CN1091458C - 不变黄的紫外光固化涂料 - Google Patents

不变黄的紫外光固化涂料 Download PDF

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Abstract

本发明属于光固化涂料，特别涉及一种用于汽车、摩托车外构件表面涂覆层不变黄的紫外光固化涂料。以重量百分比计，涂料包括：脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂5～40%，丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂5～40%，单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯5～35%，或双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯5～30%，三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯5～25%，光引发剂1～10%。用于汽车、摩托车白色工件罩光，经紫外光固化后，所得漆漠平整、坚韧耐磨、耐高温、耐腐蚀、而且不变黄。

Description

不变黄的紫外光固化涂料
本发明属于化工领域中的光固化涂料，特别涉及一种用于汽车、摩托车外构件表面涂覆层不变黄的紫外光固化涂料。
本发明是对本申请人在先申请的专利进一步改进，是紫外光固化涂料在汽车、摩托车外构件表面涂覆应用的系列研究之一。紫外光固化涂料在应用上不仅高效节能，产品无污染，而且涂料所形成的漆膜还具有坚韧耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点。将紫外光固化涂料应用于汽车、摩托车外构件表面罩光，大大提高了汽车、摩托车外构件的表观质量。发明名称为“摩托车专用紫外光固化涂料”，申请号为99115412.6，及发明名称为“无气味摩托车专用紫外光固化涂料”，申请号为99115411.8的专利申请披露了应用在摩托车外构件表面上的紫外光固化涂料，但上述专利申请说明书中提到的涂料组成物中有环氧丙烯酸酯树脂，而环氧丙烯酸酯树脂，或环氧甲基丙烯酸酯树脂在紫外光照射固化时发生一定程度的变黄，不适用于汽车、摩托车上白色工件的涂覆。
本发明的目的在于提供一种固化时不变黄的紫外光固化涂料，并将之应用于汽车、摩托车外构件的表面罩光，用以改善汽车、摩托车外构件的耐磨、耐擦、耐油、耐老化和耐酸雨侵蚀性能。
本发明的技术解决方案是：采用脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂，和丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂作为反应性低聚物，不采用现有组成中易变黄的环氧丙烯酸酯树脂。本发明涂料组分如下，以重量百分比计：
脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂                                       5～40％
丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂               5～40％
单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯           5～35％或双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯             5～30％或单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯，和双官能团丙
烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯                     5～30％
三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯           5～25％
光引发剂                                         1～10％。
将上述组分按所述的重量百分比配比加入到反应器中，在常温下搅拌均匀或加热至熔融状态搅拌均匀，冷却后即得固化时不变黄的紫外光固化涂料。
所述脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂是由脂肪族或脂环族多异氰酸酯与聚酯多元醇或聚醚多元醇反应后再与丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯反应而制得的，可以用通式表示为：
其中：
R可以是H，CH3；
R1可以是
Figure C0010904200062
R2可以是聚酯链或聚醚链，
其中：聚酯链的通式是：
Figure C0010904200063
n＝1～15，
R3可以是
Figure C0010904200064
Figure C0010904200065
以及它们的混合物。
R4可以是-CH2-CH2-、 -CH2CH2CH2-CH2-、
Figure C0010904200072
以及它们的混合物。
其中：聚醚链的通式是：
n＝1～500；
Figure C0010904200074
n＝1～500；
n＝1～250，m＝1～250。
所述丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂的合成方法为：在带有分水器的反应釜中，加入丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯200～400克，三聚氰胺甲醛树脂220～450克，对羟基苯甲醚0.6～1.5克，对甲苯磺酸0.7～1.6克，开动搅拌装置，升温至130～180℃，反应3～6小时，回流分水，最终得到丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂。
单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯可以是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-乙烯基吡咯烷酮或丙烯酸异冰片酯等。
所述双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯可以是二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
所述三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯可以是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
所述光引发剂为非黄变的2-甲基-2-羟基-1-氧苯基丙烷(Darocure1173)，或1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184)。
本发明由于采用非黄变性的脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂，和丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂作为反应性低聚物，取代原技术中的环氧丙烯酸酯树脂或甲基环氧丙烯酸酯树脂，因而制成的汽车、摩托车专用紫外光固化涂料不变黄，大大提高了抗黄变和耐老化性能，不仅适用于一般带色部件的表面涂覆，而且适用于白色工件的涂覆，还适用于汽车外壳的涂覆。
将本发明的紫外光固化涂料采用喷涂的方式用于汽车、摩托车白色工件罩光，经紫外光固化后，所得漆漠平整、光滑半满、坚韧耐磨、耐高温、耐腐蚀、而且不变黄，极大地改善了汽车、摩托车外构件的表观质量。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
实施例1.
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN965，Sartomer产品)       30％
丙烯酸氨基树脂                                      20％
丙烯酸丁酯                                          10％
二缩三丙二醇二丙烯酸酯                              30％
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                              5％
2-甲基-2-羟基-1-氧苯基丙烷                          5％
将上述组份在反应釜中混合，加热至40℃～50℃的温度，搅拌均匀0.5～3小时，冷却，即得本发明所述的不变黄汽车、摩托车专用紫外光固化涂料，涂膜性能如表1。
实施例2.
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN966，Sartomer产品)       5％
丙烯酸氨基树脂                                      40％
丙烯酸异辛酯                                        30％
乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                        22％
1-羟基环己基苯基酮                                  3％
混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例3.
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN963，Sartomer产品)       40％
丙烯酸氨基树脂                                      5％
丙烯酸羟乙酯                                        15％
丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯                            20％
季戊四醇三丙烯酸酯                                  13％1-羟基环己基苯基酮                                       7％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例4.脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN980，Sartomer产品)            35％丙烯酸氨基树脂                                           15％乙氧化-1，6-己二醇二丙烯酸酯                             30％乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                             13％1-羟基环己基苯基酮                                       7％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例5脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(EB294，Ucb公司产品)             30％丙烯酸氨基树脂                                           20％乙氧化-1，4-丁二醇二丙烯酸酯                             30％季戊四醇三丙烯酸酯                                       12％2-甲基-2-羟基-1-氧苯基丙烷                               8％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例6脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(EB270，Ucb公司产品)             20％丙烯酸氨基树脂                                           35％甲基丙烯酸丁酯                                           30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                                   10％1-羟基环己基苯基酮                                       5％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例7脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(611-85，台湾长兴公司产品)25％丙烯酸氨基树脂                                           30％聚乙二醇二丙烯酸酯                                       30％丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                             8％1-羟基环己基苯基酮                                       5％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例8.脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN966，Sartomer产品)            10％甲基丙烯酸氨基树脂                                       35％甲基丙烯酸异辛酯                                         30％乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                            22％1-羟基环己基苯基酮                                      3％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例9.脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN963，Sartomer产品)           10％甲基丙烯酸氨基树脂                                      35％丙烯酸异辛酯                                            25％乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯                        22％1-羟基环己基苯基酮                                      8％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
实施例10.脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂(CN980，Sartomer产品)           35％丙烯酸氨基树脂                                          15％甲基丙烯酸羟乙酯                                        15％乙氧化-1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯                        20％乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯                        13％2-甲基-2-羟基-1-氧苯基丙烷                              2％混合制作方法与实施例1相同，涂膜性能如表1。
                                         表1
Figure C0010904200111

Claims (6)

1.一种紫外光固化涂料，其特征在于组分如下，以重量百分比计：
脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂                                     5～40％
丙烯酸氨基树脂或甲基丙烯酸氨基树脂               5～40％
单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯           5～35％或双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯             5～30％或单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯，和双官能团丙
烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯                    5～30％
三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯           5～25％
光引发剂                                       1～10％。
2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述脂肪族或脂环族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族或脂环族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂用通式表示为：
Figure C0010904200021
其中：
R是H，CH3；
R1是
Figure C0010904200022
R2是聚酯链或聚醚链，
其中：聚酯链的通式是：
n＝1～15，
R3是
Figure C0010904200032
以及它们的混合物；
R4是-CH2-CH2-、
Figure C0010904200034
-CH2CH2CH2-CH2-、
Figure C0010904200035
以及它们的混合物；
其中：聚醚链的通式是：
Figure C0010904200036
n＝1～500；
Figure C0010904200037
，n＝1～500；
Figure C0010904200038
n＝1～250，m＝1～250。
3.如权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述单官能团丙烯酸酯或单官能团甲基丙烯酸酯是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-乙烯基吡咯烷酮或丙烯酸异冰片酯。
4.如权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯是二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二缩二丙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化-1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
5.如权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化或丙氧化的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
6.如权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述光引发剂为非黄变的2-甲基-2-羟基-1-氧苯基丙烷，或1-羟基环己基苯基酮。
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