CN106118446B - 一种uv led低能量固化合金涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料及其制备方法，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物30‑35份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯28‑33份；聚酯丙烯酸酯树脂8‑12份；纯丙烯酸酯树脂8‑12份；气相二氧化硅0.2‑0.4份；光引发剂2‑5份；活性氨共引发剂3‑7份；消光粉2‑4份；聚四氟乙烯蜡1‑3份；四季戊四醇酯2‑4份；助剂0.5‑1份。所述UV LED低能量固化合金涂料有效利用UV LED作为紫外光光源进行快速固化，具有节约能耗、降低使用成本、环保的特点，并且所述涂料的固化速度快，形成的涂膜平滑性好，在合金上的附着力强，具有很好的耐候性能。

Description

一种UV LED低能量固化合金涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种UV LED低能量固化合金涂料及其制备方法。
背景技术
传统的UV涂料是指紫外光固化树脂UV涂料，即利用紫外线作为固化能源，在常温下快速交联成膜的树脂UV涂料。但是传统的UV光源主要是高压汞灯、金属卤素灯，其具有电力消耗大、发热量大、电能向紫外线的转化率低的缺点，由于发热量大，易引起基材的变形或损坏，此外，高压汞灯含有有毒物质汞，且产生臭氧，污染环境，危害身体健康。
因此，现有技术还有待于进一步改进。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明在于提供一种UV LED低能量固化合金涂料及其制备方法，能利用UV-LED灯作为光源进行合金涂料的快速固化，旨在解决采用传统UV光源固化的UV光固化涂料带来的高能耗、高成本、环境污染的问题。
本发明的技术方案如下：
一种UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 30-35份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
聚酯丙烯酸酯树脂 8-12份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
气相二氧化硅 0.2-0.4份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7份；
消光粉 2-4份；
聚四氟乙烯蜡 1-3份；
四季戊四醇酯 2-4份
助剂 0.5-1份。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 32份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.4份；
聚酯丙烯酸酯树脂 10份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
气相二氧化硅 0.3份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
消光粉 3份；
聚四氟乙烯蜡 2份；
四季戊四醇酯 3份
助剂 0.8份。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述光引发剂为酮类夺氢型的液态光引发剂、三甲基苯酰基二苯基氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮异构体混合物中的一种或几种。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述活性氨共引发剂为活性氨或二甲基丙烯酰胺。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述消光粉为二氧化硅，。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成。
所述的UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述消泡剂为BYK141，所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物或结构化丙烯酸共聚物，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。
一种如上所述的UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，其中，所述制备方法为：将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速600-800rpm/min的条件下分散3-7min，至混合均匀；再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、四季戊四醇酯和聚四氟乙烯蜡，用分散机在转速1200-1500 rpm/min的条件下分散10-20min，取样检验；当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速600-800rpm/min分散3-7min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化合金涂料。
有益效果：本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料及其制备方法，该合金涂料有效利用UV LED作为紫外光光源进行快速固化，具有以下效果：1、节约能耗：与传统的高压汞灯相比，UV-LED（紫外发光二极管）的电－光转换效率高，能节约５０%－７５%的电力；2、降低使用成本：UV LED是一个冷光源，由于红外光谱范围内没有输出，因此在对涂料进行固化过程中，不用再使用复杂的冷却设备，如冷却辊和遮光布，因此也能用于热敏感的基材；3、环保：由于使用UV-LED进行涂料固化过程中不产生臭氧，对环境无污染；4、固化速度快，形成的涂膜平滑性好，在合金上的附着力强，耐候性能好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 30-35份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
聚酯丙烯酸酯树脂 8-12份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
气相二氧化硅 0.2-0.4份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7份；
消光粉 2-4份；
聚四氟乙烯蜡 1-3份；
四季戊四醇酯 2-4份
助剂 0.5-1份。
由上述组分组成的UV LED低能量固化合金涂料是针对合金及其他金属的性质进行设计，不仅能利用能量转化率高的UV LED进行快速固化，并且所述涂料形成的涂层在合金的附着力佳，形成的涂膜综合性能好，尤其是耐候性能好。所述涂料适用于不锈钢、铝材或其他合金。
其中，所述配方中质量份数为0.2-0.4份的气相二氧化硅配合其他组分对涂料的填充粉具有很好的防沉作用，也可提高涂料形成的漆膜光泽的稳定性。
所述光引发剂为酮类夺氢型的液态光引发剂、三甲基苯酰基二苯基氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮异构体混合物中的一种或几种。
所述活性氨共引发剂为活性氨或二甲基丙烯酰胺。
所述消光粉为二氧化硅，优选地，其型号为E1011。所述质量份数为2-4份的消光粉搭配配方中其他组分能提高涂料的消光性能，并提高涂料的手感。
所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成。其中，所述消泡剂为BYK141，所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物或结构化丙烯酸共聚物，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 32份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.4份；
聚酯丙烯酸酯树脂 10份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
气相二氧化硅 0.3份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
消光粉 3份；
聚四氟乙烯蜡 2份；
四季戊四醇酯 3份
助剂 0.8份。
本发明还提供一种如上所述的UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，所述制备方法为：将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速600-800rpm/min的条件下分散3-7min，至混合均匀；再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、四季戊四醇酯和聚四氟乙烯蜡，用分散机在转速1200-1500 rpm/min的条件下分散10-20min，取样检验；当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速600-800rpm/min分散3-7min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化合金涂料。
制备成的UV LED低能量固化合金涂料的固化方法如下：
启动LED固化设备，采用的发光面积为620mmx50mm，将试板置于传送带上，调整传送带速度（25m/min），将UV LED低能量固化合金涂料涂于试板上，在试板上形成涂层。
为使本发明的技术方案更加清楚、明确，以下列举实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 32份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.4份；
聚酯丙烯酸酯树脂 10份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
气相二氧化硅 0.3份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
消光粉 3份；
聚四氟乙烯蜡 2份；
四季戊四醇酯 3份
助剂 0.8份。
所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成。
其中，光引发剂为酮类夺氢型的液态光引发剂，活性氨共引发剂为活性氨，消泡剂为BYK141，分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物，消光粉为二氧化硅，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
本发明还提供一种上述UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，其中，所述制备方法为：
将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速700rpm/min的条件下分散5min，至混合均匀；再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、四季戊四醇酯和聚四氟乙烯蜡，用分散机在转速1300rpm/min的条件下分散15min，取样检验；当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速700rpm/min分散5min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化合金涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化合金涂料的黏度为制备的涂料的粘度为1500mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为30m/min,固化光源为395nm。经测试，在合金上形成的涂层的硬度为HB级，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，耐候性能为佳，本实施例制备的综合性能最好。
实施例2
本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照重量百分比计的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 35份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28份；
聚酯丙烯酸酯树脂 8份；
纯丙烯酸酯树脂 12份；
气相二氧化硅 0.4份；
光引发剂 2份；
活性氨共引发剂 3份；
消光粉 4份；
聚四氟乙烯蜡 3份；
四季戊四醇酯 2份
助剂 0.5份。
所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成。
其中，光引发剂为三甲基苯酰基二苯基氧化膦，活性氨共引发剂为二甲基丙烯酰胺，消泡剂为BYK141，分散剂为结构化丙烯酸共聚物，消光粉为二氧化硅，其型号为E1011，流平剂为改性聚二甲基硅氧烷。
本发明还提供一种如上所述的UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，所述制备方法为：
将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速600rpm/min的条件下分散7min，至混合均匀；
再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、四季戊四醇酯和聚四氟乙烯蜡，用分散机在转速1200rpm/min的条件下分散20min，取样检验；
当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速600rpm/min分散7min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化合金涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化合金涂料的黏度为制备的涂料的粘度为1500mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为30m/min,固化光源为395nm。经测试，在合金上形成的涂层的硬度为HB级，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，耐候性能好。
实施例3
本发明提供一种UV LED低能量固化合金涂料，其中，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照重量百分比计的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 30份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 33份；
聚酯丙烯酸酯树脂 12份；
纯丙烯酸酯树脂 8份；
气相二氧化硅 0.2份；
光引发剂 2份；
活性氨共引发剂 7份；
消光粉 2份；
聚四氟乙烯蜡 1份；
四季戊四醇酯 4份
助剂 1份。
所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成。
其中，光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮异构体混合物，活性氨共引发剂为活性氨，消泡剂为BYK141，分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物。消光粉为二氧化硅，其型号为E1011，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
本发明还提供一种如上所述的UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，所述制备方法为：
将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速800rpm/min的条件下分散3min，至混合均匀；再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、四季戊四醇酯和聚四氟乙烯蜡，用分散机在转速1500rpm/min的条件下分散10min，取样检验；当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速800rpm/min分散3min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化合金涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化合金涂料的黏度为1500，固化速度为30m/min,固化光源为395nm。
本实施例制得的UV LED低能量固化合金涂料的黏度为制备的涂料的粘度为1500mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为30m/min,固化光源为395nm。经测试，在合金上形成的涂层的硬度为HB级，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，耐候性能好。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种UV LED低能量固化合金涂料，其特征在于，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 30-35份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
聚酯丙烯酸酯树脂 8-12份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
气相二氧化硅 0.2-0.4份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7份；
消光粉 2-4份；
聚四氟乙烯蜡 1-3份；
四季戊四醇酯 2-4份；
助剂 0.5-1份；
所述助剂由质量比为3:3:2的分散剂、流平剂和消泡剂组成；
所述消泡剂为BYK141，所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物或结构化丙烯酸共聚物，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的UV LED低能量固化合金涂料，其特征在于，所述UV LED低能量固化合金涂料由以下按照质量份数的组分组成：
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 32份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.4份；
聚酯丙烯酸酯树脂 10份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
气相二氧化硅 0.3份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
消光粉 3份；
聚四氟乙烯蜡 2份；
四季戊四醇酯 3份；
助剂 0.8份。
3.根据权利要求1所述的UV LED低能量固化合金涂料，其特征在于，所述光引发剂为酮类夺氢型的液态光引发剂、三甲基苯酰基二苯基氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮异构体混合物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的UV LED低能量固化合金涂料，其特征在于，所述活性氨共引发剂为活性氨或二甲基丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的UV LED低能量固化合金涂料，其特征在于，所述消光粉为二氧化硅。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的UV LED低能量固化合金涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，聚酯丙烯酸酯树脂，纯丙烯酸酯树脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯投入容器中，用分散机在转速600-800rpm的条件下分散3-7min，至混合均匀；再投入气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂、消光粉、聚四氟乙烯蜡和四季戊四醇酯，用分散机在转速1200-1500 rpm的条件下分散10-20min，取样检验；
当细度达≤20微米时，投入助剂，以转速600-800rpm分散3-7min，混合均匀后，得到UVLED低能量固化合金涂料。
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