CN106752752B - 木门用无溶剂uv手扫涂料及其制备方法与施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木门用无溶剂UV手扫涂料及其制备方法与施工工艺。本发明所提供的木门用无溶剂UV手扫涂料采用手工刷涂涂装，具备与喷涂一样的效果，100％涂料利用率，没有挥发物产生，不对环境产生危害，符合国家环保要求。本发明所提供的无溶剂UV手扫涂料具有高流平快速去刷痕性能，高透明度，附着力优良，高硬度，易砂光等特点，适合中小型木门家具厂手工UV打底涂装作业，能够极大的提高生产效益及降低涂装成本。

Description

木门用无溶剂UV手扫涂料及其制备方法与施工工艺

技术领域

本发明涉及一种UV木器用涂料，具体地涉及一种木门用无溶剂UV手扫涂料及其制备方法与施工工艺。

背景技术

目前市场木门涂装基本都采用传统的PU双组份涂料、硝基涂料等溶剂型涂料施工，使用此类涂料施工时生产占地面积大、涂料固化时间长、涂料含有机溶剂等缺点制约了生产效率和产品的涂装效果，而且涂装后漆膜气味大，对人文环境产生极大的危害，不符合国家环保要求。

UV漆即紫外光固化涂料，是环保友好型涂料，目前有些规模大的木门工厂已开始使用UV涂料，但受制于木门形状的复杂性，平面有凹槽及凸起线条，不适用直接UV辊涂或者淋涂施工，目前木门UV涂装大部分采用拼接工艺，工艺复杂，涂装品质不易控制，采用喷涂UV涂装基本都是需要添加含有机溶剂开稀进行喷涂，不仅不环保且浪费大，相对涂装成本较高，且采用UV生产线涂装设备投资巨大，导致一般的中小木门厂没有实力及条件使用UV漆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木门用无溶剂UV手扫涂料，该涂料100％固含量、单组分施工，粘度低、直接可手工刷涂即手工辊涂施工，具有流平快，高透明度，高附着力，易砂光。

本发明的技术目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，按照重量百分比计算包含以下组分：

作为一种优选，所述光固化PE树脂为气干型光固化PE树脂，采用以下方法合成：

1).按摩尔比称取以下物质备用：丙二醇：对苯二甲酸二甲酯：马来酸酐：三羟甲基丙烷二烯丙基醚的摩尔比为1.3～1.4:0.7～0.8:1.05:0.2～0.4；

2).在反应容器中加入丙二醇，加热至95～100℃，然后加入对苯二甲酸二甲酯并加热至145～150℃，当甲醇开始蒸出，分馏柱温度保持在65～66℃，所述反应容器中反应温度控制低于185℃；当甲醇蒸出量为理论总产值的85～90％，酯交换反应完成；

3).降温至155～160℃时加入马来酸酐，反应温度控制在160～170℃，反应0.8～1h后升温至180～190℃，反应至酸值测定在65～70mgKOH/g；

4).然后降温至155～160℃，滴加所述三羟甲基丙烷二烯丙基醚及占配方总重量0.2％～0.3％的磷酸，0.5h滴完，反应温度控制在175～180℃，直至酸值≤30mg KOH/g，停止反应，降温至115～120℃；

5).加入占配方总重量0.01％～0.02％的阻聚剂混溶继续降温至80～85℃，加入占配方总重量25％～30％三丙二醇二丙烯酸酯搅拌均匀0.5～1.0h，即得。所述步骤5)中的阻聚剂优选为对苯二酚。

优选地，所述低粘度聚酯丙烯酸树脂采用以下方法合成：

1).按摩尔比称取以下各原料组分备用：环氧氯丙烷：邻苯二甲酸酐：马来酸酐酯：丙烯酸羟乙酯：催化剂：阻聚剂的摩尔比为2.5：1.0～1.1：1.3：2.3～2.4：0.006～0.007：0.01～0.02；

2).依次将步骤1)各原料组分加入反应容器中,加热至78～80℃时停止加热；

3).当步骤2)所述的物料反应温度在80～85℃时，用冷水控制温度，均匀升温至100～105℃反应0.8～1h；

4).然后升温至110～115℃反应1.5～2h，当测得的酸值小于5mgKOH/g停止反应，降温至45～50℃出料，即得。其中催化剂优选为四丁基溴化铵；所述阻聚剂优选为对羟基苯甲醚。

具体地，所述UV活性单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸-13-羟乙酯中的一种或两种以上的混合物。

具体地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮与2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷的混合物，其混合重量比为4～4.6：0.3。

具体地，所述助剂为分散剂、消泡剂与流平剂的混合，其中所述分散剂占配方总重量的0.2～0.3％、所述消泡剂占配方总重量0.1～0.2％、所述流平计剂占配方总重量0.2～0.4％；所述分散剂为改性聚氨酯高聚合物；所述消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂；所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸。

更为具体地，所述触变防沉剂为亲水型气相二氧化硅、疏水性气相二氧化硅、聚乙烯蜡防沉剂中的一种或两种以上的混合物；优选地，所述填充粉料为800目滑石粉及1250透明粉的一种或两种的混合物；优选地，所述打磨粉料为硬脂酸锌。

本发明的另一技术目的是提供一种如上述的木门用无溶剂UV手扫涂料的制备方法，包括如下制备步骤：

1).按重量百分比称取各原料组分；

2).将所述PE树脂、所述低粘度环氧丙烯酸脂、所述低粘度聚酯丙烯酸树脂、及所述UV活性单体投入分散缸中分散10～15min，分散速度为600～800rpm；然后依次投入所述光引发剂、所述助剂分散10～15min，分散速度为1200～1500rpm；

3).最后依次投入所述触变防沉剂、填充粉料、打磨粉料，分散20～30min，分散速度为1200～1500rpm，即得。

本发明的另一技术目的是提供一种如上述的木门用无溶剂UV手扫涂料的施工工艺，包括如下施工步骤：

1).将木门砂光除尘；

2).将UV目止填充剂在木门上刮涂均匀，填入孔隙，然后顺木纹方向将其表面擦拭干净、UV固化、砂光除尘，其中，固化机固化时辐射能量为≥150mj/c㎡，砂纸采用300～320目；

3).手扫一次或两次以上底漆，顺木纹方向均匀辊涂所述UV无溶剂手扫涂料在所述木门上，然后顺木纹方向扫平，辊涂涂布量为60～80g/㎡，流平2～3min，UV固化，砂光除尘；

4).喷涂UV无溶剂哑光面漆，涂布量80～100g/㎡，流平3～5min，UV固化，辐射能量为≥300mj/c㎡。

进一步地优选地，若只手扫一次底漆，所述步骤3)中固化机UV固化能量条件是≥150mj/c㎡，则使用400～600目砂纸砂光；若手扫两次以上底漆，则首次头道手扫时，固化机UV固化能量条件是≥150mj/c㎡，使用400～450目砂纸砂光，第二道手扫时，固化机UV固化辐射能量条件是≥250mj/c㎡，使用550～600目砂纸砂光；步骤4)中UV固化机辐射能量条件为≥300mj/c㎡。

有益效果

本发明所提供的木门用无溶剂UV手扫涂料采用手扫涂装方式，其具备与喷涂一样的效果，且没有浪费，100％涂料利用率，也无挥发物产生，对环境友好，符合国家环保要求；另外，本发明所述的手扫涂料具有流平快(快速去除刷痕)，高透明度，高附着力，易砂光等特点，适合中小型木门家具厂手工UV打底涂装作业，能够极大的提高生产效益及降低涂装成本。

具体实施方式

下面结合较佳的实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所述的木门用UV无溶剂低粘度手扫涂料可采用手工刷涂，要求涂料刷涂性能要好(粘度低)，流平要快(快速去除刷痕)，为满足100％固化、低粘度的要求，本发明涂料主体树脂均选用低粘度树脂，其中光固化PE树脂可为气干型PE树脂，合成中采用马来酸酐和三羟甲基丙烷二烯丙基醚，可以最大限度增加固化速度，减少氧阻聚影响对表干的影响，PE树脂的润湿性及流平性非常好，涂膜可以较快的铺展，入孔性也非常好，同时具有高反应活性，坚韧性好，良好的打磨性能等特点。所合成的气干型光固化PE树脂粘度在10000～15000mpa.s/25℃。

本发明采用的低粘度改性环氧丙烯酸树脂可采用巴斯夫公司的产品LR8986，其粘度低，硬度好，固化速度块，耐化学品性能好等优点，其粘度在3000～6000mpa.s/25℃。

本发明采用的低粘度聚酯丙烯酸树脂可为自制品，具有类似于单体的粘度，固化速度快，柔韧性好，润湿性好等特点，在体系作为辅助树脂使用调整涂膜的脆性，起到防开裂的作用，其粘度在15～20s/25℃(T2#粘度杯)。

本发明所述的UV活性单体可选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、或甲基丙烯酸-1-3-羟乙酯(HEMA)中一种或两种以上的混合。所述UV活性单体在该涂料体系中作为活性稀释剂使用调整涂料的粘度，采用不同官能团单体复配就兼顾了稀释力，固化速度，附着力等各种要求。

本发明所述分散剂可采用改性聚氨酯高聚合物BYK168，有良好的分散性能的同时防止粉料聚凝沉淀功能；本发明所述的消泡剂可采用不含有机硅的聚合物型消泡剂，选毕克化学公司BYK1794，可以快速去除刷涂引起的运动气泡而不影响重涂性能；本发明所述的流平剂可采用氟碳改性聚丙烯酸，优选为毕克化学公司的EFKA3777，具有促进流平,防缩孔性能的同时提高底材润湿并且具有消泡和脱泡效果同时不影响层间附着力。

本发明所述的光引发剂能吸收紫外线能量，产生游离基，再引发涂层低聚物及单体，实现聚合、交联，使体系快速交联成膜，本发明可采用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)与2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)引发剂复配来达到深层固化和表干均衡之固化目的。优选地，复配重量比为4～4.6：0.3。为了有着良好的填孔性能及透明度，本发明可采用1250透明粉、800滑石粉及打磨粉料硬脂酸锌不同配比之间的搭配组合配合使用，保持其透明度及填充性和砂光性能之间的平衡。

低粘度体系的粉料防沉淀性能是一大难题，本发明的触变防沉剂可优选地采用卡博特公司的亲水型气相二氧化硅(M-5)、德固赛公司的疏水性气相二氧化硅(R972)及帝斯巴隆聚乙烯蜡防沉剂(4200-10)一起配合使用，使涂料的粉料储存稳定性处于良好的状态，可以通过7天60℃热储存实验，其粘度、细度没有变化，涂料可以轻易搅散。

一、实施例1～3的原材料组分及重量配方

本发明实施例1～3的原材料组分及重量配方(单位：kg或公斤)如表1所示，各组分的重量百分比总和为100％。

表1实施例1～3的原材料组分及重量配方

其中，所述反应原料通过实施例3～4制备而成：

实施例4光固化PE树脂制备方法

所述光固化PE树脂为气干型光固化PE树脂，采用以下方法合成：

1).在三口瓶中加入丙二醇206克，加热至100℃，然后加入对苯二甲酸二甲酯296g,加热至150℃，当甲醇开始蒸出，分馏柱温度稳定在65～66℃，所述三口瓶反应容器内反应温度控制低于185℃；当甲醇蒸出量为理论值产值重量的90％时，柱温下降，酯交换反应完成。

2).降温至160℃，加入马来酸酐206g，反应温度控制在160～170℃度反应1小时后升温至190℃左右反应至酸值在70mgKOH/g。

3).降温至160℃，滴加三羟甲基丙烷二烯丙基醚130g及3g磷酸，0.5小时滴完，反应温度控制在180℃，直至酸值反应至≤30mg KOH/g，停止反应，降温至120℃。

4).加入对苯二酚0.12g混溶继续降温至85℃，加入250g三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)搅拌均匀0.5小时，即得。

实施例5低粘度聚酯丙烯酸树脂制备方法

所述低粘度聚酯丙烯酸树脂采用以下方法合成：

1).在三口瓶中加入环氧氯丙烷232g,邻苯二甲酸酐157g，马来酸酐128g,丙烯酸羟乙酯276g，催发剂四丁基溴化铵2g,阻聚剂对羟基苯甲醚2g,加热至78～80℃，停止加热；

2).当步骤1)所述的物料反应温度在80～85℃时，用冷水控制温度，均匀升温至100℃反应1h；

3).然后自然升温至115℃左右反应2h，当测得的酸值小于5mgKOH/g停止反应，降温至45～50℃出料，即得。

二、木门用无溶剂UV手扫涂料的制备方法

1、木门用无溶剂UV手扫涂料的制备方法

本发明实施例1～3所述的木门用无溶剂UV手扫涂料按照以下制备方法制备而成，其包括如下步骤：

1)、按表1的重量百分比称取各组分物质；。

2)、将自制PE树脂、低粘度改性环氧丙烯酸脂巴斯夫LR8986，自制低粘度聚酯丙烯酸树脂，UV活性单体(TPGDA、TMPTA与HEMA)，投入分散缸中，用高速分散机中速分散(转速为600-800rpm)10～15min，依次投入光引发剂1173，TPO，助剂包括分散剂BYK168、流平剂EFKA3777与消泡剂BYK1794，开启搅拌10～15min，搅拌转速为1200-1500转速。

3)、依次投入触变防沉剂M-5与R972，800目滑石粉及与1250目透明粉，硬脂酸锌汉维TV-1，高速分散20～30min，转速为1200-1500rpm，即得本发明所述的木门用无溶剂低粘度UV手扫涂料。

2.木门用无溶剂UV手扫涂料的性能测试

表2实施例1～3的产品性能测试数据

	颜色外观	固含量	粘度	细度
					实施例1	微黄色液体	99％	25s(T2#25℃)	40um
实施例2	微黄色液体	99％	27s(T2#25℃)	45um
					实施例3	微黄色液体	99％	30s(T2#25℃)	48um

经检测，实施例1～3制备的木门用无溶剂UV手扫涂料，颜色外观为微黄色液体、固含量为＞98％、粘度25～30S(25℃/T2#粘度杯)，细度≤50um。

三、木门用无溶剂UV手扫涂料的施工工艺

1、施工工艺

本发明所述的木门用无溶剂UV手扫涂料的施工工艺，其包括如下步骤：

S1、将木门用100目砂纸砂光除尘。

S2、用胶刮板将UV目止填充剂在木门上面刮涂均匀，填入孔隙，或者用布将UV目止填充剂在素材上面擦涂均匀，填入孔隙，然后用干净布顺木纹方向将表面擦拭干净，保证填孔到位，均匀涂布，放入UV光固化机固化，辐射能量为≥150mj/c㎡，320目砂纸砂光除尘。

S3、手扫本发明所述的UV无溶剂低粘度手扫头道底漆，用短毛辊筒刷顺木纹方向均匀辊涂UV无溶剂低粘度手扫涂料在木门上面，然后用羊毛排刷顺木纹方向扫平，涂布量60-80g/㎡，流平2min，放入UV光固化机固化，辐射能量为≥150mj/c㎡，400目砂纸砂光除尘。

S4、手扫本发明所述的UV无溶剂低粘度手扫二道底漆，用短毛辊筒刷顺木纹方向均匀辊涂UV无溶剂低粘度手扫涂料在木门上面，然后用羊毛排刷顺木纹方向扫平，涂布量60-80g/㎡，流平2min，放入UV光固化机固化，辐射能量为≥250mj/c㎡，600目砂纸砂光除尘。

S5、喷涂UV无溶剂哑光面漆，涂布量80-100g/㎡,流平5min，放入UV光固化机固化，辐射能量为≥300mj/c㎡，即完成具有高附着力、极低气味、高丰满度、层次分明、光泽典雅手感滑爽、高硬高耐磨、抗划伤性能好的木门涂装。

2、样板涂膜的性能测试

本发明实施例1～3通过上述制备方法制得所述手扫涂料，再通过上述施工工艺得到的样板涂膜，对所述样板涂膜施工性能进行测试，检测结果如表2所示。

表2涂膜施工性能及物性测试结果

从表1～2可以看出，实施例1～3所述的木门用无溶剂UV手扫涂料的粘度低，适合刷涂施工，储存稳定性能良好，100％固含量方便施工，流平快能够快速去除刷痕，施工放置2分钟即可达到类似喷涂镜面流平效果，手扫涂装具有与喷涂一样的效果，且100％涂料利用率，没有挥发物产生，不对环境产生危害气体。该涂料符合国家环保要求，高透明度，高附着力，易砂光等特点，涂装二道即可完成底漆涂装作业等特点，当然本发明所述的手扫涂料也可以采用喷涂方式使用。本发明的手扫涂料不用购置或租用UV生产线涂装设备，只需与木门专用四面UV固化设备配合使用即可完成UV漆对木门进行打底涂装，明显降低生产成本。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，按照重量百分比计算包含以下组分：

所述光固化PE树脂为气干型光固化PE树脂，采用以下方法合成：

1).按摩尔比称取以下物质备用：丙二醇：对苯二甲酸二甲酯：马来酸酐：三羟甲基丙烷二烯丙基醚的摩尔比为1.3～1.4:0.7～0.8:1.05:0.2～0.4；

2).在反应容器中加入丙二醇，加热至95～100℃，然后加入对苯二甲酸二甲酯并加热至145～150℃，当甲醇开始蒸出，分馏柱温度保持在65～66℃，所述反应容器中反应温度控制低于185℃；当甲醇蒸出量为理论总产值的85～90％，酯交换反应完成；

3).降温至155～160℃时加入马来酸酐，反应温度控制在160～170℃，反应0.8～1h后升温至180～190℃，反应至酸值测定在65～70mgKOH/g；

4).然后降温至155～160℃，滴加所述三羟甲基丙烷二烯丙基醚及占配方总重量0.2％～0.3％的磷酸，0.5h滴完，反应温度控制在175～180℃，直至酸值≤30mg KOH/g，停止反应，降温至115～120℃；

5).加入占配方总重量0.01％～0.02％的阻聚剂混溶，继续降温至80～85℃，加入占配方总重量25％～30％三丙二醇二丙烯酸酯搅拌均匀0.5～1.0h，即得。

2.根据权利要求1所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述低粘度聚酯丙烯酸树脂采用以下方法合成：

1).按摩尔比称取以下各原料组分备用：环氧氯丙烷：邻苯二甲酸酐：马来酸酐：丙烯酸羟乙酯：催化剂：阻聚剂的摩尔比为2.5：1.0～1.1：1.3：2.3～2.4：0.006～0.007：0.01～0.02；

2).依次将步骤1)各原料组分加入反应容器中,加热至78～80℃时停止加热；

3).当步骤2)所述的物料反应温度在80～85℃时，用冷水控制温度，均匀升温至100～105℃反应0.8～1h；

4).然后升温至110～115℃反应1.5～2h，当测得的酸值小于5mgKOH/g停止反应，降温至45～50℃出料，即得。

3.根据权利要求1所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述UV活性单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮与2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的复配。

5.根据权利要求4所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮与2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的复配重量比为4～4.6：0.3。

6.根据权利要求1所述的木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述助剂为分散剂、消泡剂与流平剂的混合，其中所述分散剂占配方总重量的0.2～0.3％、所述消泡剂占配方总重量的0.1～0.2％、所述流平计剂占配方总重量的0.2～0.4％；所述分散剂为改性聚氨酯高聚合物；所述消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂；所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸。

7.根据权利要求1所述木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述触变防沉剂为亲水型气相二氧化硅、疏水性气相二氧化硅、聚乙烯蜡防沉剂中的一种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求7所述木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述填充粉料为800目滑石粉及1250透明粉的一种或两种的混合物。

9.根据权利要求7所述木门用无溶剂UV手扫涂料，其特征在于，所述打磨粉料为硬脂酸锌。

10.一种如权利要求1～9中任意一项所述的木门用无溶剂UV手扫涂料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

1).按重量百分比称取各原料组分；

2).将所述光固化PE树脂、所述低粘度改性环氧丙烯酸树脂、所述低粘度聚酯丙烯酸树脂、及所述UV活性单体投入分散缸中分散10～15min，分散速度为600～800rpm；然后依次投入所述光引发剂、所述助剂分散10～15min，分散速度为1200～1500rpm；

3).最后依次投入所述触变防沉剂、填充粉料、打磨粉料，分散20～30min，分散速度为1200～1500rpm，即得。

11.一种如权利要求1～9中任意一项所述的木门用无溶剂UV手扫涂料的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1).将木门砂光除尘；

2).将UV目止填充剂在木门上刮涂均匀，填入孔隙，然后顺木纹方向将其表面擦拭干净、UV固化、砂光除尘，其中，固化机固化时辐射能量为≥150mj/c㎡，砂纸采用300～320目；

3).手扫一次或两次以上底漆，顺木纹方向均匀辊涂所述无溶剂UV手扫涂料在所述木门上，然后顺木纹方向扫平，辊涂涂布量为60～80g/㎡，流平2～3min，UV固化，砂光除尘；

4).喷涂UV无溶剂哑光面漆，涂布量80～100g/㎡，流平3～5min，UV固化，辐射能量为≥300mj/c㎡。

12.根据权利要求11所述的施工工艺，其特征在于：若只手扫一次底漆，所述步骤3)中固化机UV固化能量条件是≥150mj/c㎡，则使用400～600目砂纸砂光；若手扫-两次以上底漆，则头道手扫时，固化机UV固化能量条件是≥150mj/c㎡，使用400～450目砂纸砂光，第二道手扫时，固化机UV固化辐射能量条件是≥250mj/c㎡，使用550～600目砂纸砂光；步骤4)中UV固化机辐射能量条件为≥300mj/c㎡。