CN107722797B - 一种uv-led光源固化的白色木器面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种UV‑LED光源固化的白色木器漆及其制备方法。木器漆由以下重量百分比的原料制成改性环氧丙烯酸酯30~40%，改性聚氨酯丙烯酸酯10~20%，丙烯酸酯类活性稀释剂30~40%，光引发剂5~10%，助剂0.4~1%，钛白粉15~20%，气相二氧化硅0.1‑2%；本发明的优点是该木器漆在UV‑LED光源下可迅速固化，并在木器上具有良好的附着力和耐黄变性能。解决了光固化白色木器漆在UV‑LED光源下固化速度慢，表干差，易黄变的难题。

Description

一种UV-LED光源固化的白色木器面漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种可利用UV-LED光源固化的白色木器面漆及其制备方法。
背景技术
目前光固化白色木器漆大多采用常规 UV 光源固化，常规UV光源为高压汞灯，但是高压汞灯的能耗很高，发热量大，与之相比UV-LED 光源具有节能、环保、发光效率高、寿命长、反应速度快、放热少等特点。同时2020年将生效的《水俣公约》中明确限制了汞灯的生产及使用。随着 UV-LED（紫外发光二极管）芯片技术及其封装技术的快速发展，LED 在照明和固化等行业具有巨大的市场前景，各个国家地区都争相投资和研发UV-LED光源，UV-LED光源将逐步代替汞灯光源的使用。目前市场上UV-LED光源的功率与汞灯相比都较低，能量聚集在某个狭窄的紫外光谱段，365nm、385nm和395nm波长的LED光源较为普遍。而传统的白色木器漆配方在此波长下会有固化速度慢，无法表干，易黄变的缺点。如何提高固化速度，改善表干，固化后不黄变是目前 UV-LED固化白色涂料急需解决的问题。目前色漆部分已可以解决，但白色木器漆仍然没有较好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种UV-LED光源固化的白色木器漆及其制备方法。其在UV-LED光源下迅速固化，并具备高附着力，遮盖力好，白度高，耐黄变性能好等优点。
本发明提供了一种UV-LED光源固化的白色木器漆及其制备方法，按重量百分比该涂料由以下组分组成：
改性环氧丙烯酸酯 20~40%
改性聚氨酯丙烯酸酯 10~30%
丙烯酸酯类活性稀释剂 20~40%
光引发剂 5~10%
助剂 0.4~5%
钛白粉 15~20%
气相二氧化硅 0.1-2%
所述改性环氧丙烯酸酯选自丁二酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、己二酸改性双酚A环氧丙烯酸酯中的一种，与长链二元醇改性双酚A环氧丙烯酸酯的混合物。其中所述长链二元醇选自C200-C600二元醇，醇改性丙烯酸树脂选自酸改性丙烯酸树脂重量的0-10倍。
所述改性聚氨酯丙烯酸酯选自二乙醇胺、二乙胺改性的聚氨酯丙烯酸酯或巯基改性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种。
所述丙烯酸酯类活性稀释剂为二官能单体与三官能单体的混合物；二官能单体优选：一缩乙二醇双（甲基）丙烯酸酯、二缩乙二醇双（甲基）丙烯酸酯、三缩乙二醇（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇（200/400/600）（甲基）丙烯酸酯、1,4-丁二醇（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇（甲基）丙烯酸酯、丙氧化（2）新戊二醇（甲基）丙烯酸酯、1,6-己二醇双（甲基）丙烯酸酯中的至少一种。三官能团单体优选：三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基（甲基）丙烷三丙烯酸酯中的一种。
所述光引发剂选自α-羟基类光引发剂、噻吨酮类光引发剂、活性胺和膦氧化物类光引发剂的混合。优选久日新材的JRcure3021、JRcure2778、JRcure2806、JRcure2810的一种或两种的混合物。其中JRcure3021为LED光源固化高效引发剂，与传统引发剂754、TPO、1173相比具有固化速度快，表干好的优势。
所述助剂为分散剂、流平剂、消泡剂、阻聚剂的一种或多种。
所述改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物优选由二乙醇胺或二乙胺改性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，最优选久日新材的JRR7021、JRR7041、JRR7061中的一种或两种的混合物，该类低聚物在提供漆膜柔韧性的同时还可以促进漆膜表干，同时具有固化后低黄变的特点。
本发明还提供一种UV-LED光源固化的白色木器面漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在避免日光或紫外光照射的条件下，按照所述配比依次称取各组分；
步骤二，将改性环氧丙烯酸酯、改性聚氨酯丙烯酸酯、百分之七十的丙烯酸酯类活性稀释剂混合均匀，搅拌过程中保持混合物料温度小于50℃，搅拌速度为500-8000转/分，持续5min；
步骤三，将剩余的30%丙烯酸酯类活性稀释剂与钛白粉投入高速分散机中混合，混合过程中物料应小于50度，搅拌速度为800-1000转/分，持续5min后，加入助剂，在800-1000转/分搅拌5min后，将制得的物料用三辊研磨机研磨。至细度在10μm以下；
步骤四，将步骤三制得的白色浆料投入步骤二制得的物料中，加入光引发剂，高速搅拌至物料分散均匀。
本发明提供的UV-LED光源固化的白色木器漆能在UV-LED光源下固化成高附着力、遮盖力好、白度高、耐黄变等性能优异的白色木漆涂层。
具体实施方式
本发明将通过下述非限定性实施例加以进一步说明。
涂料的制备方法：
步骤一，在避免日光或紫外光照射的条件下，按照所述配比依次称取各组分；
步骤二，将改性环氧丙烯酸酯、改性聚氨酯丙烯酸酯、百分之七十的丙烯酸酯类活性稀释剂混合均匀，搅拌过程中保持混合物料温度小于50℃，搅拌速度为500-8000转/分，持续5min；
步骤三，将剩余的30%丙烯酸酯类活性稀释剂与钛白粉投入高速分散机中混合，混合过程中物料应小于50度，搅拌速度为800-1000转/分，持续5min后，加入助剂，在800-1000转/分搅拌5min后，将制得的物料用三辊研磨机研磨。至细度在10μm以下；
步骤四，将步骤三制得的白色浆料投入步骤二制得的物料中，加入光引发剂，高速搅拌至物料分散均匀。
本发明所采用的UV-LED固化设备为：
厂家：蓝天特灯发展有限公司
型号：LED-120
功率：12W/灯珠
发光部分：8cm*2.5cm
波长：395nm
光强：13900mW/cm2
有效灯距：5-15mm
基材：涂覆过水性底漆的木板。
涂料的评价方法：
1、固化速度
对于涂料的固化性而言，使用10μm线棒涂布器将配制好的光固化组合物涂在已经涂敷过水性底漆的木器基材上。将涂布样品放置与UV-LED光源下。以指甲反复压刻刮擦不产生印记为完全固化标准，记录不产生印记的最短时间。
2、硬度
对在木器基材上固化好的固化膜，按照标准GB/T 6739-2006《色漆和清漆 铅笔法测底漆膜硬度》实施检测。
3、附着力
对在木器基材上固化好的固化膜，借鉴JIS G3320的方法来刻入网格状的切口。然后，在固化膜上贴附胶带并进行剥离，由此观察固化膜的剥离状况。根据每100个网格中未剥离的网格的个数来评价固化膜的粘合性。50/100以上可供实用。
4、黄变性
对在木器基材上固化好的漆膜，按照标准GB/T23893-2009《木器涂料耐黄变性测试法》实施检测，检测光照后的试样与未经光照试样的色差值，色差值越小，耐黄变性能越好。
评价结果如下表所示：
表1光引发剂种类影响
Figure 216046DEST_PATH_IMAGE001
表2 单体含量、配比
Figure 92735DEST_PATH_IMAGE003
表3树脂的种类、配比
Figure 742895DEST_PATH_IMAGE005
对于实施例所述的白色木器漆，通过UV-LED光源照射可在5s内快速固化，克服氧阻聚；固化后的涂层在木器上具有较好的附着力以及良好的耐黄变性能。具有广阔的市场应用前景。

Claims (5)

1.一种UV-LED光源固化的白色木器漆，按重量百分比该涂料由以下组分组成：
改性环氧丙烯酸酯20-40％
改性聚氨酯丙烯酸酯10-30％
丙烯酸酯类活性稀释剂20-40％
光引发剂5-10％
助剂0.4-5％
钛白粉15-20％
气相二氧化硅0.1-2％
所述改性环氧丙烯酸酯选自丁二酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、己二酸改性双酚A环氧丙烯酸酯中的一种与长链二元醇改性双酚A环氧丙烯酸酯的混合物；
所述改性聚氨酯丙烯酸酯选自二乙醇胺或二乙胺改性的聚氨酯丙烯酸酯或巯基改性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种；
所述丙烯酸酯类活性稀释剂为二官能单体与三官能单体的混合物；
所述光引发剂选自JRcure3021、JRcure2778、JRcure2806、JRcure2810的一种或两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的UV-LED光源固化的白色木器漆，其特征在于所述改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物选自二乙醇胺或二乙胺改性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的UV-LED光源固化的白色木器漆，其特征在于所述改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物选自JRR7021、JRR7041、JRR7061中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的UV-LED光源固化的白色木器漆，其特征在于所述二官能单体选自一缩乙二醇双(甲基)丙烯酸酯、二缩乙二醇双(甲基)丙烯酸酯、三缩乙二醇双(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇双(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇双(甲基)丙烯酸酯、丙氧化(2)新戊二醇双(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇双(甲基)丙烯酸酯中的至少一种；三官能团单体选自三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基(甲基)丙烷三丙烯酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的UV-LED光源固化白色木器漆，其特征在于所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂的一种或多种。
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