CN106978083A - 多波段高效固化金属印铁专用白色底漆、其制法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多波段高效固化金属印铁专用白色底漆，其由UV树脂、UV单体、分散剂、流平剂、钛白粉、引发剂等组成。本发明还公开了所述白色底漆的制备方法和应用。本发明提供的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆为无溶剂型涂料，安全环保，成本低，能够在多波段的紫外光照射下高效固化，能耗低，加工性好，生产效率高，配套设备占地面积小，且其在固化成膜后，与金属印铁等基材能牢固附着，并还具有优异耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性、耐蒸煮性、柔韧性，抗弯曲性(T弯可达到0T)等。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属印铁涂料，具体涉及一种多波段高效固化金属印铁专用白色底漆、其制备方法及应用，属于金属印铁涂料技术领域。
背景技术
金属印铁涂料为金属包装进行了外观美化的作用，并对金属本身起到了保护的作用，所以备受人们青睐。但是，传统溶剂型金属印铁涂料在涂装过程中会造成大量有机溶剂的挥发，不仅会影响涂膜的性能，还会损害作业人员的健康并导致环境污染。据报道涂料涂装过程挥发的有机溶剂是美国空气污染的主要来源之一。随着人们环保意识的增强以及环境保护的客观要求，开发绿色环保型涂料成为当前以及今后涂料的重点研究方向之一。
另外，现有金属印铁涂料在固化速度、加工性、生产效率、对金属表面的附着力、耐蒸煮性和耐磨性等方面也存在不足。
因此，业界亟待开发一种新的适于金属印铁的绿色环保涂料。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多波段高效固化金属印铁专用白色底漆、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种多波段高效固化金属印铁专用白色底漆，其包括如下组分：26wt％～45wt％UV树脂、15wt％～35wt％UV单体、0.5wt％～2wt％流平剂、0.5wt％～3wt％分散剂、20wt％～25wt％白色颜料颗粒、5wt％～15wt％光引发剂；所述UV单体由质量比为(1～3)：(1～7)的UV单体TPGDA和UV单体SR506NS混合形成，所述白色颜料颗粒的粒径为0.05μm～0.45μm。
优选的，所述的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆由如下组分混合形成：26wt％～45wt％UV树脂、15wt％～35wt％UV单体、0.5wt％～2wt％流平剂、0.5wt％～3wt％分散剂、20wt％～25wt％白色颜料颗粒、5wt％～15wt％光引发剂。并且上述各组分之和为100wt％。
优选的，所述UV单体由质量比为(3～6)：(3～5)的UV单体TPGDA和UV单体SR506NS混合形成。
优选的，所述UV树脂采用自由基杂化树脂U-9100A。
优选的，所述流平剂可采用但不限于流平剂EFKA-3777。
优选的，所述分散剂可采用但不限于分散剂BYK-110。
优选的，所述光引发剂可采用但不限于光引发剂184、光引发剂TPO或光引发剂819。
优选的，所述白色颜料颗粒采用粒径为0.06μm～0.42μm的改性钛白粉颗粒。
尤为优选的，所述改性钛白粉颗粒的制备方法包括：将粒径为0.05μm～0.4μm的钛白粉颗粒均匀分散于浓度为3wt％～8wt％的UV单体EM39的溶液中，在室温下持续搅拌30min～2h形成混合液，之后以低温喷雾干燥设备对所述混合液进行干燥处理，且所述低温喷雾干燥设备的进风温度为25℃～50℃，获得所述改性钛白粉颗粒。
进一步的，所述钛白粉可采用但不限于杜邦钛白粉R-902等。
进一步的，所述UV单体EM39的溶液中采用的溶剂可以采用任何能够溶解2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯的、且具有良好挥发性的有机溶剂，例如乙醇、甲苯、乙腈等等。
本发明实施例还提供了制备所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆的方法，其包括：在避光环境中，于室温条件下将UV树脂和分散剂混合后持续搅拌10～15min，并在搅拌条件下缓慢加入白色颜料颗粒，混合均匀后，再将所获混合物料研磨至细度在8μm以下(优选在5μm以下)，之后依次加入UV单体、流平剂和光引发剂，再持续搅拌30～50min，制得所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆。
在一些较为具体的实施方案中，前述制备方法可以包括：将UV树脂和分散剂溶于容器中搅拌10～15min，之后在搅拌条件下缓慢加入改性钛白粉颗粒，高速搅拌60min左右至均匀，再由研磨机研磨至细度小于8μm；最后再依次加入UV单体、流平剂和光引发剂，搅拌30～50min。
本发明实施例还提供了所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆于金属印铁领域的应用。
本发明实施例还提供了由所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆固化形成的漆膜。
进一步的，所述漆膜内的固含量为90wt％～100wt％。
进一步的，所述漆膜内的挥发性有机化合物含量在10wt％以下。
本发明实施例还提供了一种制备所述漆膜的方法，其包括：
将所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆涂覆于基材表面形成涂层；
以波长为280～320nm的光线，波长为320～400nm且峰值为365nm的光线以及波长为320～400nm且峰值为385nm的光线同时照射所述涂层，使所述涂层固化形成所述漆膜。
优选的，所述照射时间在10s以内，尤其优选为8～10s。
优选的，使所述涂层固化形成漆膜的温度条件为40～80℃。
优选的，所述基材为耐热或不耐热基材。
本发明实施例还提供了一种金属防护方法，其包括：
将所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆涂覆于金属表面形成涂层；
以波长为280～320nm的光线，波长为320～400nm且峰值为365nm的光线以及波长为320～400nm且峰值为385nm的光线同时照射所述涂层，使所述涂层固化。
优选的，所述照射时间在10s以内，尤其优选为8～10s。
优选的，使所述涂层固化形成漆膜的温度条件为40～80℃。
较之现有技术，本发明至少具有如下优点：
(1)提供的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆为无溶剂型涂料，安全环保，成本低，能够多波段高效固化，且能耗低，加工性好，生产效率高，配套设备占地面积小；
(2)提供的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆形成漆膜后，与金属印铁等基材能牢固附着，并还具有优异耐磨性、耐蒸煮性、耐腐蚀性、柔韧性和抗弯曲性(T弯可达到0T)等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
如下各实施例及对照例中采用的各类设备、试剂等可以是业界习用的，并可通过市购途径获取。
如下各实施例及对照例采用的改性钛白粉颗粒粒径为0.06μm～0.42μm，其可以通过如下方法制备：将粒径为0.05μm～0.4μm的钛白粉颗粒(例如可采用杜邦钛白粉R-902)均匀分散于浓度为3wt％～8wt％的UV单体EM39(购自台湾长兴化学工业股份有限公司)的甲苯溶液中，在室温下持续搅拌30min～2h形成混合液，之后以低温喷雾干燥设备对所述混合液进行干燥处理，且所述低温喷雾干燥设备的进风温度为25℃～50℃，获得所述改性钛白粉颗粒。以上过程均优选在避光(UV光)条件下进行。
前述低温喷雾干燥设备可以是YC-2000实验室低温喷雾干燥机(上海雅程仪器设备有限公司)、低温Y-PL100小型喷雾干燥机(上海宇砚机械设备有限公司)等，且不限于此。
一、实施例
1、实施例1～实施例7多波段高效固化金属印铁专用白色底漆(以下简称本发明涂料或多波段高效固化涂料)的组成可参阅表1。
表1
2、本发明涂料的制备
首先按照表1中实施例1-实施例7各涂料的组成称取各组分所需的用量，将UV树脂(自由基杂化树脂U-9100A，购自深圳市优阳科技有限公司)和分散剂(分散剂BYK-110)溶于容器中，搅拌10～15min；之后在搅拌的条件下缓慢加入改性钛白粉颗粒，高速搅拌60min至均匀，再由研磨机研磨至细度小于8μm；最后再依次加入UV单体TPGDA和UV单体SR506NS(购自台湾长兴化学工业股份有限公司)、流平剂(EFKA流平剂3777)、光引发剂(光引发剂184、TPO或819，购自南京众何晟科技有限公司)，搅拌30～50min即制得本发明涂料。以上过程均优选在避光(UV光)条件下进行。
3.施工工序
首先将制备好的实施例1～实施例7涂料均匀搅拌30分钟，静置20分钟待气泡完全消掉；然后将准备好的马口铁样板放置好，启动涂料滚涂装置，进行涂膜；随着传送带的运行进入多波段固化炉，经10s左右取出，即得到所需漆膜成品。该多波段固化炉中的紫外光源由美国Hanovia灯管构成，灯管全长1288mm，发光长度1190mm，灯管照射距离50～150mm，发射的光线为三个波段，即：280～320nm，320～400nm(峰值365nm)，320～400nm(峰值385nm)，固化炉内的温度可以为40～80℃。
4.测试：将实施例1～7制备得到的漆膜成品进行如下的测试，测试技术指标见表2。
表2
注：
1、耐腐蚀性测试：GB/T3668—200，72h能耐盐雾试验，样板涂膜上对角刻透线两边3mm以外至样板周边10mm
2、耐冲击性测试：GB1732-79《漆膜耐冲击测定法》
二、对照例：对照例1-对照例5涂料(简称对照涂料)的组成可参阅表3。
表3
参照与前述实施例1-7相同的施工工序处理对照涂料，但这些对照涂料均未能完全固化。
而在以常用UV固化炉(例如可以购自上海拓贝电子科技有限公司)对这些对照涂料处理30min-2h后(温度约80℃～120℃)，其中部分涂料完全固化成漆膜，另有部分涂料仍未完全固化。对所获对照例漆膜成品进行测试，结果如下表4。
表4
可以看到，在不使用自由基杂化树脂U-9100A或自由基杂化树脂U-9100A用量过少的情况下，将严重影响涂层的UV固化；在UV单体TPGDA和UV单体SR506NS未同时使用或者用量比例过于悬殊时，则形成的漆膜与样板的附着性、耐蒸煮性、抗弯曲性等较差；以及，在未使用改性钛白粉颗粒或改性钛白粉颗粒用量过少时，漆膜与样板的附着性较差、耐蒸煮性、抗弯曲性、抗冲击性和抗腐蚀性等均有不同程度的下降。
三、将本发明的实施例1-实施例7的多波段高效固化涂料与市售的多种溶剂型金属印铁涂料进行比对测试，结果如下表5。
表5
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多波段高效固化金属印铁专用白色底漆，其特征在于包括如下组分：26wt％～45wt％UV树脂、15wt％～35wt％UV单体、0.5wt％～2wt％流平剂、0.5wt％～3wt％分散剂、20wt％～25wt％白色颜料颗粒、5wt％～15wt％光引发剂；所述UV单体由质量比为(1～3)：(1～7)的UV单体TPGDA和UV单体SR506NS混合形成，所述白色颜料颗粒的粒径为0.05μm～0.45μm；优选的，所述白色颜料颗粒采用粒径为0.06μm～0.42μm的改性钛白粉颗粒。
2.根据权利要求1所述的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆，其特征在于，所述底漆由如下组分混合形成：26wt％～45wt％UV树脂、15wt％～35wt％UV单体、0.5wt％～2wt％流平剂、0.5wt％～3wt％分散剂、20wt％～25wt％白色颜料颗粒、5wt％～15wt％光引发剂；
优选的，所述UV单体由质量比为(3～6)：(3～5)的UV单体TPGDA和UV单体SR506NS混合形成；
优选的，所述UV树脂包括自由基杂化树脂U-9100A；
优选的，所述流平剂包括流平剂EFKA-3777；
优选的，所述分散剂包括分散剂BYK-110；
优选的，所述光引发剂包括光引发剂184、光引发剂TPO或光引发剂819。
3.根据权利要求1或2所述的多波段高效固化金属印铁专用白色底漆，其特征在于，所述改性钛白粉颗粒的制备方法包括：将粒径为0.05μm～0.4μm的钛白粉颗粒均匀分散于浓度为3wt％～8wt％的UV单体EM39的溶液中，在室温下持续搅拌30min～2h形成混合液，之后以低温喷雾干燥设备对所述混合液进行干燥处理，且所述低温喷雾干燥设备的进风温度为25℃～50℃，获得所述改性钛白粉颗粒。
4.权利要求1-3中任一项所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆的制法，其特征在于包括：在避光环境中，于室温条件下将UV树脂和分散剂混合后持续搅拌10～15min，并在搅拌条件下缓慢加入白色颜料颗粒，混合均匀后，再将所获混合物料研磨至细度在8μm以下(优选在5μm以下)，之后依次加入UV单体、流平剂和光引发剂，再持续搅拌30～50min，制得所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆。
5.权利要求1-3中任一项所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆于金属印铁领域的应用。
6.由权利要求1-3中任一项所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆固化形成的漆膜。
7.如权要求6所述的漆膜，其特征在于：所述漆膜内的固含量为90wt％～100wt％。
8.如权要求6所述的漆膜，其特征在于：所述漆膜内的挥发性有机化合物含量在10wt％以下。
9.权利要求6所述漆膜的制备方法，其特征在于包括：
将权利要求1-3中任一项所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆涂覆于基材表面形成涂层；
以波长为280～320nm的光线，波长为320～400nm且峰值为365nm的光线以及波长为320～400nm且峰值为385nm的光线同时照射所述涂层，使所述涂层固化形成所述漆膜；
优选的，所述照射时间在10s以内，尤其优选为8～10s；
优选的，使所述涂层固化形成漆膜的温度条件为40～80℃。
优选的，所述基材为耐热或不耐热基材。
10.一种金属防护方法，其特征在于包括：
将权利要求1-7中任一项所述多波段高效固化金属印铁专用白色底漆涂覆于金属表面形成涂层；
以波长为280～320nm的光线，波长为320～400nm且峰值为365nm的光线以及波长为320～400nm且峰值为385nm的光线同时照射所述涂层，使所述涂层固化；
优选的，所述照射时间在10s以内，尤其优选为8～10s；
优选的，使所述涂层固化形成漆膜的温度条件为40～80℃。
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