CN103525293A - 一种不黄变uv光油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种不黄变UV光油及其制备方法。一种不黄变UV光油，由如下重量百分比的各组分组成：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30~60%；单体13~30%；光引发剂1~5%；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、汽巴艳佳固754、四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯的混合物；稀释剂20~55%；流平剂0.7~1.5%。本发明提供一种不黄变UV光油，可以广泛应用于消费电子产品、汽车零部件等塑料外壳。该光油采用不含苯环结构的光引发剂和不易发生黄变的树脂，使涂层具有良好的耐黄变性和附着力，成膜后具有高强度、高硬度、高耐磨性、高光泽、高耐候性及高耐溶剂性，经久耐用，不易黄变。

Description

一种不黄变UV光油及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种不黄变UV光油及其制备方法。

 

背景技术

紫外光固化涂料（UVCC）是一种采用紫外线固化的高效节能环保型现代化涂料。突出特点为高效、适应广、经济、节能及环保。因此，光固化技术被誉为面向21世纪的绿色工业新技术。UVCC的这些优点注定了其具有比传统热固性涂料广阔得多的市场前景。自1968年德国拜耳公司首先开发出光固化木器涂料，光固化技术实现了产业化，至今40余年，但其在全球发展势头迅猛，应用领域不断扩大，形成了一个庞大的产业。现在的紫外光固化涂料在全球已取得很大的发展，进入一个较为成熟的阶段。

紫外光固化涂料被广泛应用于消费电子产品、汽车零配件、化妆品包装、高档酒瓶中。但UV光油本身具有一定的缺陷，致使其容易黄变，黄变使得无色光固化涂料的应用遭到了限制。黄变的主要原因有两个，一是UV光油黄变，这是因为一些树脂体系内含有一些热（光）致变色物质，受热后分子结构发生变化，产生更强的共轭结构，使涂层颜色变黄。二是引发剂自身的不稳定性，有些光引发剂在被紫外光辐射分解产生自由基的同时也会产生一些副产物，副产物具有醌式结构或者刚性共轭平面很强，容易吸收某一波段的太阳光，进而使涂层呈现出黄色。而涂层的黄变严重影响了产品的美观性，影响了无色UV光油的推广。

目前，也有学者在研究提高光固化涂料的耐黄变性，取得了一定成效，但是也存在一些问题：树脂和引发剂成本过高、耐黄变性只是稍微提高，还到达不了一些高档商品的要求，同样无法应用于实际生产中。同时，其描述的方法过于复杂，不具现实意义。而且在现实生产当中，对于塑胶产品的涂料附着力的增加办法往往是增加多官能团的树脂，使其与相应塑胶产品的附着力更好，但是这样往往会引入更多的共轭结构，大大降低耐黄性。本发明，针对以上技术上的缺点研发出简单有效的不黄变UV光油，其成本较低，生产简单，十分容易工业化。

 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种不黄变UV光油，可以广泛应用于消费电子产品、汽车零部件等塑料外壳。该光油采用不含苯环结构的光引发剂和不易发生黄变的树脂，使涂层具有良好的耐黄变性和附着力，成膜后具有高强度、高硬度、高耐磨性、高光泽、高耐候性及高耐溶剂性，经久耐用，不易黄变。

本发明的另一个目的在于提供上述不黄变UV光油的制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种不黄变UV光油，其配方由如下重量百分比的各组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30~60%；进一步的在于所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯的混合物。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯选用本领域技术人员在进行紫外光固化涂料生产时常用的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯均可实现本发明。本发明中优选脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯混合使用。脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯具有高官能度的特点可以提高涂料固化后的硬度，但是其附着力欠佳，因此选择官能度相对低、结构相似的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯与其复配，可以大大提高涂料的附着力。

单体13~30%；进一步的所述单体为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烯三甲基丙烯酸酯中的至少一种。所用单体选择本领域技术人员在进行紫外光固化涂料生产时常用的不含苯环的单体均可实现本发明。在本发明中，优选二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烯三甲基丙烯酸酯，这两种物质结构和树脂结构相似，互溶复配性良好，有助于进一步增加涂料的硬度、附着力、丰满度等。

光引发剂1~5%；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、汽巴艳佳固754、四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯的混合物；这三种引发混合能起到相互补的作用，譬如754在固化速度方面比较欠缺可以利用季戊四醇酯的干燥速度快来配合，所得的整体不含有苯环结构，其热稳定性良好，不生成醌式结构，故所得的UV涂层不黄变。这三种光引发剂混合使用在保持光引发能力的前提下使成本降低，提高经济效益。

稀释剂20~55%；进一步的所述稀释剂为醋酸乙酯、丁酮、异丙醇中的至少一种。稀释剂选择本领域技术人员在进行紫外光固化涂料生产时常用的不含苯环的稀释剂均可实现本发明。如本发明针对光引发剂的结构，优选使用醋酸乙酯、丁酮、异丙醇的混合物。

流平剂0.7~1.5%。

进一步的所述流平剂为迪高410。

上述述不黄变UV光油的制备，具体可以采用如下操作方法：

（1）将光引发剂和稀释剂混合，使光引发剂充分溶解，稀释剂和引发剂充分混合均匀得到含有光引发剂的溶液；

（2）向步骤（1）制备的溶剂中依次加入单体、树脂、流平剂，室温下用搅拌机搅拌5~30分钟，转速为300~500转/分钟搅拌均匀，用滤网过滤过筛后得到不黄变UV光油。

进一步的所述配方各组分优化为：

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮           0.1~1.0%；

汽巴艳佳固754                       0.5~2.0%；

四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯           0.5~1.5%；

醋酸乙酯                             10.0~25.0%；

丁酮                                 5.0~15.0%；

异丙醇                               5.0~15.0%；

二丙二醇二丙烯酸酯                   3.0~10.0%；

三羟甲基丙烯三甲基丙烯酸酯           10.0~20.0%；

脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯               20.0~40.0%；

脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯               10.0~20.0%；

迪高410                             0.7~1.5%：

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的UV光油由于其配方的材料选择及其用量的优化，不但操作简单，而且原料费用、人工费用以及设备投资都大大减少；

（2）本发明采用不生成醌式结构的光引发剂，代替传统的苯环结构引发剂，进而避免光引发剂分解后生成含有醌式结构或者较强刚性平面的自由基或者其他副产物；

（3）该光油采用不含苯环结构的光引发剂和不易发生黄变的树脂，使涂层耐黄变性优异，成膜后的塑胶底材具有高强度、高硬度、高耐磨性、高光泽、高耐候性及高耐溶剂性，经久耐用，不易黄变。

（4）本发明调控脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度数，使该光油对于塑胶底材也具有良好的附着力。

（5）本发明充分利用引发剂之间、树脂之间、单体之间、稀释剂之间的协同作用，完成性能的互补，使性能大于独立使用的总和。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

将原料按照上述具体制备方法描述的步骤进行操作，全部投料完成后，置于电动搅拌机中搅拌，搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间为10分钟，然后过滤得到不黄变UV光油。

下表的实施例1~3是本发明的三个优选实施方式，对比例1是实施例1除去脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯的组合，对比例2是实施例1除去四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯的组合。

 

性能测试

将实施例和对比例制备的UV光油分别喷涂在电视的塑胶机壳上，50～55℃烘干3～4分钟后经紫外线光照射（总吸收能量值为700~750毫焦/平方厘米），然后在紫外光灯下进行固化，固化时间为1~1.5分钟，测试固化漆膜的附着力、施工外观性、丰满度、硬度和耐黄变性。

附着力测试：用划格器在漆膜表面划100格1毫米×1毫米的正方型格，用3M胶纸粘在漆膜表面，45°角用力即时拉起，观察划痕边缘处有无脱落：如脱落在0～5%之间为5B，在5～10%之间为4B，在10～20%之间为3B，在20~30%之间为2B，在30～50%之间为1B，在50%以上为0B。

丰满度：在光线明朗的地方，观察漆膜：有立体感，光亮，像镜子般平整为丰满度优异；立体感不强，流平一般的丰满度为合格；漆膜起皱，光泽不强，有点失光的丰满度为差。

硬度：用摆杆硬度计测试，中华铅笔，1KG力。

耐黄变性检测：用UVA（340）灯作为光源，将试板置于试验条件能满足试板温度为（60±3）℃、辐照度为0.68W/m²、干燥（无凝露）的荧光紫外老化机中，全过程保持连续光照168小时。光照结束后取出，与未经光照的试板做对照，用色差仪测量颜色变化，颜色变化值单位△E*。实测值越小，耐黄变性越好。

测定结果如表2所示。

表2 不黄变UV光油性能测试结果

从表2我们可以看出，光引发剂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的选择对于光油性能至关重要，实施例1的各项性能都优于其他实施例与对比例。由此说明，本发明的不黄变UV光油，其配方和制备方法能够得到综合性能优异的不黄变UV光油。 

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种不黄变UV光油，其特征在于该不黄变UV光油的配方由如下重量百分比的各组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯  30~60%；

单体   13~30%；

光引发剂  1~5%；所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、汽巴艳佳固754、四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯的混合物；

稀释剂   20~55%；

流平剂   0.7~1.5%。

2.根据权利要求1所述一种不黄变UV光油，其特征在于所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯的混合物。

3.根据权利要求1所述一种不黄变UV光油，其特征在于所述单体为二丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烯三甲基丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种不黄变UV光油，其特征在于所述稀释剂为醋酸乙酯、丁酮、异丙醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种不黄变UV光油，其特征在于所述流平剂为迪高410。

6.一种权利要求1所述不黄变UV光油的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将光引发剂和稀释剂混合，使光引发剂充分溶解，稀释剂和引发剂充分混合均匀得到含有光引发剂的溶液；

（2）向步骤（1）制备的溶剂中依次加入单体、树脂、流平剂，搅拌均匀后用滤网过滤过筛后得到不黄变UV光油。

7.根据权利要求6所述一种不黄变UV光油的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将所有原料在室温下用搅拌机搅拌5~30分钟，转速为300~500转/分钟。

8.根据权利要求1所述一种不黄变UV光油，其特征在于所述配方各组分优化为：

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮           0.1~1.0%；

汽巴艳佳固754                       0.5~2.0%；

四（3-硫基丙酸）季戊四醇酯           0.5~1.5%；

醋酸乙酯                             10.0~25.0%；

丁酮                                 5.0~15.0%；

异丙醇                               5.0~15.0%；

二丙二醇二丙烯酸酯                   3.0~10.0%；

三羟甲基丙烯三甲基丙烯酸酯           10.0~20.0%；

脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯               20.0~40.0%；

脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯               10.0~20.0%；

迪高410                             0.7~1.5。