CN105062314B - 一种耐高低温uv塑胶涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：双酚A型氰酸酯树脂5‑15份，环氧树脂30‑60份，纳米氧化硅2‑5份，聚氨酯丙烯酸树脂20‑40份，纳米氧化钛1‑3份，活性增韧剂1.5‑3份，附着力促进剂1‑2份，成膜助剂0.5‑1.5份，光引发剂0.5‑1份，去离子水20‑50份。本发明还公开了该塑胶涂料的制备方法。该UV塑胶涂料固化速度快，成膜性好，硬度大，耐磨性好，耐高低温性能优异，柔韧性大，光泽度好，且制备方法简单，成本低，制备过程中无有毒物质释放，有利于环境保护。

Description

一种耐高低温UV塑胶涂料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及涂料技术领域，具体的涉及一种耐高低温UV塑胶涂料。

背景技术：

辐射光固化技术符合当前人们环保意识不断增强的需求，具有巨大的发展潜力。我国光固化领域发展速度更加惊人，尤其以其优异的表面性能和高固化速度、低污染、节能等特点，在各领域应用越来越广泛。

目前，UV塑胶涂料在手机、电脑外壳、化妆品包装、电动车塑料件、PVC贴面板、工艺品以及玩具等领域的涂装中也获得了成功的应用。随着国内经济的持续发展，人们生活水平提高，消费者对家电产品的环保、外观品质以及装饰效果提出了更高的要求。但是普通的UV塑胶涂料耐高低温性能差，易开裂。

发明内容：

本发明的目的是提供一种耐高低温UV塑胶涂料，该涂料固化速度快，成膜性好，硬度大，耐磨性好，耐高低温性能优异，柔韧性大，光泽度好。

本发明的另一个目的是提供该UV塑胶涂料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂5-15份，

环氧树脂30-60份，纳米氧化硅2-5份，

聚氨酯丙烯酸树脂20-40份，

纳米氧化钛1-3份，活性增韧剂1.5-3份，

附着力促进剂1-2份，成膜助剂0.5-1.5份，

光引发剂0.5-1份，去离子水20-50份。

作为上述技术方案的优选，一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂12份，

环氧树脂55份，纳米氧化硅2.5份，

聚氨酯丙烯酸树脂30份，

纳米氧化钛1份，活性增韧剂2份，

附着力促进剂1.5份，成膜助剂0.8份，

光引发剂1份，去离子水30份。

作为上述技术方案的优选，所述双酚A型氰酸酯树脂，25℃的粘度为100MPa·s。

作为上述技术方案的优选，所述环氧树脂是R型环氧树脂、W型环氧树脂、J型环氧树脂中的一种或多种混合。

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。

作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化硅的粒径大小为10-20nm，比表面积为200-500m²/g。

纳米氧化硅可有效提高涂料的乳化性、消光性、悬浮、增稠和触变等功能。

作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化钛的粒径大小为5-10nm。

纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下,当可以发生电子跃迁，生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应,同时能与细菌内的有机物反应，而空穴则将吸附在TiO₂表面的OH和H₂O氧化成·OH，·OH有很强的氧化能力，攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基，激发链式反应，最终致使细菌分解，使得制备的涂料具有一定的抗菌性；此外，纳米氧化钛既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，使得涂料具有一定的耐光老化性能。

作为上述技术方案的优选，所述活性增韧剂为脂肪酸钠、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩醛、聚丙烯酸酯中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述成膜助剂为有机硅改性丙烯酸树脂、丙烯酸酯改性丁二烯树脂中的一种或两种混合。

一种耐高低温UV塑胶涂料的制备方法，包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在8000-10000转/分的状态下，搅拌20-40min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2-3h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

作为上述技术方案的优选，所述超声的功率为600W。

本发明具有以下有益效果：

本发明制备的UV塑胶涂料，固化速度快，采用环氧树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、双酚A型氰酸酯树脂作为基体体系，制备的涂料柔韧性好，光泽度好，加入纳米氧化钛使得涂料具有一定的耐光老化性能和抗菌性能，且纳米氧化钛可以有效提高涂料的柔韧性；

本发明在涂料中添加活性增韧剂和附着力促进剂，与纳米无机纳米粒子复合可以有效提高涂料的附着性能，使其耐高低温性能得到有效改善；本发明提供的涂料无味、无毒，挥发性低，有利于环境保护。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂5份，

环氧树脂30份，纳米氧化硅2份，

聚氨酯丙烯酸树脂20份，

纳米氧化钛1份，活性增韧剂1.5份，

附着力促进剂1份，成膜助剂0.5份，

光引发剂0.5份，去离子水20份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在8000转/分的状态下，搅拌20min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

实施例2

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂15份，

环氧树脂60份，纳米氧化硅5份，

聚氨酯丙烯酸树脂40份，

纳米氧化钛3份，活性增韧剂3份，

附着力促进剂2份，成膜助剂1.5份，

光引发剂1份，去离子水50份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在10000转/分的状态下，搅拌40min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声3h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

实施例3

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂7份，

环氧树脂40份，纳米氧化硅3份，

聚氨酯丙烯酸树脂25份，

纳米氧化钛1.5份，活性增韧剂1.8份，

附着力促进剂1.2份，成膜助剂0.7份，

光引发剂0.6份，去离子水30份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在8500转/分的状态下，搅拌30min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2.2h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

实施例4

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂9份，

环氧树脂45份，纳米氧化硅3.5份，

聚氨酯丙烯酸树脂30份，

纳米氧化钛1.8份，活性增韧剂2份，

附着力促进剂1.4份，成膜助剂0.9份，

光引发剂0.7份，去离子水35份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在8800转/分的状态下，搅拌35min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2.4h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

实施例5

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂11份，

环氧树脂50份，纳米氧化硅4份，

聚氨酯丙烯酸树脂35份，

纳米氧化钛2份，活性增韧剂2.5份，

附着力促进剂1.6份，成膜助剂1.1份，

光引发剂0.8份，去离子水40份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在9000转/分的状态下，搅拌35min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2.6h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

实施例6

一种耐高低温UV塑胶涂料，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂13份，

环氧树脂55份，纳米氧化硅4.5份，

聚氨酯丙烯酸树脂40份，

纳米氧化钛2.5份，活性增韧剂2.8份，

附着力促进剂1.8份，成膜助剂1.3份，

光引发剂0.9份，去离子水48份。

其制备方法包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在9500转/分的状态下，搅拌35min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2.8h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

下面对本发明提供的UV塑胶涂料进行性能测试，其中，对比例1为未添加纳米氧化钛、纳米氧化硅的UV塑胶涂料，对比例2为未添加活性增韧剂的UV塑胶涂料，对比例3为未添加附着力促进剂的UV塑胶涂料。

表1

	硬度	冲击强度，kg×cm	附着力	耐磨性	耐高低温性
						检测方法	GB 6739-86	GB/T 1732-93	GB 9286-88	GB/T 1768-89	GB/T 1740-79
实施例1	H	35	0	40转	合格
						实施例2	2H	36	0	40转	合格
实施例3	2H	32	0	40转	合格
						实施例4	2H	35	0	40转	合格
实施例5	2H	38	0	38转	合格
						实施例6	2H	36	0	40转	合格
对比例1	HB	25	1	20转	不合格
						对比例2	H	24	1	25转	不合格
对比例3	HB	27	1	20转	不合格

表2 各项性能技术指标

	技术指标HS-610005
		硬度	HB
冲击强度Kg×cm	30
		附着力(划格法)	≤1级
耐磨性	无脱落、露底现象
		耐高低温性	无龟裂、脱落、起泡、变形等现象

从表1、2来看，本发明提供的UV塑胶涂料耐高低温性能好，硬度大、耐磨，柔韧性好。

Claims (8)

1.一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂 5-15份，

环氧树脂 30-60份，纳米氧化硅 2-5份，

聚氨酯丙烯酸树脂 20-40份，

纳米氧化钛 1-3份，活性增韧剂 1.5-3份，

附着力促进剂 1-2份，成膜助剂 0.5-1.5份，

光引发剂 0.5-1份，去离子水 20-50份；

其中，所述活性增韧剂为脂肪酸钠、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩醛、聚丙烯酸酯中的一种或多种混合；成膜助剂为有机硅改性丙烯酸树脂、丙烯酸酯改性丁二烯树脂中的一种或两种混合。

2.如权利要求1所述的一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

双酚A型氰酸酯树脂 12份，

环氧树脂 55份，纳米氧化硅 2.5份，

聚氨酯丙烯酸树脂 30份，

纳米氧化钛 1份，活性增韧剂 2份，

附着力促进剂 1.5份，成膜助剂 0.8份，

光引发剂 1份，去离子水 30份。

3.如权利要求1所述的一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，所述双酚A型氰酸酯树脂，25℃的粘度为100 mPa·s。

4.如权利要求1所述的一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，所述环氧树脂是R型环氧树脂、W型环氧树脂、J型环氧树脂中的一种或多种混合。

5.如权利要求1所述的一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，所述纳米氧化硅的粒径大小为10-20nm，比表面积为200-500m²/g。

6.如权利要求1所述的一种耐高低温UV塑胶涂料，其特征在于，所述纳米氧化钛的粒径大小为5-10nm。

7.如权利要求1至6任一所述的一种耐高低温UV塑胶涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将去离子水、双酚A型氰酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯丙烯酸树脂混合，在8000-10000转/分的状态下，搅拌20-40min，继续加入纳米氧化硅、纳米氧化钛、活性增韧剂、附着力促进剂、成膜助剂和光引发剂，搅拌混合均匀，超声2-3h，得到耐高低温UV塑胶涂料。

8.如权利要求7所述的一种耐高低温UV塑胶涂料的制备方法，其特征在于，所述超声的功率为600W。