有机哑粉的细度为≤28μm；所述蜡粉的细度为≤30μm。

6.如权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮中的一种。

7.如权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于，所述消泡剂为烷基苯和丙二醇甲醚醋酸酯为溶剂的溶剂型消泡剂、聚二甲基硅氧烷或溶剂型硅酮消泡剂中的一种；所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯或聚醚硅氧烷共聚物；所述润湿分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物或琥珀酯嵌段共聚物。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4）向步骤3）所得混合物中加入消泡剂搅拌分散5-10分钟。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤3)搅拌分散后混合物细度≤30μm。

10.权利要求1-7任一项所述的涂料在表面涂覆中的应用。