CN104927620A - 一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系 - Google Patents
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Abstract
本发明属于紫外光固化新材料领域。尤其涉及主要应用于实木地板、多层实木地板、竹木地板等实木板材保护和装饰的涂装体系。本发明提供一种解决实木板材在昼夜温差相对大的环境下使用，由于板材开裂引起的漆膜开裂问题的涂装体系；一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系，由水性加色底漆、UV柔性底漆、UV硬性底漆、UV面漆组成。依靠水性加色底漆的着色与附着力，UV柔性底漆形成结合力强、柔韧性强的漆膜；然后涂装UV硬性底漆、UV面漆，在光引发剂作用下，经紫外光固化各自成膜，从而形成结合力强、柔韧性好、层间附着力强的多层涂膜结构，实现防开裂、高硬度、高耐刮的特性。
Description
技术领域
本发明属于紫外光固化新材料领域。尤其涉及主要应用于实木地板、多层实木地板、竹木地板等实木板材保护和装饰的涂装体系。
技术背景
紫外光辐射固化技术是一种越来越成熟、应用越来越广泛的绿色环保技术，利用该技术生产的紫外光固化涂料，简称UV涂料。目前，地板所使用的木种越来越多，有些木种经过UV涂装后，在昼夜温差相对大的环境中使用会出现板面与涂层有开裂的情况；针对这个问题，我们提供一种在实木板材上使用的防开裂紫外光固化涂料体系及其施工工艺。
不少UV涂料企业进行了相关实验，根据了解的试验结果，这些涂装体系主要存在以下不足：
1.产品的实际结果达不到日常使用的要求。
2.能达到日常使用要求的涂装体系满足不了防开裂效果。
3.生产综合成本高。
发明内容
为克服上述产品应用和性能缺陷，本发明提供一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系。其中，UV柔性底漆与UV硬性底漆依据配方，根据膜层附着力、硬度、柔韧性、耐磨性、耐刮性的功能需求不同而制备成不同的底漆。
本发明涂装体系在施工过程中，对水性加色底漆、UV柔性底漆、UV硬底漆、UV面漆分别多道涂装。首先，上水性加色底漆，然后上UV柔性底漆与UV硬性底漆，按涂层功能不同进行交替多道涂装，再进行UV耐磨面漆的涂装。每次涂装后都要进行固化，然后再进入下道涂装工序。
本发明的特征在于：
水性加色底漆的配方质量百分比为：
水性聚氨酯丙烯酸树脂： 85-95%
水性助剂： 1-4%
水性助溶剂： 2-12%
水性助剂主要包括水性消泡剂、基材润湿剂等，水性助溶剂主要是水、慢干剂等，本专业人士一般都知道水性助剂与水性助溶剂的用量，故在此不作祥述。
水性加色底漆主要是以水性聚氨酯丙烯酸酯作为成膜基料。水性聚氨酯丙烯酸酯为本公司自产，市面上也有很多类似产品。
该成膜基料水性聚氨酯丙烯酸酯的作用主要是在其成膜后提供体系的着色性与附着力。
UV柔性底漆的配方质量百分比：
特殊改性丙烯酸树脂： 60-75%
多官能度聚氨酯丙烯酸酯： 10-15%
甲基丙烯酸羟乙酯： 5-15%
超细透明粉体： 5-15%
光引发剂： 2-8%
助剂： 1-5%
助剂主要包括流平剂、消泡剂、基材润湿剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂的用量，故在此不作祥述。
UV柔性底漆主要是采用特殊改性丙烯酸树脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等作为成膜基料。其中，特殊改性丙烯酸酯为长兴化工6063-1，多官能度聚氨酯丙烯酸酯的官能度≧2。
该成膜基料体系主要通过调节基料体系中特殊改性丙烯酸树脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等的含量来调节膜层的硬度、柔韧性、耐刮性、耐磨性和附着力，并形成底漆涂装工艺中不同工序所需不同硬度、附着力、柔韧性的UV柔性底漆。在涂装过程中，依照UV柔性底漆成膜的硬度、附着力、柔韧性进行涂装，然后在光引发剂作用下，经紫外线固化各自成膜，从而形成结合力不同、柔韧性不同、层间附着力强的多层涂膜结构，实现附着力强、柔韧性好、防开裂效果好的特性。同时，采用超细透明粉体作为填料，实现耐磨性能的进一步提高。超细透明粉体主要为透明粉。
UV硬性底漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂： 35-60%
改性聚酯丙烯酸树脂： 10-20%
二丙二醇二丙烯酸酯： 0-30%
甲基丙烯酸羟乙酯： 0-10%
超细透明粉体： 0-15%
光引发剂： 2-8%
助剂： 1-5%
助剂主要是包括流平剂、消泡剂、基材润湿剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂的用量，故在此不作祥述。
UV硬性底漆主要是以改性环氧丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸树脂、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等作为成膜基料。其中改性环氧丙烯酸树脂为科田化工4220，改性聚酯丙烯酸树脂为科田化工2107。
该成膜基料体系主要是通过调节基料体系中改性环氧丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸树脂、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等的含量来调节膜层的硬度、柔韧性、耐刮性、耐磨性、附着力，并形成底漆涂装工艺中不同工序所需不同硬度和柔韧性的UV硬性底漆。在涂装过程中，依照UV硬性底漆成膜的硬度和柔韧性进行软硬或硬软交替涂装。然后在光引发剂作用下，经紫外光固化各自成膜，从而形成软硬交替、柔韧性不同、层间附着力强的多层涂膜结构，实现耐磨、耐刮的特性。同时，采用超细透明粉体作为填料，实现耐磨性能的进一步提高。超细透明粉体主要为：透明粉。
UV面漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：0-25%
高官能度聚氨酯丙烯酸酯：0-30%
二丙二醇二丙烯酸酯：0-30%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：0-15%
二季戊四醇五丙烯酸酯：5-25%
超细透明粉体：0-15%
消光粉：0-10%
光引发剂：2-8%
助剂：1-5%
助剂主要是包括流平剂、消泡剂、基材润湿剂、分散剂、稳定剂、表面滑爽剂等，本专业人士一般都知道助剂的用量，故在此不作祥述。
UV面漆主要选用改性环氧丙烯酸树脂、高官能度聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、有机硅改性消光粉等作为主要成膜基料。其中改性环氧丙烯酸树脂为江门恒光6100D，高官能度聚氨酯丙烯酸酯的官能度≧5。
该体系通过高官能度的树脂和高官能度的单体来实现辊涂后漆膜的高交联性、高韧性，从而实现膜的低磨耗性能。
一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系涂装体系，其特征在于，其水性加色底漆、UV柔性底漆、UV硬性底漆、UV面漆的制备方法如下：
水性加色底漆制备方法是：将水性聚氨酯丙烯酸树脂、水性助剂、水性助溶剂等按质量配比依次投入反应釜中，常温低速搅拌30分钟就得所发明水性加色底漆。
UV柔性底漆制备方法是：将特殊改性丙烯酸树脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV柔性底漆。
UV硬性底漆制备方法是：将改性环氧丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸树脂、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV硬性底漆。
UV面漆制备方法特征在于：将改性环氧丙烯酸树脂、高官能度聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、超细透明粉体、消光粉、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV面漆。
一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系的涂装工艺特征在于：包含处理好的素板→辊涂水性加色底漆（红外烘干）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（半固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV面漆（半固化）→辊涂UV面漆（固化）→成品等12道涂装工序。
具体实施方式：
1.水性加色底漆的制备:
将水性聚氨酯丙烯酸树脂、水性助剂、水性助溶剂等按质量配比依次投入反应釜中，常温低速搅拌30分钟就得所发明水性加色底漆。
2.UV柔性底漆的制备：
将特殊改性丙烯酸树脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV柔性底漆。
3.UV硬性底漆的制备：
将改性环氧丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸树脂、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV硬性底漆。
4.UV面漆的制备：
将改性环氧丙烯酸树脂、高官能度聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、超细透明粉体、消光粉、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时就得所发明UV面漆。
结合实施例进一步说明：
实施例一：
水性加色底漆的配方质量百分比：
水性聚氨酯丙烯酸树脂：88%
水性助剂：2%
水性助溶剂：10%
UV柔性底漆的配方质量百分比：
特殊改性丙烯酸树脂：60%
多官能度聚氨酯丙烯酸树脂：10%
甲基丙烯酸羟乙酯：8%
超细透明粉体：15%
光引发剂：6%
助剂：1%
UV硬性底漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：49%
改性聚酯丙烯酸树脂：15%
二丙二醇二丙烯酸酯：10%
甲基丙烯酸羟乙酯：6%
超细透明粉体：15%
光引发剂：4%
助剂：1%
UV面漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：20%
高官能度聚氨酯丙烯酸酯：20%
二丙二醇二丙烯酸酯：24%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10%
二季戊四醇五丙烯酸酯：5%
超细透明粉体：5%
消光粉：8%
光引发剂：6%
助剂：2%
实施例二：
水性加色底漆的配方质量百分比：
水性聚氨酯丙烯酸树脂：90%
水性助剂：2%
水性助溶剂：8%
UV柔性底漆的配方质量百分比：
特殊改性丙烯酸树脂：70%
多官能度聚氨酯丙烯酸酯：10%
甲基丙烯酸羟乙酯：8%
超细透明粉体：5%
光引发剂：6%
助剂：1%
UV硬性底漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：42%
改性聚酯丙烯酸树脂：20%
二丙二醇二丙烯酸酯：15%
甲基丙烯酸羟乙酯：10%
超细透明粉体：10%
光引发剂：2%
助剂：1%
UV面漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：25%
高官能度聚氨酯丙烯酸酯：20%
二丙二醇二丙烯酸酯：20%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：5%
二季戊四醇五丙烯酸酯：10%
超细透明粉体：7%
消光粉：2%
光引发剂：8%
助剂：3%
实施例三：
水性加色底漆的配方质量百分比：
水性聚氨酯丙烯酸树脂：93%
水性助剂：2%
水性助溶剂：5%
UV柔性底漆的配方质量百分比：
特殊改性丙烯酸树脂：75%
多官能度聚氨酯丙烯酸酯：10%
甲基丙烯酸羟乙酯：5%
超细透明粉体：5%
光引发剂：4%
助剂：1%
UV硬性底漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：60%
改性聚酯丙烯酸树脂：20%
二丙二醇二丙烯酸酯：6%
甲基丙烯酸羟乙酯：10%
超细透明粉体：1%
光引发剂：2%
助剂：1%
UV面漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂：18%
高官能度聚氨酯丙烯酸酯：12%
二丙二醇二丙烯酸酯：14%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：15%
二季戊四醇五丙烯酸酯：20%
超细透明粉体：10%
消光粉：3%
光引发剂：6%
助剂：2%
以上实施例所涉及的涂装工艺为：
处理好的素板→辊涂水性加色底漆（红外烘干）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（半固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV面漆（半固化）→辊涂UV面漆（固化）→成品。
使用所得UV涂料按照本发明UV涂装体系要求对涂装物进行涂装，漆膜完全固化后72小时的漆膜性能如下：
| 检测项目 | 国家标准 | 结果 |
| 附着力 | GB/T15036.2-2001 | 0-1级（100%） |
| 耐刮 | EN438-2.25 | >50N |
| 硬度 | GB/T15036.2-2001 | >3H |
| 磨耗值 | GB/T15036.2-2001 | <80毫克（优等品） |
| 冷热循环 | GB10592-89 | 4个循环无异常 |
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (4)
1.一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系,由水性加色底漆,UV柔性底漆,UV硬底漆,UV面漆组成。
2.根据权利要求1中所述的一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系，其特征在于,其水性加色底漆、UV柔性底漆、UV硬底漆、UV面漆的配方质量百分比如下：
⑴、水性加色底漆的配方质量百分比：
水性聚氨酯丙烯酸树脂： 85-95%
水性助剂： 1-4%
水性助溶剂： 2-12%
以上各组分质量百分比之和为100%；
⑵、UV柔性底漆的配方质量百分比：
特殊改性丙烯酸树脂： 60-75%
多官能度聚氨酯丙烯酸酯： 10-15%
甲基丙烯酸羟乙酯： 5-15%
超细透明粉体： 5-15%
光引发剂： 2-8%
助剂： 1-5%
以上各组分质量百分比之和为100%；
⑶、UV硬性底漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂： 35-60%
改性聚酯丙烯酸树脂： 10-20%
二丙二醇二丙烯酸酯： 0-30%
甲基丙烯酸羟乙酯： 0-10%
超细透明粉体： 0-15%
光引发剂： 2-8%
助剂： 1-5%
以上各组分质量百分比之和为100%；
⑷、UV面漆的配方质量百分比：
改性环氧丙烯酸树脂： 0-25%
高官能度聚氨酯丙烯酸酯： 0-30%
二丙二醇二丙烯酸酯： 0-30%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯： 0-15%
二季戊四醇五丙烯酸酯： 5-25%
超细透明粉体： 0-15%
消光粉： 0-10%
光引发剂： 2-8%
助剂： 1-5%
以上各组分质量百分比之和为100%。
3.根据权利要求1中所述一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系，其特征在于，其水性加色底漆、UV柔性底漆、UV硬性底漆、UV面漆的制备方法如下：
⑴、水性加色底漆的制备方法是：将水性聚氨酯丙烯酸树脂，水性助剂，水性助溶剂等按质量配比依次投入反应釜中，常温低速搅拌30分钟；
⑵、UV柔性底漆制备方法是：将特殊改性丙烯酸树脂、多官能度聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时；
⑶、UV硬性底漆制备方法是：改性环氧丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸树脂，二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、超细透明粉体、光引发剂等按质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时；
⑷、UV面漆制备方法是：改性环氧丙烯酸树脂、高官能度聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、超细透明粉体、消光粉、光引发剂等质量配比依次投入反应釜中，加热至50-70℃，高速搅拌2小时。
4.根据权利要求1中所述的一种实木板材用防开裂紫外光固化涂装体系，其特征在于，涂装工艺是：处理好的素板→辊涂水性加色底漆（红外烘干）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV柔性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（半固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV硬性底漆（固化）→辊涂UV面漆（半固化）→辊涂UV面漆（固化）→成品。
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| CN104927620B (zh) | 2017-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Anti-cracking ultraviolet-cured coating system for solid-wood sheet material Effective date of registration: 20180611 Granted publication date: 20170721 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd science and Technology Branch Pledgor: HUNAN JINHAI TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2018430000036 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |