CN106243985B - 一种uv led低能量固化陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

一种uv led低能量固化陶瓷涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种UV LED低能量固化陶瓷涂料及其制备方法，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物32‑37份；改性环氧丙烯酸酯低聚物13‑18份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯28‑33份；纯丙烯酸酯树脂8‑12份；光引发剂2‑5份；活性氨共引发剂3‑7份；助剂0.5‑1份。所述陶瓷涂料有效利用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，形成的涂膜硬度强、耐候性能强、平滑性好，在陶瓷上的附着力强。

Description

一种UV LED低能量固化陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种UV LED低能量固化陶瓷涂料及其制备方法。
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低能量固化陶瓷涂料及其制备方法，能利用UV-LED灯作为光源进行陶瓷涂料的快速固化，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低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 32-37份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 13-18份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7份；
助剂 0.5-1份。
所述的UV LED低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 35份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.7份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
助剂 0.8份。
所述的UV LED低能量固化陶瓷涂料，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低能量固化陶瓷涂料，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低能量固化陶瓷涂料，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低能量固化陶瓷涂料，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低能量固化陶瓷涂料的制备方法，其中，所述制备方法为：将相应质量份数的脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，改性环氧丙烯酸酯低聚物，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；
再投入相应质量份数的气相二氧化硅、光引发剂、活性氨共引发剂，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，投入相应质量份数的助剂，以转速600-800rpm/min分散3-7min，混合均匀后，得到UV LED低能量固化陶瓷涂料。
有益效果：本发明提供一种UV LED低能量固化陶瓷涂料及其制备方法，该陶瓷涂料有效利用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，形成的涂膜硬度强、耐候性能强、平滑性好，在陶瓷上的附着力强。
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低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 32-37份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 13-18份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7份；
助剂 0.5-1份。
由上述组分组成的UV LED低能量固化陶瓷涂料是针对陶瓷的性质及其功能所设计，不仅具有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陶瓷的附着力佳，所述涂层的硬度强、耐候性能强、平滑性好，在陶瓷上的附着力强。
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低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 35份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.7份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
助剂 0.8份。
本发明还提供一种如上所述的UV LED低能量固化陶瓷涂料的制备方法，所述制备方法为：将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，改性环氧丙烯酸酯低聚物，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，用分散机在转速1200-1500rpm/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低能量固化陶瓷涂料。
制备成的UV LED低能量固化陶瓷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低能量固化陶瓷涂料涂于试板上，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低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 35份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.7份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5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，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低能量固化陶瓷涂料的制备方法，其中，所述制备方法为：
将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，改性环氧丙烯酸酯低聚物，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，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低能量固化陶瓷涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化陶瓷涂料的黏度为2000mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为25m/min,固化光源为395nm。经测试，在陶瓷上形成的涂层的硬度为1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，耐候性能佳，所述涂层的手感和美观度最好。
实施例2
本发明提供一种UV LED低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照重量百分比计的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 32份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 18份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28份；
纯丙烯酸酯树脂 12份；
光引发剂 5份；
活性氨共引发剂 3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，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低能量固化陶瓷涂料的制备方法，所述制备方法为：
将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，改性环氧丙烯酸酯低聚物，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，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低能量固化陶瓷涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化陶瓷涂料的黏度为2000mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为25m/min,固化光源为395nm。经测试，在陶瓷上形成的涂层的硬度为1H，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低能量固化陶瓷涂料，其中，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照重量百分比计的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 37份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 13份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 33份；
纯丙烯酸酯树脂 8份；
光引发剂 2份；
活性氨共引发剂 7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，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UVLED低能量固化陶瓷涂料的制备方法，所述制备方法为：
将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，改性环氧丙烯酸酯低聚物，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，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低能量固化陶瓷涂料。
本实施例制得的UV LED低能量固化陶瓷涂料的黏度为2000mPa.S（25℃ ），细度≤20微米，固化速度为25m/min,固化光源为395nm。经测试，在陶瓷上形成的涂层的硬度为1H，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 (4)

1.一种UV LED低能量固化陶瓷涂料，其特征在于，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 32-37份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 13-18份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 28-33份；
纯丙烯酸酯树脂 8-12份；
光引发剂 2-5份；
活性氨共引发剂 3-7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低能量固化陶瓷涂料，其特征在于，所述UV LED低能量固化陶瓷涂料由以下按照质量份数的组分组成：
脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物 35份；
改性环氧丙烯酸酯低聚物 15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 30.7份；
纯丙烯酸酯树脂 10份；
光引发剂 3.5份；
活性氨共引发剂 5份；
助剂 0.8份。
3.根据权利要求1所述的UV LED低能量固化陶瓷涂料，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低能量固化陶瓷涂料，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。
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