CN103666239A

CN103666239A - 一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆

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Publication number: CN103666239A
Application number: CN201310692089.8A
Authority: CN
Inventors: 段晶晶
Original assignee: Individual
Current assignee: Quzhou Dingsheng New Materials Co.,Ltd.
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: CN103666239B

Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆。一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，由如下重量百分比的组分组成：纳米改性树脂20~55%；单体15~35%；光引发剂2~5%；稀释剂25~50%；功能助剂0.5~2%；其中纳米改性树脂由如下重量百分比的组分组成：二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯30~60%；胺改性聚酯丙烯酸酯30~50%；纳米金刚石粉2~5%；纳米二氧化锆2~5%；偶联剂0.5~1%。在本发明中采用纳米改性的树脂，使用金刚石粉、纳米二氧化锆对于树脂进行改性，使纳米材料均匀的分散在树脂当中，利用所选用的纳米材料具有高硬度的特点，进一步增加漆膜的硬度和抗刮性能。

Description

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆。

背景技术

UV漆是光固化涂料，它是目前应用比较广泛的家具漆，主要特点有：经过强紫外线光固化处理，色泽稳定，历久常新。所以在办公家具等方面应用广泛，近年来在大面积办公家具中被应用。在现有技术当中，往往是增加树脂中的刚性结构来提升树脂的硬度和抗刮性能，但是这样将导致树脂的粘度过大，附着力变差；如果降低了树脂中的刚性结构，虽然能提升树脂的附着力，但是硬度和抗刮性能又将下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在不降低附着力的前提下，利用纳米材料的特性来提升漆膜硬度和抗刮性能的紫外光固化漆。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，由如下重量百分比的组分组成：

纳米改性树脂20~55%；单体15~35%；光引发剂2~5%；稀释剂25~50%；功能助剂0.5~2%；所述纳米改性树脂由如下重量百分比的组分组成：二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯 40~60%；胺改性聚酯丙烯酸酯 30~50%；纳米金刚石粉2~5%；纳米二氧化锆2~5%；偶联剂0.5~1%；所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g。

进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。

进一步的，所述纳米改性树脂制备工艺如下：

a）将纳米金刚石粉、纳米二氧化锆分散在二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和二官能度聚酯丙烯酸酯的混合液当中，超声分散1~2h，预制得分散液；

b）将分散液加入带有回流冷凝器和搅拌器的密闭容器中，然后将体系升温到50℃～70℃，加入偶联剂，搅拌回流5~10h，得到所述纳米改性树脂。

在本发明中，选用的二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯具有羟基值高、附着力强的特点，二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯优选为威来惠的NeoRad P-81，胺改性聚酯丙烯酸酯优选为威来惠的NeoRad U-60。由于树脂表面含有大量的羟基，而且纳米金刚石粉、纳米二氧化锆表面也具有大量羟基存在，两者在硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂是的作用下，使纳米材料与树脂发生偶联，纳米材料将均匀的分散在树脂当中，在不使用分散剂的前提下也不会产生团聚的问题。纳米金刚石粉、纳米二氧化锆具有高硬度的特点，他们均匀的分散在漆膜中能够有效提高漆膜的抗刮性能。选用纳米金刚石粉、纳米二氧化锆均可实现本发明，其粒径范围优选为20~70nm。

进一步的，单体为二季戊四醇六丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯的混合物。三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯为一种低粘度双官丙烯酸酯单体，其具有优良的韧性，能够显著提高漆膜的附着力；二季戊四醇六丙烯酸酯作为六官能团的单体，具有优异的耐磨性，高硬度和快速光固化的特点；而二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯作为四官能团的单体，在固化过程中拥有良好的交联密度，能够快速地将树脂和单体交联起来。

进一步的，所述光引发剂用本技术领域常用的光引发剂均能实现本发明，优选为4-异丙基硫杂蒽酮，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯的混合物。4-异丙基硫杂蒽酮和4-二甲氨基-苯甲酸乙酯混合使用有极佳的效果，，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯为胺增效剂，而4-异丙基硫杂蒽酮不仅活性高，而且黄变也不严重，两者配合使用有优异的复合性、优秀的固化速度和耐候性。

进一步的，所述稀释剂用本技术领域常用的稀释剂均能实现本发明，本发明中其优选为醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，异丁醇、丙酮中的至少一种。

进一步的，所述功能助剂流平剂，消泡剂中的至少一种。流平剂为本技术领域常用的流平剂，优选为BYK333；消泡剂为本技术领域常用的消泡剂，优选为BYK066N。

进一步的，各组分的重量百分比优选为：

纳米改性树脂20~55%；二季戊四醇六丙烯酸酯5~10%；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯5~10%；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯5~10%；4-异丙基硫杂蒽酮1~2%；4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1~2%；稀释剂25~50%；功能助剂0.5~2%。

本发明具有如下有益效果：

（1）在本发明中采用纳米改性的树脂，使用金刚石粉、纳米二氧化锆对于树脂进行改性，使纳米材料均匀的分散在树脂当中，利用所选用的纳米材料具有高硬度的特点，进一步增加漆膜的硬度和抗刮性能。

（2）该紫外光固化漆采用多官能团的单体混合使用，能够进一步提高树脂和单体的相容性，使得漆膜整体上具有更好的流动性、柔韧性和附着力。

（3）本发明充分利用引发剂、树脂、单体和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。

实施例1

纳米改性树脂的制备：

将4%纳米金刚石粉、3%纳米二氧化钛分散在45%二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和47%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液当中，超声分散2h，预制得分散液；然后将分散液加入带有回流冷凝器和搅拌器的密闭容器中，然后将体系升温到60℃，加入1%硅烷偶联剂，搅拌回流8h，得到所述纳米改性树脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g。

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比计：

纳米改性树脂42%；二季戊四醇六丙烯酸酯8%；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯7%；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯8%；4-异丙基硫杂蒽酮1%；4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1%；丙酮31%；BYK333 1%；BYK066N 1%。

实施例2

纳米改性树脂的制备：

将3%纳米金刚石粉、5%纳米二氧化钛分散在57%二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和34%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液当中，超声分散1.5h，预制得分散液；然后将分散液加入带有回流冷凝器和搅拌器的密闭容器中，然后将体系升温到70℃，加入1%钛酸酯偶联剂，搅拌回流5h，得到所述纳米改性树脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g。

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比计：

纳米改性树脂32%；二季戊四醇六丙烯酸酯9%；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯6%；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯10%；4-异丙基硫杂蒽酮1.5%；4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1.5%；正丁醇38%；BYK333 1%；BYK066N 1%。

实施例3

纳米改性树脂的制备：

将3%纳米金刚石粉、2%纳米二氧化钛分散在48%二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和46%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液当中，超声分散1h，预制得分散液；然后将分散液加入带有回流冷凝器和搅拌器的密闭容器中，然后将体系升温到55℃，加入1%硅烷偶联剂，搅拌回流9h，得到所述纳米改性树脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g。

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比计：

纳米改性树脂53%；二季戊四醇六丙烯酸酯5%；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯6%；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯6%；4-异丙基硫杂蒽酮0.5%；4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1.5%；醋酸丁酯26%；BYK333 1%；BYK066N 1%。

实施例4

纳米改性树脂的制备：

将4%纳米金刚石粉、4%纳米二氧化钛分散在45%二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和46%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液当中，超声分散1h，预制得分散液；然后将分散液加入带有回流冷凝器和搅拌器的密闭容器中，然后将体系升温到60℃，加入1%硅烷偶联剂，搅拌回流6h，得到所述纳米改性树脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g。

一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比计：

纳米改性树脂45%；二季戊四醇六丙烯酸酯6%；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯8%；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯8%；4-异丙基硫杂蒽酮1%；4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1%；醋酸乙酯30%；BYK333 0.5%；BYK066N 0.5%。

性能测试

将实施例分别喷涂塑胶底材上，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和硬度。

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。

硬度：用摆杆硬度计测试，中华铅笔，1KG力。

测定结果如表1所示。

表1性能测试结果

编号	附着力	硬度
			实施例1	5B	5H
实施例2	5B	5H
			实施例3	5B	4H
实施例4	5B	5H

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

1.一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于由如下重量百分比的组分组成：

纳米改性树脂20~55%；

单体15~35%；

光引发剂2~5%；

稀释剂25~50%；

功能助剂0.5~2%；

所述纳米改性树脂由如下重量百分比的组分组成：

二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯 40~60%；

胺改性聚酯丙烯酸酯 30~50%；

纳米金刚石粉2~5%；

纳米二氧化锆2~5%；

偶联剂0.5~1%；

所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羟基值为80~120 mgKOH/g;

所述纳米改性树脂制备工艺如下：

2.根据权利要求1所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述单体为二季戊四醇六丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述光引发剂为4-异丙基硫杂蒽酮，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述稀释剂为醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，异丁醇、丙酮中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述功能助剂流平剂，消泡剂中的至少一种。

7.根据权利要求1~6任意项所述的一种纳米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于，各组分的重量百分比优选为：

纳米改性树脂20~55%；

二季戊四醇六丙烯酸酯5~10%；

二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯5~10%；

三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯5~10%；

4-异丙基硫杂蒽酮1~2%；

4-二甲氨基-苯甲酸乙酯1~2%；

稀释剂25~50%；

功能助剂0.5~2%。