CN107400457A - 一种用于金属表面打底uv光油及其制备方法 - Google Patents

一种用于金属表面打底uv光油及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：树脂：45～55％；活性稀释剂：35～45％；固化剂：2～5％，助剂：2～5％。本发明还公开了该UV打底光油的制备方法：S1：在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于30％的活性稀释剂中；S2：将S1升温至40～50℃，并在搅拌状态下加入流平剂，升温至58～63℃保温1.5～2.5h后，加入剩余的活性稀释剂；S3：将S2升温至65～73℃，保温20～35min后，自然降温到45℃以内，加入固化剂搅拌后即得。本发明一定程度增强了光油的固化能力、附着性，且光油固化后透明光亮、不易变色，持久性强。

Description

一种用于金属表面打底UV光油及其制备方法
技术领域
本发明涉及印染材料技术领域，尤其涉及一种用于金属表面打底UV光油及其制备方法。
背景技术
随着市场经济的发展，涂料领域发生了巨大变化，其中UV涂料具有固化速度快、节能、常温固化、性能优越、绿色环保等优点，其上光速度快，膜层光亮度高，干燥后膜面坚固耐热，折光效果好，使底材产生强烈的主体感，已广泛应用于化工、机械、电子轻工、通讯等领域。
现在印刷行业中，UV能使包装取得一些特殊的效果：高光泽度、良好的油墨保护特性、可加控制的滑爽性和耐摩擦性、低气味或没有气味、低萃取物或无法检出萃取物，以及对油墨的保护作用。但是传统的UV光油会出现光油难以固化、附着力差、耐磨性差、黄变、不耐低温、成本高、耐腐蚀性差等一系列问题，因此需要从根源上来解决，对UV光油进行改良。
UV固化因其环保优势，已获得了相关环境法规的大力支持和工业界的密切关注，UV辐射固化材料在市场需求高速增长的同时，UV辐射固化体系正同多种技术结合，以克服某些缺陷，满足实际的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于金属表面打底UV光油及其制备方法，一定程度增强了光油的固化能力、附着性，且光油固化后透明光亮、不易变色，持久性强。
本发明提出了一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：45～55％；
活性稀释剂：35～45％；
固化剂：2～5％；
助剂：2～5％。
优选的，所述树脂包括聚氨酯三丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯树脂，所述聚氨酯三丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯树脂的质量比为(1.5～2.3):1。
优选的，所述树脂中还包括1～3％的磷酸酯。
优选的，所述活性稀释剂包括二缩三丙二醇二丙烯酯和己二醇二丙烯酸酯，所述二缩三丙二醇二丙烯酯和己二醇二丙烯酸酯的质量比为：(0.6～1):1。
优选的，所述固化剂为光敏引发剂，所述光敏引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷，所述1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷的质量比为(1～7):1。
优选的，所述助剂包括平流剂和抗氧化剂，所述流平剂为硅氧烷丙烯酸酯，所述抗氧剂为抗氧剂P-1010，流平剂和抗氧剂的质量比为(0.75～6):1。
一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，制作步骤如下：
S1：在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于30％的活性稀释剂中；
S2：将S1升温至40～50℃，并在搅拌状态下加入流平剂，升温至58～63℃保温1.5～2.5h后，加入剩余的活性稀释剂；
S3：将S2升温至65～73℃，保温20～35min后，自然降温到45℃以内，加入固化剂搅拌后即得。
优选的，所述步骤S1中搅拌速度为300～500r/min，搅拌时间为10～15min。
优选的，所述步骤S2的搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为10～20min。
优选的，所述步骤S3中的搅拌速度为900～1000r/min，搅拌时间为20～30min。
工作原理：
聚氨酯三丙烯酸酯具有高耐磨性、粘附力、柔韧性以及高剥离强度和优良的耐低温性能，同时还兼具聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，环氧丙烯酸酯树脂的光固化速度较快，而且其固化后的涂膜具有硬度高、光泽度好、耐腐蚀性能、耐热性及电化学性优异等特点，并且价格低廉，合成工艺简单；采用1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷作为复合的光敏引发剂，两者都具有高效的紫外固化效果，并且兼具二者的优点，使用时具有优良的热稳定性、并且不易黄变；二缩三丙二醇二丙烯酯作为活性稀释剂使用可降低树脂体系的粘度，己二醇二丙烯酸酯具有低玻璃化温度、耐水、耐候、稀释力佳、耐着力强；添加混合的固化剂能够兼具二者的优点，可显著增加固化的速率；硅氧烷丙烯酸酯可作为一种改性流平剂还能够提升着色性，抗氧剂P-1010具有较好的耐热性，因此用于涂料中本身较为稳定，且可防止涂料中的成分氧化降解。
本发明中的有益效果：按照本发明所制得的UV光油具有有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、且在高温烘烤时不易变色、不返黄，对金属具有较好的附着性；混合的活性稀释剂可兼具二者优点，使辐射固化中辐射剂量相对减少且可明显降低树脂体系的粘度；混合固化剂相对单一固化剂来说效率更高，可提升UV光固化速率，且固化后基本无刺激性气味产生；流平剂使得涂抹时的干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低表面张力，加入抗氧化剂则可使得涂抹后的光油能够维持一段较长时间的透明光亮、不变色，增加涂料的持久性。
经检测，本发明制得的金属表面打底UV光油，具备易固化，丰满度优异，硬度可达4H，与金属表面的附着力可达5B，耐黄性不大于0.5，综合性能优于市售产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：聚氨酯三丙烯酸酯35％，环氧丙烯酸酯树脂15％，磷酸酯2％；
活性稀释剂：二缩三丙二醇二丙烯酯17％，己二醇二丙烯酸酯23％；
固化剂：1-羟基环己基苯基甲酮2％，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷1％；
助剂：流平剂3％，抗氧剂2％。
一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，制作步骤如下：
S1：在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于活性稀释剂总重量30％的活性稀释剂中；
S2：升温至40℃，搅拌状态下加入已溶于等重量活性稀释剂的抗氧剂后加入流平剂，升温至58℃并保温1.5h后加入剩余的活性稀释剂；
S3：升温至65℃，保温20min后，自然降温到45℃，加入固化剂并在后即得。
步骤S1中搅拌速度300r/min，搅拌时间为10min。
步骤S2的搅拌速度600r/min，搅拌时间10min。
步骤S3中的搅拌速度900r/min，搅拌时间20min。
实施例2
一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：聚氨酯三丙烯酸酯30％，环氧丙烯酸酯树脂20％，磷酸酯3％；
活性稀释剂：二缩三丙二醇二丙烯酯15％，己二醇二丙烯酸酯25％；
固化剂：1-羟基环己基苯基甲酮2％，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷1％；
助剂：流平剂2％，抗氧剂2％。
一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，制作步骤如下：
S1在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于活性稀释剂总重量30％的活性稀释剂中；
S2升温至45℃，搅拌状态下加入已溶于等重量活性稀释剂的抗氧剂后加入流平剂，升温至60℃并保温2h后加入剩余的活性稀释剂；
S3升温至68℃，保温25min后，自然降温到45℃，加入固化剂并在后即得。
步骤S1中搅拌速度400r/min，搅拌时间为15min。
步骤S2的搅拌速度600r/min，搅拌时间15min。
步骤S3中的搅拌速度900r/min，搅拌时间25min。
实施例3
一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：聚氨酯三丙烯酸酯35％，环氧丙烯酸酯树脂20％，磷酸酯3％；
活性稀释剂：二缩三丙二醇二丙烯酯15％，己二醇二丙烯酸酯20％；
固化剂：1-羟基环己基苯基甲酮3％，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷1.5％；
助剂：流平剂1.5％，抗氧剂1％。
一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，制作步骤如下：
S1在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于活性稀释剂总重量30％的活性稀释剂中；
S2升温至50℃，搅拌状态下加入已溶于等重量活性稀释剂的抗氧剂后加入流平剂，升温至60℃并保温2h后加入剩余的活性稀释剂；
S3升温至68℃，保温25min后，自然降温到45℃，加入固化剂并在后即得。
步骤S1中搅拌速度500r/min，搅拌时间为13min。
步骤S2的搅拌速度700r/min，搅拌时间20min。
步骤S3中的搅拌速度900r/min，搅拌时间25min。
实施例4
一种用于金属表面打底UV光油，包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：聚氨酯三丙烯酸酯30％，环氧丙烯酸酯树脂15％，磷酸酯1％；
活性稀释剂：二缩三丙二醇二丙烯酯20％，己二醇二丙烯酸酯25％；
固化剂：1-羟基环己基苯基甲酮3％，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷1.5％；
助剂：流平剂2.5％，抗氧剂2％。
一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，制作步骤如下：
S1在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于活性稀释剂总重量30％的活性稀释剂中；
S2升温至50℃，搅拌状态下加入已溶于等重量活性稀释剂的抗氧剂后加入流平剂，升温至63℃并保温2h后加入剩余的活性稀释剂；
S3升温至73℃，保温35min后，自然降温到40℃，加入固化剂并在后即得。
步骤S1中搅拌速度600r/min，搅拌时间为10min。
步骤S2的搅拌速度800r/min，搅拌时间20min。
步骤S3中的搅拌速度1000r/min，搅拌时间30min。
检测方法
打底UV光油可以采用滚涂的方式涂抹在金属板上，50～55℃烘干3min后，在紫外灯(700mJ/cm2)下进行照射，固化时间1min，检测结果如表1。
1、UV光油是否固化完全检测方法：将上光后的纸张放置24小时，如果固化完全，基本上闻不到什么气味；如果闻到光油气味的话，就说明有未完全固化的成分。
2、附着力测试方法：用3M透明胶带做剥离测试，通过涂层脱落面积评价其附着牢固性。
3、丰满度测试方法：在光线明朗的地方，观察漆膜：有立体感，光亮，像镜子一般平整则为优；立体感不强，流平一般，则为合格；漆膜起皱，光泽不强，有点失光则为差。
4、硬度：用摆杆硬度计测试，1Kg力。
5、耐黄性测试方法：参考GB/T 23983-2009，值越小越好。
表1金属表面打底UV光油性能测试结果
编号 固化情况 附着力 丰满度 硬度 耐黄性
实施例1 无气味，固化完全 5B 优 3H 0.3
实施例2 无气味，固化完全 5B 优 4H 0.5
实施例3 无气味，固化完全 4B 优 3H 0.5
实施例4 无气味，固化完全 5B 优 3H 0.4
对照组 少量气味，固化较完全 4B 合格 3H 1.0
对照组为市售UV涂料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：包括按如下质量百分比计的组成：
树脂：45～55％；
活性稀释剂：35～45％；
固化剂：2～5％；
助剂：2～5％。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：所述树脂包括聚氨酯三丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯树脂，所述聚氨酯三丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯树脂的质量比为(1.5～2.3):1。
3.根据权利要求1所述的一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：所述树脂中还包括1～3％的磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：所述活性稀释剂包括二缩三丙二醇二丙烯酯和己二醇二丙烯酸酯，所述二缩三丙二醇二丙烯酯和己二醇二丙烯酸酯的质量比为(0.6～1):1。
5.根据权利要求1所述的一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：所述固化剂为光敏引发剂，所述光敏引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷，所述1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷的质量比为(1～7):1。
6.根据权利要求1所述的一种用于金属表面打底UV光油，其特征在于：所述助剂包括平流剂和抗氧化剂，所述流平剂为硅氧烷丙烯酸酯，所述抗氧剂为抗氧剂P-1010，流平剂和抗氧剂的质量比为(0.75～6):1。
7.一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，其特征在于：制作步骤如下：
S1：在避光及氮气保护下，在常温下将树脂搅拌溶于30％的活性稀释剂中；
S2：将S1升温至40～50℃，并在搅拌状态下加入流平剂，升温至58～63℃保温1.5～2.5h后，加入剩余的活性稀释剂；
S3：将S2升温至65～73℃，保温20～35min后，自然降温到45℃以内，加入固化剂搅拌后即得。
8.根据权利要求7所述的一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中搅拌速度为300～500r/min，搅拌时间为10～15min。
9.根据权利要求7所述的一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为10～20min。
10.根据权利要求7所述的一种用于金属表面打底UV光油的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的搅拌速度为900～1000r/min，搅拌时间为20～30min。
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