CN104629615B

CN104629615B - 一种木板制品表面涂覆用uv光油及其涂覆方法

Info

Publication number: CN104629615B
Application number: CN201510088154.5A
Authority: CN
Inventors: 魏风军; 贾秋丽; 张炎斌; 葛瑞红; 刘海静; 谢华胜
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: CN104629615A

Abstract

一种木板制品表面涂覆用UV光油及其涂覆方法，UV光油由聚氨酯丙烯酸酯13~26%、环氧丙烯酸酯13~26%、活性稀释剂30~52%、无水乙醇12~20%、气相白炭黑1~4%、浆料3~5%、氮化硼1.2~2%、硅烷偶联剂0.5~1%、消泡剂0.2~1%和流平剂0.2~1%组成，其中，浆料由摩尔比为1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的钛酸丁酯、氟化钠、硝酸银和螯合剂组成；利用该UV光油涂覆的木板制品，通过辊涂、上光、流平，然后再经过紫外光照射固化完成涂覆作业，具有自洁、抗菌功能，且具有比较优异的耐磨性、粘结强度及硬度，同时具有良好的光洁度。

Description

一种木板制品表面涂覆用UV光油及其涂覆方法

技术领域

本发明涉及UV光油技术领域，具体的说是一种木板制品表面涂覆用UV光油及其涂覆方法。

背景技术

现有木板加工成型后，其表面质量，如耐候性、耐磨性差及硬度低等，仍是影响木板制品长期使用的关键因素之一。尤其是在目前，家庭使用中的环保要求及洁净度、光洁度对于木板制品的表面具有某些特殊的功能要求；特别是在高档家具中对其表面质量要求高。市场迫切需求外观好、性价比高的木板制品，及研发工艺简便、性能可靠的木板表面涂覆技术，以提高木板制品对其他材料的竞争力，是目前较紧迫的一个课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐候性和耐磨性好，且自洁能力强的木板制品表面涂覆用UV光油，及其涂覆方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种木板制品表面涂覆用UV光油，由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯13~26%、环氧丙烯酸酯13~26%、活性稀释剂30~52%、无水乙醇12~20%、气相白炭黑1~4%、浆料3~5%、氮化硼1.2~2%、硅烷偶联剂0.5~1%、消泡剂0.2~1%和流平剂0.2~1%，所述的浆料由摩尔比为1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的钛酸丁酯、氟化钠、硝酸银和螯合剂组成。

所述的活性稀释剂由重量比为20~30：20~40：5~10的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯和1-羟基环己基苯基酮组成，该活性稀释剂具有高活性和高附着力。

本发明中的硅烷偶联剂为折光率为1.418~1.421，纯度≥97%的氨基偶联剂；所述的消泡剂为有机硅消泡剂；所述的流平剂为有机硅流平剂；所述的氮化硼为单层状，平均粒径为5微米，纯度≥99%。

木板制品表面涂覆用UV光油的涂覆方法，包括以下步骤：步骤一、按照所述原料重量百分比，将称取的氮化硼和硅烷偶联剂，以球磨分散的方式分散到部分无水乙醇中，得到混合物A，备用；氮化硼、硅烷偶联剂和该步骤所用无水乙醇的重量比为1：0.5：10；

步骤二、以1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的摩尔比，依次量取钛酸丁酯溶液、氟化钠、硝酸银溶液和螯合剂，将钛酸丁酯和剩余的无水乙醇混合搅拌，然后加入氟化钠，在50~60℃下搅拌2~3h；然后再加入硝酸银溶液、螯合剂和所称取的气相白炭黑，在450~800℃下加热10~30min，然后超声波混合均匀，制得混合物B，备用；

步骤三、按照所述原料重量百分比，将称取的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、消泡剂和流平剂混合均匀，然后加入混合A和混合物B，制得UV光油，备用；

步骤四、将木板基材打磨光滑后，采用喷枪将步骤三制得的UV光油均匀喷涂在木板基材上，喷涂量为35~45g/m²，喷枪压力为0.9MPa，喷涂完毕后，将木板基材在35~40℃下烘干10~30min后，将木板基材通过功率为80~120W/cm的UV固化机中，当木板基材恢复至室温时，完成涂覆作业。

本发明中，步骤一利用氮化硼、硅烷偶联剂和无水乙醇制得改性氮化硼，使氮化硼能够均匀地分散在聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中，使涂覆后的UV光油表面呈现出较低的表面能和摩擦系数，可以使水汽等与UV光油表面处于不润湿状态，有效防止木板制品的吸湿现象；而且，单层氮化硼类石墨烯结构，还能提高UV光油的的耐磨性能。

有益效果：1、本发明的步骤二中，利用钛酸丁酯溶液、螯合剂和无水乙醇，在一定条件下生成氧化钛，加入的氟化钠、硝酸银溶液和气相白炭黑，经过450~800℃的热处理后，步骤三制得的UV光油中含有二维网状结构状态的多嵌段共聚物，气相白炭黑在UV光油中形成一个致密的界面过渡层，提高UV光油的抗侵蚀性；同时，气相白炭黑具有多孔结构，比表面积大的特点，生成的氧化钛引入钛元素，Ti进入Si-O网络中，表现出接枝效应，并形成Si-O-Ti混合骨架，增加了Si-O键的结合强度，提高UV光油的耐候性。

2、硝酸银溶液引入的银离子，一部分作为银离子的状态存在，在与细菌接触时，能够穿透细菌细胞壁，使蛋白质凝固，从而破坏细胞合成酶的活性，造成细菌死亡；还有一部分银离子被限制在Si-O网络孔内以及氮化硼海绵层中，表现出纳米银粒子特性，且能够防止银离子从Si-O网络中脱落，延长了引入的银离子的抗菌效果。

3、氟化钠引入的氟离子，一部分氟离子参与掺杂，使氧化钛中产生了Ti³⁺表面态，该表面态能够捕获光生电子，从而抑制光生载流子的复合，提高光催化体系的量子效率；还有一部分氟离子进入TiO₂晶格，生成TiO_2-xF_x固溶体，该固溶体能够加快空穴氧化反应，从而加快有机污染物的降解，使该UV光油具有自洁功能，提高其清洁度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的木板制品表面涂覆用UV光油及其涂覆方法作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种木板制品表面涂覆用UV光油，由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯13~26%、环氧丙烯酸酯13~26%、活性稀释剂30~52%、无水乙醇12~20%、气相白炭黑1~4%、浆料3~5%、氮化硼1.2~2%、硅烷偶联剂0.5~1%、消泡剂0.2~1%和流平剂0.2~1%，所述的浆料由摩尔比为1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的钛酸丁酯、氟化钠、硝酸银和螯合剂组成；其中，活性稀释剂由重量比为20~30：20~40：5~10的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯和1-羟基环己基苯基酮组成。

实施例1

一种木板制品表面涂覆用UV光油，由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯13%、环氧丙烯酸酯15%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯27%、1，6-己二醇二丙烯酸酯20%、1-羟基环己基苯基酮5%、无水乙醇12%、气相白炭黑1%、浆料4%、氮化硼1.2%、硅烷偶联剂0.5%、有机硅消泡剂0.4%和有机硅流平剂0.9%。

一种木板制品表面涂覆用UV光油的涂覆方法，包括以下步骤：步骤一、按照所述原料重量百分比，将称取的氮化硼和硅烷偶联剂，以球磨分散的方式分散到部分无水乙醇中，得到混合物A，备用；氮化硼、硅烷偶联剂和该步骤所用无水乙醇的重量比为1：0.5：10；

步骤二、以1：0.3：0.5：1的摩尔比，依次量取钛酸丁酯溶液、氟化钠、硝酸银溶液和螯合剂，将钛酸丁酯和剩余的无水乙醇混合搅拌，然后加入氟化钠，在50℃下搅拌3h；然后再加入硝酸银溶液、螯合剂和所称取的气相白炭黑，在500℃下加热30min，然后超声波混合均匀，制得混合物B，备用；

步骤四、将木板基材打磨光滑后，采用喷枪将步骤三制得的UV光油均匀喷涂在木板基材上，喷涂量为45g/m²，喷枪压力为0.9MPa，喷涂完毕后，将木板基材在40℃下烘干20min后，将木板基材通过功率为100W/cm的UV固化机中，当木板基材恢复至室温时，完成涂覆作业。

所述的氮化硼为单层状，平均粒径为5微米，纯度≥99%；所述的硅烷偶联剂为氨基偶联剂，折光率为1.4180~1.4210，其纯度≥97%。

本发明木板制品表面涂覆用的UV光油的制备方法，制备工艺简单，缩短了制造时间，成本低，采用氮化硼粉末、硅烷偶联剂经无水乙醇球磨分散后与其他组分进行混合制备光油，避免了制备过程中所造成的环境污染；本发明所制备的UV光油，固含量高，具有比较好的光泽度、抗黄变性、高附着力和耐磨性，干燥速度快。

实施例2

一种木板制品表面涂覆用UV光油，由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯26%、环氧丙烯酸酯21%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10%、1，6-己二醇二丙烯酸酯15%、1-羟基环己基苯基酮5%、无水乙醇12%、气相白炭黑3%、浆料3%、氮化硼2%、硅烷偶联剂1%、有机硅消泡剂1%和有机硅流平剂1%。

步骤二、以1：0.5：0.5：1的摩尔比，依次量取钛酸丁酯溶液、氟化钠、硝酸银溶液和螯合剂，将钛酸丁酯和剩余的无水乙醇混合搅拌，然后加入氟化钠，在55℃下搅拌2h；然后再加入硝酸银溶液、螯合剂和所称取的气相白炭黑，在800℃下加热10min，然后超声波混合均匀，制得混合物B，备用；

步骤四、将木板基材打磨光滑后，采用喷枪将步骤三制得的UV光油均匀喷涂在木板基材上，喷涂量为35g/m²，喷枪压力为0.9MPa，喷涂完毕后，将木板基材在35℃下烘干30min后，将木板基材通过功率为120W/cm的UV固化机中，当木板基材恢复至室温时，完成涂覆作业。或者，通过辊涂上光流平然后再经过紫外光照射快速固化，适用于木板制品表面的涂覆、可有效遮盖木板制品表面缺陷，保证木板制品的光洁度。

实施例3

一种木板制品表面涂覆用UV光油，由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯18%、环氧丙烯酸酯13%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯26%、1，6-己二醇二丙烯酸酯40%、1-羟基环己基苯基酮10%、无水乙醇20%、气相白炭黑4%、浆料5%、氮化硼1%、硅烷偶联剂0.6%、有机硅消泡剂0.2%和有机硅流平剂0.2%。

步骤二、以1：0.5：0.7：1的摩尔比，依次量取钛酸丁酯溶液、氟化钠、硝酸银溶液和螯合剂，将钛酸丁酯和剩余的无水乙醇混合搅拌，然后加入氟化钠，在60℃下搅拌2.5h；然后再加入硝酸银溶液、螯合剂和所称取的气相白炭黑，在600℃下加热20min，然后超声波混合均匀，制得混合物B，备用；

步骤四、将木板基材打磨光滑后，采用喷枪将步骤三制得的UV光油均匀喷涂在木板基材上，喷涂量为40g/m²，喷枪压力为0.9MPa，喷涂完毕后，将木板基材在37℃下烘干30min后，将木板基材通过功率为90W/cm的UV固化机中，当木板基材恢复至室温时，完成涂覆作业。

对实施例1~3制得的UV光油进行性能测试，如下表所示：

由上表可以看出，本发明实施例1~3的粘结强度、硬度及耐磨性能良好，相对比现有氮化硼提升涂层的耐磨性能而言，本发明的改性氮化硼更能显著提升复合涂层的耐磨性能。按照本发明配方及工艺所开发的涂层与现有涂层相比，具有比较优异的耐磨性、粘结强度及硬度，同时具有良好的光洁度。

本发明所制备的木板制品表面涂覆用的UV光油，固含量高，具有比较好的光泽度、抗黄变性、高附着力，耐磨性好，耐划伤，干燥速度快，缩短了制造时间，减少了生产工序，生产成本低廉；可以应用于大面积上光，适用于木板制品表面防护领域。使用时，既可以利用上述喷枪喷涂完成涂覆作业，也可以通过辊涂、上光、流平，然后再经过紫外光照射固化完成涂覆作业。适用于木板制品表面的涂覆、可有效遮盖木板制品表面缺陷，保证木板制品的光洁度。

Claims

1.一种木板制品表面涂覆用UV光油，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯13~26%、环氧丙烯酸酯13~26%、活性稀释剂30~52%、无水乙醇12~20%、气相白炭黑1~4%、浆料3~5%、氮化硼1.2~2%、硅烷偶联剂0.5~1%、消泡剂0.2~1%和流平剂0.2~1%，所述的浆料由摩尔比为1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的钛酸丁酯、氟化钠、硝酸银和螯合剂组成，按照所述原料的重量百分比，将称取的氮化硼和硅烷偶联剂，以球磨分散的方式分散到部分无水乙醇中，得到混合物A，备用；氮化硼、硅烷偶联剂和该步骤所用无水乙醇的重量比为1：0.5：10；以1：0.3~0.5：0.5~0.7：1的摩尔比，依次量取钛酸丁酯溶液、氟化钠、硝酸银溶液和螯合剂，将钛酸丁酯和剩余的无水乙醇混合搅拌，然后加入氟化钠，在50~60℃下搅拌2~3h；然后再加入硝酸银溶液、螯合剂和所称取的气相白炭黑，在450~800℃下加热10~30min，然后超声波混合均匀，制得混合物B，备用按照所述原料的重量百分比，将称取的聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、消泡剂和流平剂混合均匀，然后加入混合A和混合物B，制得UV光油。

2.根据权利要求1所述的一种木板制品表面涂覆用UV光油，其特征在于：所述的活性稀释剂由重量比为20~30：20~40：5~10的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯和1-羟基环己基苯基酮组成。

3.根据权利要求1所述的一种木板制品表面涂覆用UV光油，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为折光率为1.418~1.421，纯度≥97%的氨基偶联剂。

4.根据权利要求1所述的一种木板制品表面涂覆用UV光油，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂；所述的流平剂为有机硅流平剂。

5.如权利要求1所述的木板制品表面涂覆用UV光油的涂覆方法，其特征在于：将木板基材打磨光滑后，采用喷枪将步骤三制得的UV光油均匀喷涂在木板基材上，喷涂量为35~45g/m²，喷枪压力为0.9MPa，喷涂完毕后，将木板基材在35~40℃下烘干10~30min后，将木板基材通过功率为80~120W/cm的UV固化机中，当木板基材恢复至室温时，完成涂覆作业。