CN103183987A

CN103183987A - 一种新型彩色胆甾相液晶涂料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN103183987A
Application number: CN2013101497661A
Authority: CN
Inventors: 刘大刚; 万厚宝
Original assignee: Shenzhen Baoshijie Plastic Products Co ltd
Current assignee: Shenzhen Baoshijie Plastic Products Co ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2013-07-03

Abstract

本发明公开了一种新型彩色胆甾相液晶涂料及其制备方法与应用。该涂料为纤维素纳米晶悬浮液，包括以下重量百分含量的组分：流平剂0.1-0.5%，消泡剂0.1-2%，光引发剂0.5-10%，纤维素纳米晶10%-40%，活性单体20-50%，其余为溶剂；涂料的黏度为12-19cps。本发明采用添加了纤维素纳米晶的喷涂液，可用于UV固化，且喷涂在不规则物体的死角处可采用传统固化方法，消除了紫外光照射的固化局限。

Description

一种新型彩色胆甾相液晶涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种新型彩色胆甾相液晶涂料，具体涉及一种采用纤维素纳米晶悬浮液的涂料及其制备方法与应用。

背景技术

UV固化涂料是以采用辐射固化技术为特征的环保节能型涂料，其具有不含、少含挥发性有机溶剂，对环境无污染，涂膜干后无残留溶剂以及优异的应用性能等特点。与传统涂料固化技术相比，辐射固化具有节能无污染、高效、适用于热敏基材、性能优异、采用设备小等优点，辐射固化技术是一种快速发展的绿色新技术。(王莲芝，面向21世纪的绿色涂料-辐射（UV/EB）固化涂料[J]，丙烯酸化工与应用，2000，9)其主要成分由感光树脂、光引发剂及助剂等组成；该涂料以高能量的紫外光作用为固化能源，由涂料中的光引发剂吸收紫外光能形成自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂分子，进而发生连锁聚合反应，使涂膜达到固化。

UV固化涂料多用于平板涂装，限制了其在不规则物体上的应用，紫外固化在不规则物体上的固化作用存在一些紫外光无法照射到的死角。且一般UV固化涂料黏度较高，不适用于喷涂，只适合滚涂或淋涂，因为UV单体粘度高，只添加UV单体无法将粘度降到可喷涂的粘度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种适用于喷涂的彩色胆甾相液晶涂料。

为了达到上述目的，本发明提供了一种新型彩色胆甾相液晶涂料，该涂料为纤维素纳米晶悬浮液，包括以下重量百分含量的组分：流平剂0.1-0.5%，消泡剂0.1-2%，光引发剂0.5-10%，纤维素纳米晶10%-40%，活性单体20-50%，其余为溶剂；涂料的黏度为12-19 cps。

其中，纤维素纳米晶长90±50nm，宽10±4nm。流平剂为改性聚丙烯酸酯或聚醚改性聚硅氧烷共聚物；消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷消泡剂。活性单体选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的一种或多种。光引发剂为光引发剂819和184的复配、光引发剂819和651的复配、或光引发剂1173和BP的复配。溶剂选用甲苯、丁酯、丁酮、防白水、环已酮、二甲苯、醋酸乙酯、二乙二醇丁醚、甲基异丁酮中的一种或多种混合。

本发明还提供了上述涂料的制备方法，包括以下步骤：

取上述流平剂、消泡剂、光引发剂、纤维素纳米晶和活性单体，以及占涂料总重10-30%的溶剂，搅拌0.5-6h至混合均匀，搅拌的速度为100-3000r/min，搅拌温度在20-80℃；搅拌完成后静置，取剩余的溶剂调节黏度为12-19 cps，将制得的溶液超声1-10次，超声频率为50-2000Hz，每次1-30分钟；将超声后的溶液在150-300MPa下以50-200ml/min的速率通过高压均质化器1-30次，即得上述涂料。

本发明还提供了上述涂料的喷涂方法，包括以下步骤：

（1）将待喷涂的面板进行常规清洗、碱蚀、表调、铬化的前处理；

（2）在整个面板上喷涂一层底漆，厚度为1-10μm，流平放置3-10min后，在40-90℃下烘烤5-60min；

（3）将上述涂料注入洁净喷枪中，喷枪口径为0.5-2mm，在气压为200-300l/min，液流量为100-200cc/min的条件下均匀喷至底漆上，使其形成均匀涂膜，然后在40-90℃下烘烤5-60min，使其流平，最后把烘干的带涂膜的面板用光强为400-800mJ/cm²、传速为3-10m/min的UV固化机固化10-60min，即可。

其中，面板采用ABS、PC、PP、或ABC+PC材料。涂料在面板上形成涂膜的厚度为0.1-5μm，光泽度为20-35。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用添加了纤维素纳米晶的喷涂液，可用于UV固化，且喷涂在不规则物体的死角处可采用传统固化方法，消除了紫外光照射的固化局限。同时纤维素纳米晶吸收UV光不会变黄，无需添加抗黄剂等其他添加剂，使得UV喷漆的应用范围得以扩大。且没有“使用时限（pot life）”的限制。本发明使用的纤维素纳米材料为可再生资源，成本低廉，合成工艺简单，对环境无污染，所得的产品环保节能，且制得的涂料粘度低，不需要加热来降低涂料粘度，能直接喷涂。

本发明采用活性单体（丙烯酸酯类低聚物），使涂料经UV灯照射后，由液态转化为固态，进而达到表面硬化，耐刮耐划，且表面光亮，美观、质感圆润。其中，环氧丙烯酸酯素以附着力，柔顺性和耐化学药品性优异著称，且其固化速度快、价格便宜；聚醚丙烯酸酯的柔韧性和耐黄变性好，且其黏度低、稀释性好；聚酯丙烯酸酯黏度低，柔韧性好，价格较便宜，且对非吸收性承印物如塑料、金属等的附着力好，同时与环氧丙烯酸酯复配时可用来调节环氧丙烯酸酯的粘度；聚氨酯丙烯酸酯（PUA）的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，能够增加涂层的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力。

光引发剂819适用于紫外光固化清漆和色漆体系，低添加量的819可以提供优异的固化效果和抗黄变性能。819可与184和651配合使用， 184是不易泛黄的光引发剂，光固化速度也较快，特别适用于UV上光油，主要与单或多官能团乙烯基单体和齐聚物共同用于丙烯酸酯的UV固化；651是常用的光引发剂，光固化速度快，适用于不饱和聚酯/苯乙烯、丙烯酸酯、硅氧烷等体系，热稳定性非常优良，具有较高的抗猝灭性和光引发剂活性，缺点是泛黄，819与651的复配特别适用于固化聚酯体系。

1173是不易泛黄的光引发剂，光固化速度也较快， 1173适用于丙烯酸光固化清漆体系，如木材、金属、纸张、塑料等的清漆等。由于1173是液体，非常易于共混，所以适合与其它光引发剂复配使用，与光引发剂BP复配特别适用于丙烯酸酯类的固化。

流平剂用来改善上光膜面的流平性，防止缩孔的产生，同时也增加了上光涂层的光泽度，消泡剂用来防止和消除上光油在制造和使用过程中产生的气泡。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

彩色胆甾相液晶涂料的制备：

按涂料总重量将20%防白水、1.3%二乙二醇丁醚、0.1%聚醚改性聚硅氧烷共聚物、0.1%聚硅氧烷消泡剂、0.5%光引发剂819、1%光引发剂184、40%纤维素纳米晶、20%环氧丙烯酸酯、5%聚醚丙烯酸酯、5%聚氨酯丙烯酸酯依次进行搅拌混合，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌均匀后继续搅拌20min，搅拌温度在30℃，静置，最后用7%醋酸乙酯EAC调节黏度为15cps，将制得的溶液超声10次（超声频率200Hz），每次2分钟，再将超声后的产品在150MPa下以100ml/min的速率通过高压均质化器10次，即得新型涂料。

该新型涂料的喷涂方法

1）将ABS面板进行常规清洗、碱蚀、表调、铬化的前处理；

2）在整个ABS面板上喷涂一层底漆，厚度为8μm，流拉放置8min后，在40℃下烘烤30min；

3）上述涂料注入洁净喷枪中，喷枪口径为1mm，在气压为250l/min，液流量为150cc/min下均匀喷至底漆上，使其形成均匀涂膜，再将已喷涂的的面板在40℃下烘烤30min，使其流平，最后把烘干的带涂膜的面板用光强为400mJ/cm²、传速为3m/min的UV固化机固化20min，得到的新型涂料的涂层厚度为0.1μm，经紫外可见分光光度计检测波长为469.9，经BYK光泽度计检测涂膜的光泽度为25。

实施例2

彩色胆甾相液晶涂料的制备：

按涂料总重量将20%甲基异丁酮、2.7%防白水、0.3%改性聚丙烯酸酯、1%聚二甲基硅氧烷、5.5%光引发剂819、0.5%光引发剂651、20%纤维素纳米晶、30%环氧丙烯酸酯、10%聚酯丙烯酸酯、5%聚氨酯丙烯酸酯依次进行搅拌混合，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌均匀后继续搅拌20min，搅拌温度在35℃，静置，最后用5%二乙二醇丁醚调节黏度为19cps，将制得的溶液超声7次（超声频率400Hz），每次2分钟，再将超声后的产品在200MPa下以150ml/min的速率通过高压均质化器10次，即得新型涂料。

该新型涂料的喷涂方法：

1）将PP面板进行常规清洗、碱蚀、表调、铬化的前处理；

2）在整个PP面板上喷涂一层底漆，厚度为10μm，流拉放置8min后，在60℃下烘烤20min；

3）将上述涂料注入洁净喷枪中，喷枪口径为1mm，在气压为300l/min，液流量为200cc/min下均匀喷至底漆上，使其形成均匀涂膜，再将已喷涂的的面板在60℃下烘烤20min，使其流平，最后把烘干的带涂膜的面板用光强为600 mJ/cm²、传速为6m/min的UV固化机固化30min，得到的新型涂料的涂层厚度为1μm，经紫外可见分光光度计检测波长为480.4，经BYK光泽度计检测涂膜的光泽度为30。

实施例3

彩色胆甾相液晶涂料的制备：

按涂料总重量将25%防白水、0.5%二乙二醇丁醚、0.5%聚醚改性聚硅氧烷共聚物、2%聚硅氧烷消泡剂、6%光引发剂1173、4%光引发剂BP、10%纤维素纳米晶、26%聚氨酯丙烯酸酯、13%聚酯丙烯酸酯、11%聚醚丙烯酸酯依次进行搅拌混合，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min，搅拌均匀后继续搅拌20min，搅拌温度在40℃，静置，最后用2%甲基异丁酮调节黏度为12cps，将制得的溶液超声5次（超声频率800Hz），每次2分钟，再将超声后的产品在250MPa下以200ml/min的速率通过高压均质化器10次，即得新型涂料。

上述涂料喷涂的方法：

1）将PC面板进行常规清洗、碱蚀、表调、铬化的前处理；

2）在整个PC面板上喷涂一层底漆，厚度为10μm，流拉放置8min后，在50℃下烘烤25min；

3）将上述涂料注入洁净喷枪中，喷枪口径为1mm，在气压为200l/min，液流量为100cc/min下均匀喷至底漆上，使其形成均匀涂膜，再将已喷涂的的面板在50℃下烘烤25min，使其流平，最后把烘干的带涂膜的面板用光强为800 mJ/cm²、传速为10m/min的UV固化机固化30min，得到的新型涂料的涂层厚度为1.5μm，经紫外可见分光光度计检测波长为519.5，经BYK光泽度计检测涂膜的光泽度为35。

Claims

1.一种新型彩色胆甾相液晶涂料，其特征在于：所述涂料为纤维素纳米晶悬浮液，包括以下重量百分含量的组分：流平剂0.1-0.5%，消泡剂0.1-2%，光引发剂0.5-10%，纤维素纳米晶10%-40%，活性单体20-50%，其余为溶剂；所述涂料的黏度为12-19 cps。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述纤维素纳米晶长90±50nm，宽10±4nm。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述流平剂为改性聚丙烯酸酯或聚醚改性聚硅氧烷共聚物；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷消泡剂。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述活性单体选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述光引发剂为光引发剂819和184的复配、光引发剂819和651的复配、或光引发剂1173和BP的复配。

6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述溶剂选用甲苯、丁酯、丁酮、防白水、环已酮、二甲苯、醋酸乙酯、二乙二醇丁醚、甲基异丁酮中的一种或多种混合。

7.一种如权利要求1至6任一所述涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

取所述流平剂、消泡剂、光引发剂、纤维素纳米晶和活性单体，以及占所述涂料总重10-30%的溶剂，搅拌0.5-6h至混合均匀，搅拌的速度为100-3000r/min，搅拌温度在20-80℃；搅拌完成后静置，取剩余的溶剂调节黏度为12-19 cps，将制得的溶液超声1-10次，超声频率为50-2000Hz，每次1-30分钟；将超声后的溶液在150-300MPa下以50-200ml/min的速率通过高压均质化器1-30次，即得所述涂料。

8.权利要求1至6任一所述涂料的喷涂方法，包括以下步骤：

（3）将所述涂料注入洁净喷枪中，喷枪口径为0.5-2mm，在气压为200-300l/min，液流量为100-200cc/min的条件下均匀喷至底漆上，使其形成均匀涂膜，然后在40-90℃下烘烤5-60min，使其流平，最后把烘干的带涂膜的面板用光强为400-800mJ/cm²、传速为3-10m/min的UV固化机固化10-60min，即可。

9.根据权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于：所述面板采用ABS、PC、PP、或ABC+PC材料。

10.根据权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于：所述涂料在面板上形成涂膜的厚度为0.1-5μm，光泽度为20-35。