CN104419298B - 一种双重固化的uv辊涂底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双重固化的UV辊涂底漆及其制备方法，该双重固化的UV辊涂底漆包含以下重量份的组分：环氧树脂9~18份；UV树脂20~30份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂3~6份；附着力促进剂5~10份；活性稀释剂8~20份；润湿分散剂2~4份；脱泡剂0.1~0.5份；光引发剂4~7份；防流挂增强剂0.2~0.6份；触变剂0.2~0.3份；填料17~35份。本发明包含UV辐射固化和环氧固化两种反应，固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，杂质、溶剂残留少，也有环氧漆较好的耐化学品腐蚀性，高附着力，优秀的物理机械性能。此外本发明是单组份涂料，不需要像环氧涂料那样使用前才混合，也没有过多的溶剂挥发，低碳环保。

Description

一种双重固化的UV辊涂底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种UV涂料，特别涉及一种双重固化的UV辊涂底漆涂料。

背景技术

涂料是一种含颜料或不含颜料的，用树脂及油等制成的化工产品。将涂料涂覆在物体表面上能够干结成膜，使被涂物体的表面与环境介质相隔离，从而对被涂物体起到的保护和装饰的作用。根据功能不同，涂料包括：装饰涂料、防腐涂料、隔热涂料和防火涂料等。近年来，随着人们对环境保护意识的不断增强，对自身健康不断关注，迫切需要一种既环保低碳，又对施工人员自身没有太大毒害的涂料，UV涂料也就由此诞生，并得到快速发展。

现有的UV涂料一般都是单纯的光固化反应，即通过紫外光的照射，使得光引发剂分解出自由基，这些自由基让UV树脂产生交联反应，得到固化的漆膜。根据使用的方式不同，又分为辊涂UV涂料、淋涂UV涂料，刷涂UV涂料、喷涂UV涂料等。辊涂UV涂料本身在木材，竹材以及部分高分子聚合物上面有较好的附着力，但是对于金属材料，就显得力不从心，固化后的漆膜在金属材料上面极易脱落，导致无法在金属材料上面使用UV涂料而且UV涂料本身没有什么耐化学品腐蚀性能，机械柔韧性很差。

因此，需要一种环保，无溶剂挥发，快速固化，又能够在金属材料上面有较好附着力，具备较好柔韧性、耐酸、耐碱、耐水性能的涂料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种可以使用在金属材料，并提供较好的耐化学品腐蚀性能的双重固化的UV辊涂底漆。

为了达到上述目的，本发明提供一种双重固化的UV辊涂底漆，包含以下重量份的组分：

环氧树脂 9~18份；

UV树脂 20~30份；

微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3~6份；

附着力促进剂 5~10份；

活性稀释剂 8~20份；

润湿分散剂 2~4份；

脱泡剂 0.1~0.5份；

光引发剂 4~7份；

防流挂增强剂 0.2~0.6份；

触变剂 0.2~0.3份；

填料 17~35份。

优选的，所述活性稀释剂为双官能团活性稀释剂，该双官能团活性稀释剂为三缩丙二醇二丙烯酸酯。

优选的，所述光引发剂进一步包括以下重量份的组分：

耐黄变光引发剂 3~5份；

厚膜体系光引发剂 1~2份。

优选的，所述填料进一步包括以下重量份的组分：

遮盖力增强填料 9~20份；

体质填料 8~15份。

优选的，所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯。

优选的，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂的壁壳为聚甲基丙烯酸甲酯。

优选的，所述附着力促进剂为巯基衍生物；所述润湿分散剂为具有酸性基团的共聚体溶液；所述脱泡剂为不含硅酮的有机聚合物。

优选的，所述耐黄变光引发剂为2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜体系光引发剂为苯基双氧化膦。

优选的，所述防流挂增强剂为聚羟基羧酸酰胺；所述触变剂为气相法亲水性的二氧化硅。

优选的，所述遮盖力增强填料为硫酸法二氧化钛；所述体质填料为滑石粉。

一种制备双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于包括如下步骤：

将9~18份的环氧树脂、20~30份的UV树脂、5~10份的附着力促进剂、8~20份的活性稀释剂混合均匀后，依次加入2~4份的润湿分散剂、0.1~0.5份的脱泡剂、0.2~0.6份的防流挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再加入4~7份的光引发剂，中速700r/min 搅拌均匀，再依次加入0.2~0.3份的触变剂、17~35份的填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入3~6份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min。

优选的，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备：

将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；向所述酚醛胺改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化剂和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶囊化酚醛胺改性固化剂。

本发明提供的双重固化的UV辊涂底漆，漆膜的附着力出色，特别是在钢铁等金属材料上面，在具备普通UV辊涂底漆的特性外，还拥有环氧树脂体系涂料所具备的特有性能，比如具有良好的韧性，有一定的耐酸、耐碱、耐水性能，物理机械性能优良。因为包含UV辐射固化和环氧固化两种反应，所以固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，杂质、溶剂残留少的特性，也具有环氧漆较好的耐化学品腐蚀性，高附着力，以及优秀的物理机械性能。本发明提供的双重固化的UV辊涂底漆为单组份型涂料，为了使环氧体系稳定的存在于UV体系当中，本发明使用微胶囊化的酚醛胺改性固化剂。相对于现有的酚醛胺改性固化剂，微胶囊化酚醛胺改性固化剂表面包覆有高分子壁壳，该壁壳在破碎前将酚醛胺改性固化剂与环氧树脂相隔离，使酚醛胺改性固化剂能稳定存在于涂料体系中，不会在存储过程中发生固化。当进行辊涂一道后，辊轮与需要被涂覆的底材之间产生的巨大压力使得微胶破裂，壁壳在破碎后，酚醛胺改性固化剂与环氧树脂发生固化，形成致密漆膜。本发明提供的上述涂料，必须使用在辊涂方式中，可以同普通UV涂料一样储存保管。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明公开了一种双重固化的UV辊涂底漆，其包含以下重量份的组分：

环氧树脂 9~18份；

UV树脂 20~30份；

微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3~6份；

附着力促进剂 5~10份；

活性稀释剂 8~20份；

润湿分散剂 2~4份；

脱泡剂 0.1~0.5份；

光引发剂 4~7份；

防流挂增强剂 0.2~0.6份；

触变剂 0.2~0.3份；

填料 17~35份。

所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂，具体选用岳阳石化总厂的CYDF-170环氧树脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯，具体选用江苏三木集团的双酚A型环氧丙烯酸酯6105-80。双酚A型环氧丙烯酸酯和双酚F型环氧树脂是主要成膜物质，它们之间互相贯穿，交联，起到相互协同作用，既拥有UV树脂的高丰满度，高硬度，环保等特性，又具有环氧树脂特有的对金属材料高附着力，较好的耐化学品腐蚀性能。

相对于现有的酚醛胺改性固化剂，本发明使用的微胶囊化酚醛胺改性固化剂表面包覆有高分子壁壳，壁壳被破坏前起到避免酚醛胺改性固化剂与双酚F型环氧树脂发生固化反应的作用。当涂装过程中的漆膜遇到外力挤压作用后，微胶囊壁壳便发生破碎，酚醛胺改性固化剂发挥作用，使双酚F型环氧树脂迅速固化成膜。经过辊涂后的样板，立即进行紫外光照射，照射能量不小于300mj/cm²，这样，整个底漆涂料在发生UV固化的同时，又伴随着环氧树脂的固化反应。上述微胶囊化酚醛胺改性固化剂的壁壳优选为聚甲基丙烯酸甲酯，其可按照如下方法制备：将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；向所述酚醛胺改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化剂和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶囊化的酚醛胺改性固化剂。其中，酚醛胺改性固化剂具体产品如：深圳佳迪达公司的T-31固化剂。

附着力促进剂的作用在于提高漆膜对金属材料的附着力，本发明的附着力促进剂采用巯基衍生物，具体可采用美国氰特工业公司的EBECRYL-375产品。

活性稀释剂的作用在于降低树脂体系粘度，在参与固化反应时不会有残留，不会挥发到环境中，达到环保效果。本发明的活性稀释剂采用双官能团的三缩丙二醇双丙烯酸酯，具体可采用美国氰特工业公司的TPGDA活性稀释剂。

润湿分散剂的作用是使各种颜填料表面充分润湿，并均匀的分散在树脂当中，长期存放也不会絮凝结块。润湿分散剂采用具有酸性基团的共聚体溶液，具体可采用德国毕克化学公司的BYK-110润湿分散剂。

脱泡剂的作用在于对涂料体系起到降低漆膜的表面能，使漆膜中的气泡更容易移动至漆膜表面，并快速破裂，排除空气，其脱泡作用明显。脱泡剂采用不含硅酮的有机聚合物，具体可采用德国迪高公司的TEGO-920脱泡剂。

光引发剂的作用在于避光储存中，涂料相当稳定，不会固化，当涂料经过紫外光照射，光引发剂会被激活，分解出自由基，自由基可以使得UV树脂迅速交联固化。本发明的光引发剂包括耐黄变光引发剂和厚膜体系光引发剂。耐黄变光引发剂在固化UV树脂后，形成的漆膜有较好的耐候性，厚膜体系光引发剂可以使用在漆膜较厚的涂料中，确保UV树脂正常固化而不会发生因漆膜较厚，紫外光无法照射到漆膜里面的现象。本发明的耐黄变光引发剂采用2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，具体可以采用南京瓦力化工科技有限公司的1173耐黄变光引发剂；厚膜体系光引发剂采用苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦，具体可以采用荆门市申博化工有限公司的YK-XBPO厚膜体系光引发剂。

防流挂增强剂的作用在于协同触变剂，起到增强抗流挂特性。防流挂增强剂采用聚羟基羧酸酰胺溶液，具体可以采用德国毕克化学公司的BYK-405防流挂增强剂。

触变剂的作用在于提供UV辊涂底漆涂料触变行性，保证在辊涂后，涂料不会流挂，同时保证UV辊涂底漆涂料在储存过程中不会发生分层和沉淀现象。触变剂采用气相法亲水性的二氧化硅，具体可以采用德国德固赛公司的AEROSIL-200触变剂。

本发明的填料包括遮盖力增强填料和体质填料。遮盖力增强填料的作用在于提供漆膜一定的遮盖力，并能够参与调色，与颜料均匀混合，同时提供耐侯耐老化特性。遮盖力增强填料优选采用硫酸法二氧化钛，具体如：沧州海纳化工有限公司的NTR-606。体质填料的作用在于协助漆膜成型，提供优良的机械性能，包括柔韧性，抗冲击性。本发明的体质填料优选采用滑石粉，具体如：常州诚致化工有限公司的TP-1250。

本发明双重固化的UV辊涂底漆可以按照如下方法进行涂装：

先将涂料搅拌均匀，从单辊涂布机进料口倒入，进行全自动辊涂，辊涂好的样板会随传送带立即进入双灯UV干燥机，能力不小于300mj/cm²，所有设备都是全自动运行，无需复杂的人工操作。辊涂机优选采用单辊涂布机，干燥机优选采用双灯UV干燥机，具体如：台湾丰巧集团的FC600。

本发明涉及的双重固化的UV辊涂底漆各组分的重量份数及具体生产方法如实施例1-3所述：

实施例1-3中的各组分来源如下：

环氧树脂均购自岳阳石化总厂，产品牌号为CYDF-170；

UV树脂均购自江苏三木集团，产品牌号为6105-80；

附着力促进剂均购自美国氰特工业公司，产品牌号为EBECRYL-375；

双官能团活性稀释剂均购自美国氰特工业公司，产品牌号为TPGDA；

润湿分散剂均购自德国毕克化学公司，产品牌号为BYK-110；

脱泡剂均购自德国迪高公司，产品牌号为TEGO-920；

耐黄变光引发剂均购自南京瓦力化工科技有限公司，产品牌号为1173；

厚膜体系光引发剂均购自荆门市申博化工有限公司，产品牌号为YK-XBPO；

防流挂增强剂均购自德国毕克化学公司，产品牌号为BYK-405；

触变剂均购自德国德固赛公司，产品牌号为AEROSIL-200；

遮盖力增强填料均购自沧州海纳化工有限公司，产品牌号为NTR-606；

体质填料均购自常州诚致化工有限公司，产品牌号为TP-1250；

微胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备而成：

将酚醛胺改性固化剂溶解于二甲苯中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液加到酚醛胺改性固化剂溶液中，然后将得到的混合溶液加入水中，搅拌乳化后蒸发去除二甲苯，得到微胶囊化酚醛胺改性固化剂。酚醛胺改性固化剂均购自深圳佳迪达公司，产品牌号为T-31。

实施例1

组份：UV树脂30份；环氧树脂9份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂3份；附着力促进剂5份；双官能团活性稀释剂15份；润湿分散剂2份；脱泡剂0.1份；耐黄变光引发剂5份；厚膜体系光引发剂2份；防流挂增强剂0.6份；触变剂0.3份；遮盖力增强填料20份；体质填料8份。

制备方法：将9份的环氧树脂、30份的UV树脂、5份的附着力促进剂、15份的双官能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入2份的润湿分散剂、0.1份的脱泡剂、0.6份的防流挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入5份的耐黄变光引发剂、2份的厚膜体系光引发剂，中速700r/min 搅拌均匀，再依次加入0.3份的触变剂、20份的遮盖力增强填料、8份的体质填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入3份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合物。

将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆通过全自动辊涂机就可以进行涂装操作了，所涂装的底材为木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，以及不需要重点防腐用途的金属材料。本实例涂料是没有调色的实色涂料，即为白色。

实施例2

组份：UV树脂20份；环氧树脂18份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂6份；附着力促进剂10份；双官能团活性稀释剂8份；润湿分散剂3份；脱泡剂0.5份；耐黄变光引发剂3份；厚膜体系光引发剂1份；防流挂增强剂0.2份；触变剂0.3份；遮盖力增强填料18份；体质填料12份。

制备方法：将18份的环氧树脂、20份的UV树脂、10份的附着力促进剂、8份的双官能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入3份的润湿分散剂、0.5份的脱泡剂、0.2份的防流挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入3份的耐黄变光引发剂、1份的厚膜体系光引发剂，中速700r/min 搅拌均匀，再依次加入0.3份的触变剂、18份的遮盖力增强填料、12份的体质填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入6份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合物。

将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆涂料通过全自动辊涂机就可以进行涂装操作了，所涂装的底材为需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特别适合于各种金属材料。本实例涂料是没有调色的实色涂料，即为白色。

实施例3

组份：UV树脂23份；环氧树脂12份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂4份；附着力促进剂6份；双官能团活性稀释剂20份；润湿分散剂4份；脱泡剂0.4份；耐黄变光引发剂3份；厚膜体系光引发剂1份；防流挂增强剂0.4份；触变剂0.2份；遮盖力增强填料9份；体质填料15份，丙烯酸型大红色浆2份。

制备方法：将12份的环氧树脂、23份的UV树脂、6份的附着力促进剂、20份的双官能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入4份的润湿分散剂、0.4份的脱泡剂、0.4份的防流挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入3份的耐黄变光引发剂、1份的厚膜体系光引发剂，中速700r/min 搅拌均匀，再依次加入0.2份的触变剂、9份的遮盖力增强填料、15份的体质填料，2份的丙烯酸型大红色浆进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入4份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合物。

将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆涂料通过全自动辊涂机就可以进行涂装操作了，所涂装的底材为需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特别适合于各种金属材料，并且本实例涂料是已经调配成大红色的。

对实施例1~3制备的双重固化的UV辊涂底漆固化后形成漆膜进行力学性能和耐腐蚀性能，测试结果列于表1。

表1 固化后的漆膜机械性能和耐腐蚀性能测试结果

测试项目	测试条件说明	实施例1	实施例2	实施例3
					涂料适用期	涂装后的漆膜自修复有效期	6个月	6个月	6个月
硬度	铅笔硬度	2H	2H	2H
					打磨性	240#砂纸磨	易打磨	易打磨	易打磨
耐湿热	40℃Χ98%RHΧ240h	无异状	无异状	无异状
					耐冷热循环	-30℃Χ2h，60℃Χ2h为一个循环周期，共40次循环	无异状	无异状	无异状
耐洗刷性	50%浓度洗发水，400次洗刷	无异状	无异状	无异状
					耐醇性	99.7%乙醇，400次摩擦	无异状	无异状	无异状
耐手汗	手汗腐蚀测试	无异状	无异状	无异状
					抗冲击	漆膜测试	50cm正常	50cm正常	50cm正常
柔韧性	漆膜测试	2mm正常	2mm正常	2mm正常

本产品可以通过ROHS检测

由上述结果可知，本发明提供的双重固化的UV辊涂底漆固化后形成的漆膜具有较高的附着力、硬度、抗冲击强度和柔韧性。同时，其还具有较高的耐水、耐湿热和耐碱性能。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于包含以下重量份的组分：

环氧树脂 9~18份；

UV树脂 20~30份；

微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3~6份；

附着力促进剂 5~10份；

活性稀释剂 8~20份；

润湿分散剂 2~4份；

脱泡剂 0.1~0.5份；

光引发剂 4~7份；

防流挂增强剂 0.2~0.6份；

触变剂 0.2~0.3份；

填料 17~35份；

所述防流挂增强剂为聚羟基羧酸酰胺；

所述附着力促进剂为巯基衍生物。

2.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，

所述活性稀释剂为双官能团活性稀释剂，该双官能团活性稀释剂为三缩丙二醇二丙烯酸酯。

3.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，

所述光引发剂进一步包括以下重量份的组分：

耐黄变光引发剂 3~5份；

厚膜体系光引发剂 1~2份。

4.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，

所述填料进一步包括以下重量份的组分：

遮盖力增强填料 9~20份；

体质填料 8~15份。

5.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯。

6.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂的壁壳为聚甲基丙烯酸甲酯。

7.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述润湿分散剂为具有酸性基团的共聚体溶液；所述脱泡剂为不含硅酮的有机聚合物。

8.根据权利要求3所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述耐黄变光引发剂为2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜体系光引发剂为苯基双氧化膦。

9.根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述触变剂为气相法亲水性的二氧化硅。

10.根据权利要求4所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述遮盖力增强填料为硫酸法二氧化钛；所述体质填料为滑石粉。

11.一种制备如权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于包括如下步骤：

将9~18份的环氧树脂、20~30份的UV树脂、5~10份的附着力促进剂、8~20份的活性稀释剂混合均匀后，依次加入2~4份的润湿分散剂、0.1~0.5份的脱泡剂、0.2~0.6份的防流挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再加入4~7份的光引发剂，中速700r/min 搅拌均匀，再依次加入0.2~0.3份的触变剂、17~35份的填料，进行高速分散15min, 最后在低速分散过程中加入3~6份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min。

12.根据权利要求11所述的制备双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备：

将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；向所述酚醛胺改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化剂和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶囊化酚醛胺改性固化剂。