CN106675297A - 一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料及其制备方法，由以下质量组分的原料构成：聚硅氧烷丙烯酸树脂100‑200份、氟碳丙烯酸树脂200‑300份、分散剂50‑100份、消泡剂3‑5份、手感助剂5‑10份、2，4，6‑三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50‑100份、三丙二醇二丙烯酸酯200‑300份、季戊四醇三丙烯酸酯200‑300份、废弃天然花岗岩200‑400份、抗菌剂5‑10份、防沉粉5‑10份。所述紫外线光固化花岗岩装饰涂料具有自清洁功能，不含有机挥发物，对环境无污染，通过紫外线光固化成膜，施工简单快速，且其制备方法具有制备时间短，效率高，产品合格率高等特点。

Description

一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种装饰涂料，尤其涉及一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料及其制备方法。
背景技术
现有市场传统纯天然花岗岩石块装饰效果有限、岩石块加工切割易碎、施工效率低、施工环境灰尘大、对人体伤害大、而且大量的开发矿物资源对环境和生态造成严重的生态影响和环境污染。花岗岩涂料顾名思义是一种外观装饰效果完全酷似天然花岗岩石材的仿石涂料。与天然花岗岩石材相比较，花岗岩涂料更加具有施工性，同时大大缩短工期，降低工程成本，花岗石涂料能够很逼真地带出花岗石的效果，从外观涂起来的效果非常酷似天然花岗岩仿石材料，质地轻薄，能最大限度地展现建筑的艺术特性。但是，现有市场上大部分花岗岩涂料含有醇类、醚类有机挥发物，施工需要挥发水分成膜，不仅费时费力，还对环境造成污染。紫外线光固化涂料是一种绿色环保型涂料，它完全符合“4E”原则，一般紫外线光固化能耗为热固化的1/5，且UV固化涂料含挥发组分较少，污染小，减少原材料消耗，有利于降低经济成本。因此，针对上述问题，有待将紫外线光固化技术应用于花岗岩涂料中，开发出一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料，通过紫外线瞬间光固化成膜，提高生产效率和解决环境污染问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其具有自清洁功能，不含有机挥发物，对环境无污染，涂料具有紫外线光固化功能，机械辊涂时，通过紫外线瞬间光固化成膜，施工简单快速。
本发明还有一个目的是提供一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，其采用废弃天然花岗岩作为原料之一，具有天然的矿物装饰作用，原料廉价易得，节约成本，且制备方法简单，时间短，效率高，产品合格率高。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料及其制备方法。所述紫外线光固化花岗岩装饰涂料由以下质量组分的原料构成：聚硅氧烷丙烯酸树脂100-200份、氟碳丙烯酸树脂200-300份、分散剂50-100份、消泡剂3-5份、手感助剂5-10份、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50-100份、三丙二醇二丙烯酸酯200-300份、季戊四醇三丙烯酸酯200-300份、废弃天然花岗岩200-400份、抗菌剂5-10份、防沉剂5-10份。
优选的是，所述分散剂为荷兰EFKA4010润湿性分散剂。
优选的是，所述抗菌剂为无机银系抗菌剂。
优选的是，所述流平剂为剂为德国迪高化学TEGO450。
优选的是，所述防沉剂为气相二氧化硅。
紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按质量组分称取各原料：聚硅氧烷丙烯酸树脂100-200份、氟碳丙烯酸树脂200-300份、分散剂50-100份、消泡剂3-5份、手感助剂5-10份、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50-100份、三丙二醇二丙烯酸酯200-300份、季戊四醇三丙烯酸酯200-300份、废弃天然花岗岩200-400份、抗菌剂5-10份、防沉剂5-10份；
(2)将废弃天然花岗岩用超声波清洗器清洗干净，然后粉碎，过筛，得到粒径小于75um的花岗岩粉，将花岗岩粉与水按质量比10:1混合，搅拌均匀，将得到的混合物置于窑炉中，通入氧气，在氧气氛围中升温至600℃煅烧60min，再升温至800℃煅烧30min，冷却后用三辊研磨机研磨成细度小于45um的花岗岩粉末，待用；
(3)将三丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯加入反应容器中，搅拌，转速为600-800rpm，依次缓慢加入2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、分散剂总量的1/2、消泡剂，再滴入抗菌剂，升温至60℃，恒温搅拌10min，得到混合物A；
(4)以滴加速度15ml/min将聚硅氧烷丙烯酸树脂和氟碳丙烯酸树脂先后加入混合物A中，水浴恒温60℃，超声振荡5min，再加入剩余的分散剂，得到混合物B；
(5)依次将步骤(2)制备的花岗岩粉末、防沉剂和手感助剂加入到混合物B中，继续超声振荡10-15min，得到流动液态的初产品；
(6)采用三辊研磨机将初产品研磨，得到细度小于45um的流动光固化花岗岩装饰涂料。
优选的是，所述超声振荡的超声波频率为50-70MHZ。
优选的是，所述窑炉的升温速度为10℃/min。
优选的是，所述氧气的流速为0.5L/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
其一、所述涂料具有紫外线光固化功能，光固化能大于300mj/cm2，机械辊涂时，通过紫外线瞬间光固化成膜，现场施工简单快速安全；
其二、所述涂料具有自清洁功能，且不含有机挥发物，对环境无污染，原料组分中加入了手感助剂和无机抗菌剂，增强了漆膜抗划伤，细腻手感的效果和涂料表面抗菌防菌功能，推广应用价值高；
其三、涂料的制备方法中采用废弃天然花岗岩作为原料之一，廉价易得，节约成本，且废弃天然花岗岩煅烧前按一定比例与水混合、煅烧过程中水分受热蒸发气化膨胀，改变花岗岩内部结构，颗粒细化，有利于研磨处理工序中得到细度小于45um的粉末花岗岩，加入涂料中具有天然的矿物装饰作用，同时，天然花岗岩粉末是一种无机粉料，具有阻燃作用，无需加入特定阻燃剂，就使该涂料具有明显的阻燃效果；
其四、制备方法中采用超声振荡搅拌分散原料组分，使得各组分混合均匀，加速化学反应进行，缩短反应时间，除去花岗岩的煅烧研磨处理时间，整个化学反应时间不到1h，制备效率高，产品合格率高达99.7％。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做详细说明。
实施例1
(1)按质量组分称取各原料：聚硅氧烷丙烯酸树脂100g、氟碳丙烯酸树脂200g、分散剂50g、消泡剂3g、手感助剂5g、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50g、三丙二醇二丙烯酸酯200g、季戊四醇三丙烯酸酯200g、废弃天然花岗岩200g、抗菌剂5g、防沉剂5g；
(2)将废弃天然花岗岩用超声波清洗器清洗干净，然后粉碎，过筛，得到粒径小于75um的花岗岩粉，将花岗岩粉与水按质量比10:1混合，搅拌均匀，将得到的混合物置于窑炉中，通入氧气，流速为0.5L/min，在氧气氛围中以升温速度10℃/min升温至600℃煅烧60min，再升温至800℃煅烧30min，，冷却后用三辊研磨机研磨成细度小于45um的花岗岩粉末，待用；
(3)将三丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯加入反应容器中，搅拌，转速为600rpm，依次缓慢加入2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、分散剂总量的1/2、消泡剂，再滴入抗菌剂，升温至60℃，恒温搅拌10min，得到混合物A；
(4)以滴加速度15ml/min将聚硅氧烷丙烯酸树脂和氟碳丙烯酸树脂先后加入混合物A中，水浴恒温60℃，超声振荡5min，超声波频率为50MHZ，再加入剩余的分散剂，得到混合物B；
(5)依次将步骤(2)制备的花岗岩粉末、防沉剂和手感助剂加入到混合物B中，继续超声振荡10min，超声波频率为50MHZ，得到流动液态的初产品；
(6)采用三辊研磨机将初产品研磨，得到细度小于45um的流动光固化花岗岩装饰涂料。
实施例2
(1)按质量组分称取各原料：聚硅氧烷丙烯酸树脂150g、氟碳丙烯酸树脂250g、分散剂80g、消泡剂4g、手感助剂8g、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦80g、三丙二醇二丙烯酸酯250g、季戊四醇三丙烯酸酯250g、废弃天然花岗岩300g、抗菌剂8g、防沉剂8g；
(2)将废弃天然花岗岩用超声波清洗器清洗干净，然后粉碎，过筛，得到粒径小于75um的花岗岩粉，将花岗岩粉与水按质量比10:1混合，搅拌均匀，将得到的混合物置于窑炉中，通入氧气，流速为0.5L/min，在氧气氛围中以升温速度10℃/min升温至600℃煅烧60min，再升温至800℃煅烧30min，冷却后用三辊研磨机研磨成细度小于45um的花岗岩粉末，待用；
(3)将三丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯加入反应容器中，搅拌，转速为700rpm，依次缓慢加入2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、分散剂总量的1/2、消泡剂，再滴入抗菌剂，升温至60℃，恒温搅拌10min，得到混合物A；
(4)以滴加速度15ml/min将聚硅氧烷丙烯酸树脂和氟碳丙烯酸树脂先后加入混合物A中，水浴恒温60℃，超声振荡5min，超声波频率为60MHZ，再加入剩余的分散剂，得到混合物B；
(5)依次将步骤(2)制备的花岗岩粉末、防沉剂和手感助剂加入到混合物B中，继续超声振荡12min，超声波频率为60MHZ，得到流动液态的初产品；
(6)采用三辊研磨机将初产品研磨，得到细度小于45um的流动光固化花岗岩装饰涂料。
实施例3
(1)按质量组分称取各原料：聚硅氧烷丙烯酸树脂200g、氟碳丙烯酸树脂300g、分散剂100g、消泡剂5g、手感助剂10g、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦100g、三丙二醇二丙烯酸酯300g、季戊四醇三丙烯酸酯300g、废弃天然花岗岩400g、抗菌剂10g、防沉剂10g；
(2)将废弃天然花岗岩用超声波清洗器清洗干净，然后粉碎，过筛，得到粒径小于75um的花岗岩粉，将花岗岩粉与水按质量比10:1混合，搅拌均匀，将得到的混合物置于窑炉中，通入氧气，流速为0.5L/min，在氧气氛围中以升温速度10℃/min升温至600℃煅烧60min，再升温至800℃煅烧30min，冷却后用三辊研磨机研磨成细度小于45um的花岗岩粉末，待用；
(3)将三丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯加入反应容器中，搅拌，转速为800rpm，依次缓慢加入2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、分散剂总量的1/2、消泡剂，再滴入抗菌剂，升温至60℃，恒温搅拌10min，得到混合物A；
(4)以滴加速度15ml/min将聚硅氧烷丙烯酸树脂和氟碳丙烯酸树脂先后加入混合物A中，水浴恒温60℃，超声振荡5min，超声波频率为70MHZ，再加入剩余的分散剂，得到混合物B；
(5)依次将步骤(2)制备的花岗岩粉末、防沉剂和手感助剂加入到混合物B中，继续超声振荡15min，超声波频率为70MHZ，得到流动液态的初产品；
(6)采用三辊研磨机将初产品研磨，得到细度小于45um的流动光固化花岗岩装饰涂料。
性能测试：
将上述三个实施例中制备的紫外线光固化花岗岩装饰涂料进行涂装试验，在UV辊涂设备上进行涂装测试，硅钙板素材规格：长30cm、宽60cm、厚0.9cm，涂装工艺如表1：
表1.涂装工艺
涂装工序及涂料漆种 涂布量 光固化能量 砂光
1、UV透明腻子底漆 25±2g/m2 ≥120mj/cm2 240#砂纸砂光
2、UV透明底漆 15±2g/m2 ≥60mj/cm2 ----
3、UV花岗岩涂料 15±2g/m2 ≥60mj/cm2 免砂光
4、UV花岗岩涂料 15±2g/m2 ≥120mj/cm2 免砂光
5、UV花岗岩涂料 15±2g/m2 ≥300mj/cm2 ----
以上硅钙板素材涂装一道UV透明腻子底漆、3道UV花岗岩涂料，通过紫外线光固化花岗岩涂料，固化成膜后涂装板材做性能测试，其结果如表2所示，均符合行业标准要求。
表2.紫外线光固化花岗岩装饰涂料按照企业标准规定制板后的性能检测结果
抗菌检测：向上述三个实施例中制备的涂料中分别加入0.5％人造大理石专用抗菌剂，检测用菌为大肠杆菌，检测方法为日本国家工业标准JIS Z 2801。检测结果如表3所示，抗菌效果明显。
表3.抗菌检测结果
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一、所述涂料具有紫外线光固化功能，光固化能大于300mj/cm2，机械辊涂时，通过紫外线瞬间光固化成膜，现场施工简单快速安全；二、所述涂料具有自清洁功能，酱油、油性笔擦除无痕、易擦洗，且不含有机挥发物，对环境无污染，原料组分中加入了手感助剂和无机抗菌剂，增强了漆膜抗划伤，细腻手感的效果和涂料表面抗菌防菌功能，推广应用价值高；三、涂料的制备方法中采用废弃天然花岗岩作为原料之一，廉价易得，节约成本，且废弃天然花岗岩煅烧前按一定比例与水混合、煅烧过程中水分受热蒸发气化膨胀，改变花岗岩内部结构，颗粒细化，有利于研磨处理工序中得到细度小于45um的粉末花岗岩，添加到涂料中具有天然的矿物装饰作用，同时，天然花岗岩粉末是一种无机粉料，具有阻燃作用，无需加入特定阻燃剂，就使该涂料具有明显的阻燃效果；四、制备方法中采用超声振荡搅拌分散原料组分，使得各组分混合均匀，加速化学反应进行，反应彻底，缩短反应时间，除去花岗岩的煅烧研磨处理时间，整个化学反应时间不到1h，制备效率高，产品合格率高达99.7％；而且，本发明制备的涂料性能稳定，抗氧化能力强，耐酸，耐碱，耐水，耐侯性均高于标准要求。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其特征在于，由以下质量组分的原料构成：聚硅氧烷丙烯酸树脂100-200份、氟碳丙烯酸树脂200-300份、分散剂50-100份、消泡剂3-5份、手感助剂5-10份、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50-100份、三丙二醇二丙烯酸酯200-300份、季戊四醇三丙烯酸酯200-300份、废弃天然花岗岩200-400份、抗菌剂5-10份、防沉剂5-10份。
2.如权利要求1所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其特征在于，所述分散剂为荷兰EFKA4010润湿性分散剂。
3.如权利要求1所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其特征在于，所述抗菌剂为无机银系抗菌剂。
4.如权利要求1所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其特征在于，所述流平剂为德国迪高化学TEGO450。
5.如权利要求1所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅。
6.一种紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按质量组分称取各原料：聚硅氧烷丙烯酸树脂100-200份、氟碳丙烯酸树脂200-300份、分散剂50-100份、消泡剂3-5份、手感助剂5-10份、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦50-100份、三丙二醇二丙烯酸酯200-300份、季戊四醇三丙烯酸酯200-300份、废弃天然花岗岩200-400份、抗菌剂5-10份、防沉剂5-10份；
(2)将废弃天然花岗岩用超声波清洗器清洗干净，然后粉碎，过筛，得到粒径小于75um的花岗岩粉，将花岗岩粉与水按质量比10:1混合，搅拌均匀，将得到的混合物置于窑炉中，通入氧气，在氧气氛围中升温至600℃煅烧60min，再升温至800℃煅烧30min，冷却后用三辊研磨机研磨成细度小于45um的花岗岩粉末，待用；
(3)将三丙二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯加入反应容器中，搅拌，转速为600-800rpm，依次缓慢加入2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、分散剂总量的1/2、消泡剂，再滴入抗菌剂，升温至60℃，恒温搅拌10min，得到混合物A；
(4)以滴加速度15ml/min将聚硅氧烷丙烯酸树脂和氟碳丙烯酸树脂先后加入混合物A中，水浴恒温60℃，超声振荡5min，再加入剩余的分散剂，得到混合物B；
(5)依次将步骤(2)制备的花岗岩粉末、防沉剂和手感助剂加入到混合物B中，继续超声振荡10-15min，得到流动液态的初产品；
(6)采用三辊研磨机将初产品研磨，得到细度小于45um的流动光固化花岗岩装饰涂料。
7.如权利要求6所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，其特征在于，所述超声振荡的超声波频率为50-70MHZ。
8.如权利要求6所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，其特征在于，所述窑炉的升温速度为10℃/min。
9.如权利要求6所述的紫外线光固化花岗岩装饰涂料的制备方法，其特征在于，所述氧气的流速为0.5L/min。
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