CN103571325A - 可利用紫外线固化的油漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可利用紫外线固化的油漆及其制备方法，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：活性聚合物40～60、离子型化合物20～30、特种基团聚合物3～5、助剂0.2～2、溶剂1～10、添加树脂10～20，按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、60-80wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中搅拌15-30分钟，利用剩余的溶剂调整固含量≥85wt％即得到可利用紫外线固化的油漆。与现有技术相比，本发明具有环保性能较好、固化效率高、附着力较强等优点。

Description

可利用紫外线固化的油漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油漆涂料及其制备方法，尤其是涉及一种可利用紫外线固化的油漆及其制备方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们越来越重视自身的生存环境。自20世纪90年代，各国提出关于大气臭氧层被破坏达2800万平方公里，气温每年以0.5摄氏度上升，南北两极千年冰雪开始融化；若依此速度继续延续，海平面将上升60米以上文章后。全球人们一致呼吁这“绿色环保，回归自然”。传统的汽车涂装行业，汽车油漆一般都是烘烤漆。车厂里面，车架、车壳焊接完成(有时还会进行手工修补)后，下一道工序就是上漆。一般来说，首先是底漆。底材打磨、除油、除锈后，喷底漆，用60-70度烘烤40分钟。接下来喷中涂，然后喷面漆用60-70度烘烤低温60～70℃烘烤，65℃保温40min，室温晾置30min至环境温度。在施工过程需要频繁使用烤箱，工序复杂。这样既消耗大量的能源，增加生产成本，又耗时耗力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环保性能较好、固化效率高、附着力较强的可利用紫外线固化的油漆及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

可利用紫外线固化的油漆，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：

活性聚合物40～60、离子型化合物20～30、特种基团聚合物3～5、助剂0.2～2、溶剂1～10、添加树脂10～20。

所述的活性聚合物选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或氨基丙烯酸酯中的一种或几种。

所述的离子型化合物选自单官丙烯酸酯单体、双官丙烯酸酯单体或高官甲基丙烯酸酯单体中的一种或几种。

作为优选的实施方式，所述的离子型化合物选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或4-丙烯酸羟丁酯中的一种或几种。

所述的特种基团聚合物选自有机过氧化物聚合物、无机过氧化物聚合物、偶氮类聚合物或氧化还原聚合物中的一种或几种。

作为优选的实施方式，所述的特种基团聚合物选自磷酸化丙烯酸酯单体、自固化丙烯酸酯单体、脂肪族聚醚型聚氨酯或脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。

所述的助剂选自改性有机硅、丙烯酸酯或氟改性丙烯酸脂聚合物中的一种或几种。

所述的溶剂选自丁酯、甲酸乙酯、甲基异丁基酮、异丙醇或乙二醇醋酸酯中的一种或几种，采用的溶剂均是不挥发的溶剂。

所述的添加剂树脂选自丙烯酸改性环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯化聚丙烯树脂中的一种或几种。

在涂料中的加入活性基团聚合物与紫外光发生聚合反应，产生自由基，引发单体和低聚物反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态。紫外光固化是辐射固化的一类，辐射固化是利用电磁辐射，如紫外线或电子束照射涂层，产生辐射聚合、辐射交联和辐射接技等反应。迅速将低分子量物质转变成高分子量产物的化学反应过程，而且固化是在不加热的底材上直接进行的，体系中不含溶剂或含极少量溶剂，辐照后液膜几乎100％固化，因而VOC排放量很低。

可利用紫外线固化的油漆的制备方法采用以下步骤：

(1)按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、60-80wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中；

(2)均匀搅拌15-30分钟；

(3)测定制备得到混合物的固含量，并用剩余的溶剂调整固含量≥85wt％，优选85-90wt％；

(4)固体含量检测合格后，即制备得到可利用紫外线固化的油漆。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)具有较好的环保性能：现在通常使用的热固化的油墨、涂料很多是用的挥发性溶剂，对环境、人体的危害较大，本申请采用的是基本没有挥发的溶剂，对环境影响较小；

(2)制备得到油漆采用紫外线进行固化，固化时间很短，几秒钟就能够实现固化成膜，相对热固化更快，效率更高；

(3)尤其适用于不耐高温的物体，例如塑料件、PP件等，紫外线固化的温度可以控制得很低，不会对底材造成损害、变形。

(4)利用紫外线固化的产品，附着力相对更强，不容易掉色掉漆。

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

一种制备可利用紫外线固化的油漆的方法，包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将聚氨酯丙烯酸酯40公斤、单官丙烯酸酯单体20公斤、有机过氧化物聚合物3公斤、改性有机硅0.2公斤、丁酯0.5公斤、丙烯酸改性环氧树脂10公斤投入分散缸中；

(2)保持均匀搅拌15分钟；

(3)测量固体含量，并用剩余的丁酯0.5公斤调整涂料至理论值85wt％；

(4)将制备得到的可利用紫外线固化的油漆称量包装即可。

实施例2

一种制备上述油漆的方法，该方法包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将聚氨酯丙烯酸酯60公斤、单官丙烯酸酯单体20公斤、有机过氧化物聚合物3公斤、改性有机硅1公斤、丁酯1.5公斤、丙烯酸改性环氧树脂14公斤投入分散缸中；

(2)保持均匀搅拌30分钟；

(3)测量固体含量，并用剩余的丁酯0.5公斤调整涂料至理论值90wt％；

(4)将制备得到的可利用紫外线固化的油漆称量包装即可。

实施例3

一种制备上述油漆的方法，该方法包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将聚氨酯丙烯酸酯55公斤、单官丙烯酸酯单体25公斤、有机过氧化物聚合物3.5公斤、改性有机硅0.5公斤、丁酯2公斤、丙烯酸改性环氧树脂13公斤投入分散缸中；

(2)保持均匀搅拌20分钟；

(3)测量固体含量，并用剩余的丁酯1公斤调整涂料至理论值93wt％；

(4)将制备得到的可利用紫外线固化的油漆称量包装即可。

实施例4

可利用紫外线固化的油漆，采用以下组分及含量的原料制备得到：活性聚合物40kg、离子型化合物20kg、特种基团聚合物3kg、助剂0.2kg、溶剂1kg、添加树脂10kg。

本实施例中选用的活性聚合物为环氧丙烯酸酯，离子型化合物为单官丙烯酸酯单体甲基丙烯酸羟乙酯，特种基团聚合物选自有机过氧化物聚合物磷酸化丙烯酸酯单体助剂为改性有机硅，溶剂为丁酯，添加剂树脂为丙烯酸改性环氧树脂。

在涂料中的加入活性基团聚合物与紫外光发生聚合反应，产生自由基，引发单体和低聚物反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态。紫外光固化是辐射固化的一类，辐射固化是利用电磁辐射，如紫外线或电子束照射涂层，产生辐射聚合、辐射交联和辐射接技等反应。迅速将低分子量物质转变成高分子量产物的化学反应过程，而且固化是在不加热的底材上直接进行的，体系中不含溶剂或含极少量溶剂，辐照后液膜几乎100％固化，因而VOC排放量很低。

根据上述实施例制备得到的油漆，不用加热，不用烘烤，在经紫外光线照射数秒后，即可固化成膜。经检测，附着力可以达到0级，光泽≥90，耐候性可达到1200小时，其本身的化学性能均优于传统烘烤型油漆。

可利用紫外线固化的油漆的制备方法采用以下步骤：

(1)按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、60wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中；

(2)均匀搅拌15分钟；

(3)测定制备得到混合物的固含量，并用剩余的溶剂调整固含量85wt％；

(4)固体含量检测合格后，即制备得到可利用紫外线固化的油漆。

实施例5

可利用紫外线固化的油漆，采用以下组分及含量的原料制备得到：活性聚合物50kg、离子型化合物25kg、特种基团聚合物4kg、助剂1kg、溶剂5kg、添加树脂15kg。

本实施例中选用的活性聚合物为聚酯丙烯酸酯，离子型化合物为双官丙烯酸酯单体丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯，特种基团聚合物选自无机过氧化物聚合物自固化丙烯酸酯单体、脂肪族聚醚型聚氨酯，助剂为丙烯酸酯，溶剂为甲基异丁基酮，添加剂树脂为聚氨酯树脂。

在涂料中的加入活性基团聚合物与紫外光发生聚合反应，产生自由基，引发单体和低聚物反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态。紫外光固化是辐射固化的一类，辐射固化是利用电磁辐射，如紫外线或电子束照射涂层，产生辐射聚合、辐射交联和辐射接技等反应。迅速将低分子量物质转变成高分子量产物的化学反应过程，而且固化是在不加热的底材上直接进行的，体系中不含溶剂或含极少量溶剂，辐照后液膜几乎100％固化，因而VOC排放量很低。

根据上述实施例制备得到的油漆，不用加热，不用烘烤，在经紫外光线照射数秒后，即可固化成膜。经检测，附着力可以达到0级，光泽≥90，耐候性可达到1200小时，其本身的化学性能均优于传统烘烤型油漆。

可利用紫外线固化的油漆的制备方法采用以下步骤：

(1)按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、70wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中；

(2)均匀搅拌20分钟；

(3)测定制备得到混合物的固含量，并用剩余的溶剂调整固含量89wt％；

(4)固体含量检测合格后，即制备得到可利用紫外线固化的油漆。

实施例6

可利用紫外线固化的油漆，采用以下组分及含量的原料制备得到：活性聚合物60kg、离子型化合物30kg、特种基团聚合物5kg、助剂2kg、溶剂10kg、添加树脂20kg。

本实施例中选用的活性聚合物为氨基丙烯酸酯，离子型化合物为高官甲基丙烯酸酯单体丙烯酸羟丙酯，特种基团聚合物选自偶氮类聚合物脂肪族聚醚型聚氨酯，助剂为氟改性丙烯酸脂聚合物，溶剂为乙二醇醋酸酯，添加剂树脂为氯化聚丙烯树脂。

可利用紫外线固化的油漆的制备方法采用以下步骤：

(1)按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、80wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中；

(2)均匀搅拌30分钟；

(3)测定制备得到混合物的固含量，并用剩余的溶剂调整固含量90wt％；

(4)固体含量检测合格后，即制备得到可利用紫外线固化的油漆。

Claims (10)

1.可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，该油漆采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：

活性聚合物40～60、离子型化合物20～30、特种基团聚合物3～5、助剂0.2～2、溶剂1～10、添加树脂10～20。

2.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的活性聚合物选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或氨基丙烯酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的离子型化合物选自单官丙烯酸酯单体、双官丙烯酸酯单体或高官甲基丙烯酸酯单体中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的离子型化合物选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或4-丙烯酸羟丁酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的特种基团聚合物选自有机过氧化物聚合物、无机过氧化物聚合物、偶氮类聚合物或氧化还原聚合物中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的特种基团聚合物选自磷酸化丙烯酸酯单体、自固化丙烯酸酯单体、脂肪族聚醚型聚氨酯或脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的助剂选自改性有机硅、丙烯酸酯或氟改性丙烯酸脂聚合物中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的溶剂选自丁酯、甲酸乙酯、甲基异丁基酮、异丙醇或乙二醇醋酸酯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的可利用紫外线固化的油漆，其特征在于，所述的添加剂树脂选自丙烯酸改性环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯化聚丙烯树脂中的一种或几种。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的可利用紫外线固化的油漆的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)按配方要求将活性聚合物、离子型化合物、特种基团聚合物、助剂、60-80wt％的溶剂、添加树脂全部投入反应容器中；

(2)均匀搅拌15-30分钟；

(3)测定制备得到混合物的固含量，并用剩余的溶剂调整固含量≥85wt％；

(4)固体含量检测合格后，即制备得到可利用紫外线固化的油漆。