CN104263234A - 一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯70-80份、有机硅丙烯酸酯5-13份、活性稀释剂5-20份、光引发剂1-6份、改性纳米二氧化硅5-20份、纳米二氧化钛2-5份、助溶剂3-5份、缓蚀剂2-6份、助剂6-8份、水30-50份。本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其耐磨性高，稳定性好，防腐蚀性强。

Description

一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料。
背景技术
水性紫外光固化涂料由于其环保、固化速率快、节能等优良性能，符合人们不断增强的环保需求，已成为涂料发展的一个重要方向。但是水性紫外光固化涂料也存在着些许不足，如涂料分散体系的长期稳定性有待提高，固化膜的硬度低、耐腐蚀性差等。因此，制备一种长期稳定、硬度高、耐腐蚀强的水性紫外光固化涂料是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其耐磨性高，稳定性好，防腐蚀性强。
本发明提出了一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯70-80份、有机硅丙烯酸酯5-13份、活性稀释剂5-20份、光引发剂1-6份、改性纳米二氧化硅5-20份、纳米二氧化钛2-5份、助溶剂3-5份、缓蚀剂2-6份、助剂6-8份、水30-50份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20-40份纳米二氧化硅加入到80-120份甲苯中，搅拌30-50min后加入30-60份丙烯酸羟乙酯、0.8-1.5份对甲苯磺酸、0.3-0.6份对叔丁基邻苯二酚和0.1-0.3份β-苯基萘胺，回流反应4-6h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将33份纳米二氧化硅加入到110份甲苯中，搅拌45min后加入56份丙烯酸羟乙酯、1.3份对甲苯磺酸、0.46份对叔丁基邻苯二酚和0.22份β-苯基萘胺，回流反应5.3h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，所述活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或者多种的组合。
优选地，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯基甲酮，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的一种或者多种的组合。
优选地，所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮、乙酸乙酯、环己酮、乙酸丁酯中的一种或者多种的组合。
优选地，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑中的一种或者多种的组合。
优选地，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或者多种的组合。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯72-76份、有机硅丙烯酸酯8-11份、活性稀释剂12-16份、光引发剂3-5.6份、改性纳米二氧化硅9-15份、纳米二氧化钛3-4.5份、助溶剂3.8-4.2份、缓蚀剂3-5.6份、助剂6.7-7.8份、水39-43份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯75份、有机硅丙烯酸酯9份、活性稀释剂13份、光引发剂5.2份、改性纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛4.1份、助溶剂3.95份、缓蚀剂4.83份、助剂7.2份、水42份。
本发明中，改性纳米二氧化硅的改性剂一端与纳米二氧化硅形成化学键，另一端与有机高分子形成了较强的锚嵌、链段缠结、聚合等，减少了纳米二氧化硅表面的羟基，改善了纳米二氧化硅与有机物的相容性，同时提高了纳米二氧化硅与基体之间的作用，使改性纳米二氧化硅在固化膜中分散均匀，粒径分布范围较窄，当涂料受到外力作用时，提高了涂料的力学性能，同时改性剂中的双键参与涂料固化，形成了有机-无机网络杂化结构，提高了涂料的硬度和耐磨性；纳米二氧化钛与改性纳米二氧化硅配合使用，在固化膜中形成了以Si-O-Si、Si-O-Ti和Ti-O-Ti的形式存在的杂化网络结构，加入固化膜中改善了固化膜的韧性、拉伸强度和耐热性，同时赋予了涂料优良的透明性。
本发明中，以聚氨酯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯为预聚体，加入合适的活性稀释剂、光引发剂、纳米二氧化钛和改性纳米二氧化硅，配合助溶剂、缓蚀剂、助剂，并调节了各原料的含量，得到的高硬度防腐蚀紫外光固化涂料硬度高，其耐磨性高，稳定性好，防腐蚀性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料中，聚氨酯丙烯酸酯的重量份可以为70.3、71、71.5、72.6、73、73.4、74、74.2、75.3、76.8、77、77.5、78、78.6、79、79.4份，有机硅丙烯酸酯的重量份可以为5.6、6、6.4、7、7.5、8.3、9.4、10、10.2、11.5、12、12.6份，活性稀释剂的重量份可以为5.6、6、6.3、6.9、7、7.5、8、8.6、9、9.1、10、10.5、11、11.6、12.3、13.4、14、14.3、15、15.6、16.9、17、17.5、18、18.3、19、19.4份，光引发剂的重量份可以为1.3、2、2.5、3.4、4、4.5、5、5.9份，改性纳米二氧化硅的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.8、8、8.5、9.3、10、10.2、11、12.3、14、14.5、15.3、16、16.7、17、17.5、18、18.4、19、19.3份，纳米二氧化钛的重量份可以为2.3、2.8、3.5、4、4.6、4.9份，助溶剂的重量份可以为3.2、3.5、3.59、3.7、3.9、4.1、4.5、4.9、份，缓蚀剂的重量份可以为2.6、3.4、4、4.5、5、5.3、5.8份，助剂的重量份可以为6.2、6.5、6.9、7、7.6、7.9份，水的重量份可以为32、35.6、36、36.9、40、40.5、45、45.6、47、47.5、48、48.6、49、49.5份。
实施例1
本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯70份、有机硅丙烯酸酯13份、活性稀释剂5份、光引发剂6份、改性纳米二氧化硅5份、纳米二氧化钛5份、助溶剂5份、缓蚀剂6份、助剂6份、水50份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将40份纳米二氧化硅加入到80份甲苯中，搅拌50min后加入30份丙烯酸羟乙酯、1.5份对甲苯磺酸、0.3份对叔丁基邻苯二酚和0.3份β-苯基萘胺，回流反应4h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例2
本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯80份、有机硅丙烯酸酯5份、三丙二醇二丙烯酸酯20份、光引发剂1份、改性纳米二氧化硅20份、纳米二氧化钛2份、乙醇3份、甲基苯并三氮唑0.3份、巯基苯并噻唑1.7份、润湿剂8份、水30份；
其中，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦按任意重量份之比的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20份纳米二氧化硅加入到120份甲苯中，搅拌30min后加入60份丙烯酸羟乙酯、0.8份对甲苯磺酸、0.6份对叔丁基邻苯二酚和0.1份β-苯基萘胺，回流反应6h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例3
本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯79份、有机硅丙烯酸酯10.2份、二丙二醇二丙烯酸酯4.1份、甲基丙烯酸酯5份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1.3份，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦3.2份、改性纳米二氧化硅12.3份、纳米二氧化钛4.6份、丁醇2份、丙二醇乙醚2.1份、缓蚀剂5.3份、分散剂3.6份、消泡剂4份、水45.6份；
其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑按任意重量份之比的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将23份纳米二氧化硅加入到99份甲苯中，搅拌42min后加入53份丙烯酸羟乙酯、1.26份对甲苯磺酸、0.42份对叔丁基邻苯二酚和0.23份β-苯基萘胺，回流反应5.2h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例4
本发明所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯75份、有机硅丙烯酸酯9份、活性稀释剂13份、1-羟基-环已基苯基甲酮5.2份、改性纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛4.1份、助溶剂3.95份、苯并三氮唑4.83份、助剂7.2份、水42份；
其中，所述活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯按任意重量份之比的组合；所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮、乙酸乙酯、环己酮、乙酸丁酯按任意重量份之比的组合；所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂按1:2:3:4的重量份之比的组合；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将33份纳米二氧化硅加入到110份甲苯中，搅拌45min后加入56份丙烯酸羟乙酯、1.3份对甲苯磺酸、0.46份对叔丁基邻苯二酚和0.22份β-苯基萘胺，回流反应5.3h，降温后过滤，用甲苯洗涤后在70℃下干燥3h得到所述改性纳米二氧化硅。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯70-80份、有机硅丙烯酸酯5-13份、活性稀释剂5-20份、光引发剂1-6份、改性纳米二氧化硅5-20份、纳米二氧化钛2-5份、助溶剂3-5份、缓蚀剂2-6份、助剂6-8份、水30-50份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20-40份纳米二氧化硅加入到80-120份甲苯中，搅拌30-50min后加入30-60份丙烯酸羟乙酯、0.8-1.5份对甲苯磺酸、0.3-0.6份对叔丁基邻苯二酚和0.1-0.3份β-苯基萘胺，回流反应4-6h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将33份纳米二氧化硅加入到110份甲苯中，搅拌45min后加入56份丙烯酸羟乙酯、1.3份对甲苯磺酸、0.46份对叔丁基邻苯二酚和0.22份β-苯基萘胺，回流反应5.3h，降温后过滤，经洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或者多种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环已基苯基甲酮，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丁醇、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、丁酮、丙酮、乙酸乙酯、环己酮、乙酸丁酯中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑中的一种或者多种的组合。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯72-76份、有机硅丙烯酸酯8-11份、活性稀释剂12-16份、光引发剂3-5.6份、改性纳米二氧化硅9-15份、纳米二氧化钛3-4.5份、助溶剂3.8-4.2份、缓蚀剂3-5.6份、助剂6.7-7.8份、水39-43份。
9.根据权利要求8所述高硬度防腐蚀紫外光固化涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯75份、有机硅丙烯酸酯9份、活性稀释剂13份、光引发剂5.2份、改性纳米二氧化硅12份、纳米二氧化钛4.1份、助溶剂3.95份、缓蚀剂4.83份、助剂7.2份、水42份。
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