CN106336794A - 一种可重涂的水性紫外光固化涂料 - Google Patents

一种可重涂的水性紫外光固化涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成包括：聚氨酯丙烯酸酯树脂；甲基丙烯酸酯 ‑ 丙烯酸丁酯共聚物；水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂；光引发剂；水；乙醇；助剂。

Description

一种可重涂的水性紫外光固化涂料
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体涉及一种可重涂的水性紫外光固化涂料。
背景技术
UV 辐射光固化涂料已全面推广使用，使用范围越来越大，其优点就是，高丰满度、高硬度、高耐化学品性、高耐磨性、低气味性、低 voc 节能环保、并生产效率显著提高，缺点就是在生产中产生的不良品无法进行返修。现 UV 辐射光固化涂料已广泛应用于车类、家电类、机壳等大型工件快速涂装，然而由于工件大，其部分小尘点难以避免，生产中造成的不良品无法返修等原因，人们开始对 UV 不可返修提出异议。
目前已有研发将低粘度 UV 底树脂（为非固化型 UV 树脂）引入 UV 辐射光固化涂料中，从而提高漆膜附着力，但实验证明其流平性、丰满度、硬度、耐化学性、耐磨性均会导致下降，尤其是硬度、耐化学性、耐磨性下降明显。也有些生产厂家为满足人们在其综合性能不变的情况下，研发生产了一种叫 UV 返修底水，其工艺是先将不良品整体打磨好，再预喷一层返修底水，再重涂 UV 辐射固化涂料来提高产品的合格率。但却给生产带来了不少麻烦和浪费了大量人力物力，故当前 UV 辐射光固化涂料直接重涂还是有相当的难度。因此现有技术中，涂层的可重涂性和硬度难以兼备。
发明内容
有鉴于此，本发明一种本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种兼顾可重涂性和硬度的水性紫外光固化涂料。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 30～50 份
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物 15～20份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂20～35 份
光引发剂 1～ 2.5份 ；
水70～90份；
乙醇10～15份；
助剂0.01-0.08份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
所述聚氨酯丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物、水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂、光引发剂、乙醇均可选用任一种现有技术实现。所述磷酸锂（Li3PO4）为市售产品。三氮唑为白色针状晶体，工业品为浅黄色或褐色针状晶体，吸水性强，是常见的有机合成原料。碳酸胍是化学物质，分子式是C2H10N6H2CO3，是常见的有机合成原料和分析试剂。所述丙三醇为市售产品。发明人在实验中发现磷酸锂、三氮唑的添加，可以使聚氨酯丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物、水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂构成的涂层出现可重涂性，使重涂的涂层之间具备密着性，而碳酸胍更能明显提高涂层的硬度、耐磨性、丰满度。以上技术效果均未被现有技术所记载。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮（化学式C10H12O2）为市售产品。
更进一步的，还包括按重量计0.01-0.15份的流平剂和0.05-0.09份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
聚硅氧烷丙烯酸酯和聚硅氧烷丙烯酸酯均可采用任意一种现有技术实现。
优选的，还包括按重量计0.02-0.18份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
所述乙醛肟由羟胺和乙醛水溶液反应而得，可选用任意一种现有技术实现。所述三氯乙醛是无色易挥发油状液体，有刺激性气味。沸点97.8℃。熔点-57.5℃。相对密度1.5121。折射率1.4580；溶于水、乙醇、乙醚和氯仿。可选用任意一种市售产品实现。适量的乙醛肟、三氯乙醛可以有效提高所形成的涂料层的耐高温性能，在高温下不易褪色、脱落，并保持足够的光泽和光滑度。
优选的，上述涂料的制备方法包括如下步骤：（1）、按上述质量配比称取各组份 ；（2）、将甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物、水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂和聚氨酯丙烯酸酯树脂进行混合制得混合物 ；（3）、在混合物中加入光引发剂、流平剂后，搅拌 1 ～ 2h；（4）、用相反转法缓慢滴加水和助剂、耐热剂分散成稳定乳液，滴加时间 2 ～ 5h。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 40份
甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯共聚物 17份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂25份
光引发剂 1.5份 ；
水80份；
乙醇12份；
助剂0.05份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.08份的流平剂和0.07份消泡剂；所述消泡剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.05份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
其制备方法包括如下步骤：（1）、按上述质量配比称取各组份 ；（2）、将甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物、水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂和聚氨酯丙烯酸酯树脂进行混合制得混合物 ；（3）、在混合物中加入光引发剂、流平剂后，搅拌 1.5h ；（4）、用相反转法缓慢滴加水和助剂、耐热剂分散成稳定乳液，滴加时间4h。
实施例2
本实施例提供一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂50 份
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物 15份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂35 份
光引发剂 1份 ；
水90份；
乙醇10份；
助剂0.08份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.01份的流平剂和0.09份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.02份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
实施例3
本实施例提供一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 30份（本实施例选用奥维斯公司的R-441）；
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物 20份（本实施例选用上海博立公司的MB-1）
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂20份（本实施例选用盖斯塔夫公司的SYNCRYL-20）
光引发剂2.5份 （本实施例选用Darocur公司的1173）；
水70份；
乙醇15份；
助剂0.01份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.15份的流平剂和0.05-0.09份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.02份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
实施例4
本实施例提供一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂45份
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物 19份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂30 份
光引发剂 2.0份 ；
水80份；
乙醇12份；
助剂0.03份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.06份的流平剂和0.05-0.09份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
实施例5
本实施例提供一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 41份
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物19份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂32份
光引发剂1.2份 ；
水85份；
乙醇15份；
助剂0.08份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.05份的流平剂和0.08份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.15份的耐热剂；所述耐热剂为三氯乙醛。
对比例1
本对比例提供一种水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 40份
甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯共聚物 17份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂25份
光引发剂 1.5份 ；
水80份；
乙醇12份；
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.08份的流平剂和0.07份消泡剂；所述消泡剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.05份的耐热剂；所述耐热剂为乙醛肟。
对比例2
本对比例提供一种水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 40份
甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯共聚物 17份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂25份
光引发剂 1.5份 ；
水80份；
乙醇12份；
助剂0.05份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的碳酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.08份的流平剂和0.07份消泡剂；所述消泡剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯。
对比例3
本对比例提供一种水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 40份
甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯共聚物 17份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂25份
光引发剂 1.5份 ；
水80份；
乙醇12份；
助剂0.05份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂以及余量的丙三醇。
进一步的，所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
更进一步的，还包括按重量计0.08份的流平剂和0.07份消泡剂；所述消泡剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为市售的聚硅氧烷丙烯酸酯。
优选的，还包括按重量计0.05份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
紫外光固化耐热涂料应用方法如下 ：
采用线棒涂膜器将实施例1-5、对比例1-3的可重涂UV辐射固化涂料均匀涂于经表面预处理的塑料基材上，以 122 ～240mW/cm2的紫外光，照射70 ～ 120s 使涂料固化，得到涂层。再在涂层表面进行重涂，获得重涂涂层，并对重涂涂层性能进行测试。层经氮气气氛600℃条件下热处理 1h 后，再次对其性能进行测试。其结果如表1、表2所示。
表1.
表2.
采用GB/T6739所记载的方法（铅笔刻划法）对所形成的重涂涂层硬度进行测试。其结果如表3.
表3.
测试组 硬度
实施例1 5H
实施例2 5H
实施例3 5H
实施例4 4H
实施例5 4H
对比例1 H
对比例2 4H
对比例3 H

Claims (5)

1. 一种可重涂的水性紫外光固化涂料，其组成按重量份计包括 ：
聚氨酯丙烯酸酯树脂 30～50 份
甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物 15～20份
水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂20～35 份
光引发剂 1～ 2.5份 ；
水70～90份；
乙醇10～15份；
助剂0.01-0.08份；
所述助剂其原料按重量计包括质量分数15%的磷酸锂、5%的三氮唑、5%的碳酸胍以及余量的丙三醇。
2.根据权利要求1所述的耐高温紫外光固化涂料，其特征在于：所述光引发剂是 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮。
3.根据权利要求2所述的耐高温紫外光固化涂料，其特征在于：还包括按重量计0.01-0.15份的流平剂和0.05-0.09份消泡剂；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的耐高温紫外光固化涂料，其特征在于：还包括按重量计0.02-0.18份的耐热剂；所述耐热剂包括质量分数为25%的乙醛肟和75%的三氯乙醛。
5.根据权利要求4所述的耐高温紫外光固化涂料，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：（1）、按上述质量配比称取各组份 ；（2）、将甲基丙烯酸酯 - 丙烯酸丁酯共聚物、水性不饱和聚酯丙烯酸脂树脂和聚氨酯丙烯酸酯树脂进行混合制得混合物 ；（3）、在混合物中加入光引发剂、流平剂后，搅拌 1 ～ 2h ；（4）、用相反转法缓慢滴加水和助剂、耐热剂分散成稳定乳液，滴加时间 2 ～ 5h。
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