CN108977047A - 一种基于eb固化的卷材涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于EB固化的卷材涂料，属于涂料技术领域。涂料各组分按照重量分计，包含感光型树脂齐聚物20～60％、丙烯酸单体20～55％、有机和无机颜填料0～60％。与传统溶剂型热固性涂料相比，本发明中基于EB固化的涂料具有高效、节能、经济、环境友好等优点；与UV光固化涂料相比，本发明中基于EB固化的涂料不需要引入价格较贵的光引发剂，也不会因残留光引发剂及光分解产物迁移和挥发，引起难闻的臭味。并且本发明中基于EB固化的涂料同时适用于卷钢和卷铝两种基材，符合国家推进VOC减排的要求，具有广泛的应用前景。

Description

一种基于EB固化的卷材涂料
技术领域
本发明涉及一种基于EB固化的卷材涂料，属于涂料技术领域。
背景技术
目前，卷材涂料在卷钢和卷铝制品中应用广泛。市售的卷钢和卷铝涂料一般为溶剂型热固性涂料，该类型涂料存在着高VOC排放，浪费能源等诸多问题。 EB固化涂料通过浸涂、淋涂、喷涂、辊涂，甚至真空涂等方法涂布后，再经EB 固化成膜；EB穿透深度大，不仅可用于薄涂层，也可用于厚达数毫米甚至厘米的有色涂层，同时EB还可使涂层与基材产生化学结合，提高涂料与基材的附着力，紫外光固化涂料则难以达到上述优异的性能。
与传统溶剂型热固性涂料相比：1.EB固化涂料固化效率高，在EB照射下固化只需1～3秒左右或更短时间，而传统溶剂型热固性涂料则需在250℃高温下固化25～35秒。2.节省能源，EB固化涂料是常温快速固化，一般生产线能耗在 50KW以内，能量消耗约为热固性涂料的1/10～1/5。3.EB固化涂料工艺简单、设备简单紧凑、缩小作业空间。4.EB固化涂料环保，不含VOC，对环境污染小。与UV光固化涂料相比：1.EB固化涂料不需要引入价格较贵的光引发剂，能进一步降低配方产品的成本；2.EB固化涂料不会因残留光引发剂及光分解产物迁移和挥发，引起难闻的臭味，有利于材料的耐老化性能，并可应用于食品、医药等包装材料。
为此，本发明提出了多种基于EB固化的卷钢和卷铝涂料解决方案，此类方案符合国家推进VOC减排的要求，具有十分广泛的应用前景，适合大规模应用推广。
发明内容
本发明的目的在于降低能耗，减少VOC排放，提供多种基于EB固化的卷钢和卷铝涂料解决方案，提高生产效率，该方案可广泛应用于卷钢和卷铝制品的涂装印刷中。
本发明通过研究发现，下列组分聚合得到的涂层适用于卷钢和卷铝的底漆、色漆及面漆，根据现有的检验标准，所得涂膜的性能指标符合要求，所述涂料组分含有：
感光型树脂聚合物，它是EB固化涂料的主要成分。该聚合物为经改性后具有双键的齐聚物，包含环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚丙烯酸酯、超支化丙烯酸低聚物中的至少一种。从对基材的附着力上考虑，EB固化底漆的感光型树脂聚合物优选聚氨酯丙烯酸酯、超支化丙烯酸低聚物、聚丙烯酸酯。从固化反应速度上考虑，EB固化色漆的感光型树脂聚合物优选聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯。从耐候性上考虑，EB固化光油的感光型树脂聚合物优选聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯。粘度对EB固化涂料生产速度有直接影响，随着粘度变小，生产速度相应加快。树脂的粘度大小对涂料的粘度有决定性的影响，树脂的优选粘度在1000～50000mPa·s(25℃)。
丙烯酸酯单体，不仅具有活性稀释剂的作用，而且能够影响涂料对基材的附着力。所选用的丙烯酸酯单体官能度为1～6，官能团大小对固化速度有影响，官能团越大固化越快，但官能团越大粘度相对越大，因此还需控制粘度在 5～500mPa·s(25℃)，单体表面张力对卷钢、卷铝基材的润湿有影响，低表面张力有助于提高涂料对基材的附着力，因此优选表面张力低于36达因的丙烯酸酯单体，丙烯酸磷酸酯类活性稀释剂不仅参与EB固化反应，还可提高对金属的附着力，改善颜填料分散等功能。
一种基于EB固化的卷材涂料，各涂料组分按重量份计为：感光型树脂齐聚物20～60份，丙烯酸单体20～55份，有机和无机颜填料0～60份和助剂0.5～5份。
所述感光型树脂齐聚物为经改性后具有双键的树脂。所述感光型树脂齐聚物为环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚丙烯酸酯、超支化丙烯酸低聚物中的至少一种，25℃时黏度为300～150000mPa·s。
所述有机助剂为聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷-聚醚共聚物类润湿流平剂和非硅聚合物、改性聚硅氧烷类消泡剂。有机助剂可以为润湿流平剂和消泡剂，聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷-聚醚共聚物类润湿流平剂的主要作用为润湿基材；非硅聚合物、改性聚硅氧烷类消泡剂则在EB固化涂料中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生的泡沫。
所述卷材涂料包括底漆、有色漆和面漆。
所述底漆按重量份计如下：超支化丙烯酸低聚物5～15份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15～20份、聚丙烯酸酯10～15份、N,N-二甲基丙烯酰胺5～10份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、丙烯酸四氢呋喃甲酯5～15份、丙烯酸磷酸酯类活性稀释剂1～5份、有机和无机颜填料15～40份以及助剂0.2～1.0份。
所述有色漆按重量份计如下：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15～30份、聚丙烯酸酯10～25份、二丙二醇二丙烯酸酯15～30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、有机和无机颜填料5～40份以及助剂0.2～3.0份。
所述面漆按重量份计如下：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯25～40份、超支化丙烯酸低聚物5～15份、二丙二醇二丙烯酸酯15～30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10～20份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、助剂0.2～2.0份。
EB固化时，其能量为10～500keV，剂量为5～200kGy。
本发明的有益效果：本发明中基于EB固化的涂料具有高效、节能、经济、环境友好等优点，并且同时适用于卷钢和卷铝两种基材，符合国家推进VOC减排的要求，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术方式及作用，以下通过实施例，对本发明进行进一步说明。
在制备EB固化涂料时，先根据上述组分及其重量比配料，再利用砂磨机和分散机等设备进行混合搅拌，使各组分充分混合均匀。
实施例1本实施例中所述的涂料制备方法如下：
底漆：超支化丙烯酸低聚物5份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15份、聚丙烯酸酯10份、N,N-二甲基丙烯酰胺5～份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、丙烯酸四氢呋喃甲酯5份、丙烯酸磷酸酯类活性稀释剂1份、颜填料15份以及助剂0.2份。
色漆：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15份、聚丙烯酸酯10份、二丙二醇二丙烯酸酯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、颜填料5～40份以及助剂0.2～3.0份。
面漆：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯25份、超支化丙烯酸低聚物5份、二丙二醇二丙烯酸酯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、助剂0.2份。
使用RDS#4刮棒，在钢板上涂覆上述底漆涂料，进行EB固化(照射高度： 50mm，输送带速度：70m/min，EB能量：100keV，EB固化剂量：50kGy)，然后涂覆色漆涂料进行EB照射，最后涂覆面漆涂料进行EB照射，由此制备成评价用样板。
实施例2本实施例中所述的涂料制备方法如下：
底漆：超支化丙烯酸低聚物15份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20份、聚丙烯酸酯15份、N,N-二甲基丙烯酰胺10份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、丙烯酸四氢呋喃甲酯15份、丙烯酸磷酸酯类活性稀释剂5份、颜填料40份以及助剂1.0份
色漆：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30份、聚丙烯酸酯25份、二丙二醇二丙烯酸酯30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、颜填料 40份以及助剂3.0份。
面漆：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯40份、超支化丙烯酸低聚物15份、二丙二醇二丙烯酸酯30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、助剂2.0份。
使用RDS#4刮棒，在铝板上涂覆上述底漆涂料，进行EB照射(照射高度： 50mm，输送带速度：70m/min，EB能量：100keV，EB固化剂量：50kGy)，然后涂覆色漆涂料进行EB照射，最后涂覆面漆涂料进行EB照射，由此制备成评价用样板。
根据实施例1制备的样板，与传统溶剂型卷钢涂料对比结果如下表：
表1：EB底漆与溶剂型卷钢底漆对比
表2：EB色漆与溶剂型卷钢色漆对比
表3：EB面漆与溶剂型卷钢面漆对比
本发明中，基于EB固化体系的卷材涂料具有高效、节能、经济、环保等优点，能够替代传统的溶剂型热固性涂料，提高生产效率，降低能耗，减少VOC 的排放。
以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的前提下，当可利用上述描述的技术内容做出各种变化和改进。但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种基于EB固化的卷材涂料，其特征是各涂料组分按重量份计为：感光型树脂齐聚物20～60份，丙烯酸单体20～55份，有机和无机颜填料0～60份和助剂0.5～5份。
2.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是：所述感光型树脂齐聚物为经改性后具有双键的树脂。
3.如权利要求2所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是：所述感光型树脂齐聚物为环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚丙烯酸酯、超支化丙烯酸低聚物中的至少一种，25℃时黏度为300～150000mPa·s。
4.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是：所述有机助剂为聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷-聚醚共聚物类润湿流平剂和非硅聚合物、改性聚硅氧烷类消泡剂。
5.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是：所述卷材涂料包括底漆、有色漆和面漆。
6.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是所述底漆按重量份计如下：超支化丙烯酸低聚物5～15份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15～20份、聚丙烯酸酯10～15份、N,N-二甲基丙烯酰胺5～10份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、丙烯酸四氢呋喃甲酯5～15份、丙烯酸磷酸酯类活性稀释剂1～5份、有机和无机颜填料15～40份以及助剂0.2～1.0份。
7.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是所述有色漆按重量份计如下：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15～30份、聚丙烯酸酯10～25份、二丙二醇二丙烯酸酯15～30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、有机和无机颜填料5～40份以及助剂0.2～3.0份。
8.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是所述面漆按重量份计如下：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯25～40份、超支化丙烯酸低聚物5～15份、二丙二醇二丙烯酸酯15～30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10～20份、甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、助剂0.2～2.0份。
9.如权利要求1所述基于EB固化的卷材涂料，其特征是：EB固化能量为10～500keV，剂量为5～200kGy。
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