CN104403550A - 自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，包括如下重量百分比的组分：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂33～39％，环氧丙烯酸酯22～28％，聚酯丙烯酸酯20～24％，溶剂8～15％，光引发剂3～5％，分散剂0.5～3％，流平剂0.5～3％；所述溶剂为酯酸丁酯、甲基异丁基酮中的一种或两种。有益效果是，可薄涂、耐脏污、防指纹，提高了现用的紫外光固化材料涂膜的化学性能，减少了能源消耗，节约了成本；具有耐候性强，耐磨、抗化学腐蚀；涂膜的黄变性较小，拉伸强度下降，得到了综合性能较好的紫外线涂料。

Description

自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料
技术领域
本发明属于紫外光固化涂料技术领域，具体是涉及一种自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料。
背景技术
随着人们的生活水平的不断提高和科技的不断进步，全球消费者要求使用的电子电器产品外观在色泽亮丽、外形精致、款式新颖的同时，还需要产品满足使用原材料绿色环保、基材材质优良、表面喷漆后持久耐磨不易划伤、抗指纹、抗化学品腐蚀等各项性能在之前传统油漆上能更上一个新台阶，以保证长时间对机壳表面起到保证色泽并持续保护的作用。
传统的紫外光固化涂料通常为厚涂，表面性能可以达到以上要求。但其膜厚通常在25μm以上，大量消耗了能源与材料，其中有机溶剂达到25％以上，严重污染了环境，因此需要提供薄涂紫外光固化纳米涂料等新材料。薄涂、耐脏污、防指纹材料不仅提高了现用的紫外光固化材料涂膜的化学性能，减少了能源消耗，节约了成本，添加了高耐磨的混合聚氨酯丙烯酸，提高了使用性，这一项目就成了本申请的主要任务。
发明内容
本发明的目的是要克服上述现有技术中的缺点，提供一种自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，利用纳米原材料和高耐磨的聚氨酯混合高分子复合材料，达到高交联度，薄涂的致密性，从而改变漆膜表面的整体性能，起到耐磨、高硬度、防污的效果。
为达到上述的目的，本发明是通过以下的技术方案实现的：
以下的组分重量百分比都是以涂料总重量为基准。
提供一种自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，脂肪族聚氨酯丙烯酸脂33～39％，环氧丙烯酸酯22～28％，聚酯丙烯酸酯20～24％，溶剂8～15％，光引发剂3～5％，分散剂0.5～3％，流平剂0.5～3％；所述溶剂为酯酸丁酯、甲基异丁基酮中的一种或两种。
在聚合的条件下，酯能分解成酸和醇，引起可逆反应。因此酯化进行到某一程序时，酯化反应速度和水分解反应的速度相等，此时的状态称之为平衡状态。缩合聚合时，分子构造及配置上，其使用原料的配合比例有一定的限制，若任意使某一方(酸和醇)过量的话，易生成低分子化合物，使分子中极性过大，而有耐磨性差的危险，不饱和酸较少时，弯曲性增大，酸和醇的碳链长度也影响涂膜的性能，链长较长时，耐水性较好，耐磨性好，硬度高，但干燥时间要长。添加高分子纳米材料，使其流平、丰满增加，耐化学性好。
经研究发现，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是高性混合物，由丙烯酸酯、甲基丙烷、二季戊四醇和活性单体反应制得，丙烯酸酯和甲基丙烷是综合性能优良的聚合物，具有固化速度快，易与环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯树脂混溶，并产生连锁聚合，涂料具有高耐磨、耐化学品好等优点，采用聚氨酯聚合物，可以有效控制涂料固化交联密度，改善涂膜的物理机械性能和化学性能。
涂料的膜厚为14－18μm，可以使其停止而形成比较低的分子量，利用聚氨酯有很好的流平效果，减少传统的膜厚度，最终使这种复合材料降低成本，减少了能源损耗，使具有少污染，无毒性等优点。
以上所述的技术方案中，所述光引发剂是型号PIBDK的光引发剂。所述分散剂是型号为BYK2008的分散剂。所述流平剂是型号为BYK333的流平剂。
本发明的技术方案与现有技术中的紫外线涂料体系相比，其有益效果在于，薄涂、耐脏污、防指纹，不仅提高了现用的紫外光固化材料涂膜的化学性能，减少了能源消耗，节约了成本；具有耐候性强，耐磨、抗化学腐蚀；涂膜的黄变性较小，拉伸强度下降，得到了综合性能较好的紫外线涂料。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
经研究发现本发明的薄涂紫外光固化纳米涂料的膜厚、附着力和耐磨性能影响最大的是脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯、PIBDK光引发剂(化学名称：安息香双甲醚)的重量百分比，其它组分对涂料的膜厚、附着力和耐磨性能在做微小变化时不会发生性能上的改变，因此，以下实施例主要采用脂肪族聚氨酯丙烯酸脂、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、PIBDK光引发剂的重量百分比发生变化的情况进行说明。
本实施例中的BYK2008，BYK333均为德国毕克公司的产品型号。
以下实施例的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料的生产过程是：在搅拌情况下，在脂肪族聚氨酯丙烯酸脂中依次加入环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、溶剂、光引发剂、分散剂、流平剂，得到成品，即自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料。
对实施例中制得的成品都进行测试，测试的项止和方法如下：
(1)膜厚的测量，将制得的成品在在样板上涂摸一次，待膜干后采用膜厚测试仪测量其膜厚；
(2)附着力的测试，用1mmx1mm之百格刀在膜上均匀划出一定规格尺寸的方格，用600#3M胶带测试划格处，贴紧并瞬间撕脱，要求是掉漆不可超过百格面格的5％。
(3)薄膜的耐磨性测试，在RCA纸带磨耗试验机上，荷重175g，纸带速度5cm/秒测试，直到露底材时记录磨损次数，次数越多耐磨性越好。
实施例1：
本实施例的各组分重量百分比为：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯38％，环氧丙烯酸酯21％，聚酯丙烯酸酯21.5％，甲基异丁基酮13.2％，PIBDK光引发剂3.7％，BYK2008分散剂1.1％，BYK333流平剂1.5％。
称量各组分，在脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中依次加入其它组分，并混合均匀，得到涂料，测试自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料的膜厚、附着力、RCA纸带耐磨测试验。
测试结果为膜厚17μm、附着力测试为漆膜表面无脱漆、RCA纸带耐磨测试的磨损次数达4300次以上才露底材。
实施例2：
本实施例的各组分重量百分比为：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯36％，环氧丙烯酸酯23％，聚酯丙烯酸酯21.5％，酯酸丁酯13.2％，PIBDK光引发剂3.7％，BYK2008分散剂1.1％，BYK333流平剂1.5％。
称量各组分，在脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中依次加入其它组分，并混合均匀，得到涂料，测试自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料的膜厚、附着力、RCA纸带耐磨测试。
测试结果为膜厚15μm、附着力测试为漆膜表面无脱漆、RCA纸带耐磨测试的磨损次数达5300次以上才露底材，本实施例的组分其耐磨性能非常好。
实施例3
本实施例的各组分重量百分比为：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯34％，环氧丙烯酸酯25％，聚酯丙烯酸酯21.5％，酯酸丁酯8％、甲基异丁基酮5％，PIBDK光引发剂3.9％，BYK2008分散剂1.1％，BYK333流平剂1.5％。
称量各组分，在脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中依次加入其它组分，并混合均匀，得到涂料，测试自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料的膜厚、附着力、RCA纸带耐磨测试。
测试结果为膜厚15μm、附着力测试为漆膜表面无脱漆、RCA纸带耐磨测试的磨损次数达4700次以上才露底材。
虽然本发明的优选实例被以作为例证的目的进行披露，但本领域的技术人员可以理解各种修改、添加和替换是可能的，只要其不脱离所附权利要求中详述的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于包括如下重量百分比的组分：脂肪族聚氨酯丙烯酸脂33～39％，环氧丙烯酸酯22～28％，聚酯丙烯酸酯20～24％，溶剂8～15％，光引发剂3～5％，分散剂0.5～3％，流平剂0.5～3％；所述溶剂为酯酸丁酯、甲基异丁基酮中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于：所述的光引发剂是型号为PIBDK的光引发剂。
3.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于：所述的分散剂是型号为BYK2008的分散剂。
4.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于：所述的流平剂是型号为BYK333的引发剂。
5.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于包括如下重比百分比的组分：
脂肪族聚氨酯丙烯酸脂38％，环氧丙烯酸酯21％，聚酯丙烯酸酯21.5％，甲基异丁基酮13.2％，PIBK光引发剂3.7％，BYK2008分散剂1.1％，BYK流平剂1.5％。
6.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于包括如下重比百分比的组分：
脂肪族聚氨酯丙烯酸脂36％，环氧丙烯酸酯23％，聚酯丙烯酸酯21.5％，酯酸丁酯13.2％，PIBK光引发剂3.7％，BYK2008分散剂1.1％，BYK流平剂1.5％。
7.根据权利要求1所述的自由基连锁聚合的薄涂紫外光固化纳米涂料，其特征在于包括如下重比百分比的组分：
脂肪族聚氨酯丙烯酸脂34％，环氧丙烯酸酯25％，聚酯丙烯酸酯21.5％，酯酸丁酯8％、甲基异丁基酮5％，PIBK光引发剂3.9％，BYK2008分散剂1.1％，BYK流平剂1.5％。
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