CN109486318A

CN109486318A - 无溶剂uv树脂及其应用

Info

Publication number: CN109486318A
Application number: CN201811207439.6A
Authority: CN
Inventors: 陈重光; 黄鹤; 刘昭; 刘琼
Original assignee: Tongguang (kunshan) Biotechnology Co Ltd; With New Mstar Technology Ltd (jiangsu)
Current assignee: Tongguang (kunshan) Biotechnology Co Ltd; With New Mstar Technology Ltd (jiangsu)
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-03-19

Abstract

一种环保涂料技术领域的无溶剂UV树脂及其应用，按重量比例，包括以下组分：低粘度低聚物20％～40％；双官能度活性稀释剂10％～20％；三官能度活性稀释剂10％～20％；UV固化超支化多官能度单体20％～40％；流平剂0.1％～0.8％；光引发剂2％～10％。本发明能够解决UV光固化涂料需要添加有毒有机溶剂，存在VOC挥发性有机物的问题。

Description

无溶剂UV树脂及其应用

技术领域

本发明涉及的是一种环保涂料领域的技术，具体是一种无溶剂UV树脂及其应用。

背景技术

原理上，UV光固化技术可以生产出满足“5E(Energy Saving节能，Economical经济，Efficient高效，Environmental Friendly生态环保，Enabling适用性广)”要求的绿色产品。然而在实践中，由于施工工艺对低粘度的要求以及人们对低成本的追逐，UV光固化产品中往往含有大量的有机溶剂。

众所周知，溶剂型涂料在生产和施工过程中有大量的有机溶剂(VOC)挥发，VOC是大气污染的原凶之一。易燃、易爆、有毒的有机溶剂也存在着严峻的安全隐患和对人体健康的危害。随着人民生活水平的提高和环保意识的增强，国家有关部门从可持续发展的高度，纷纷出台了严格的环保法规，从2016年起我国已对溶剂型涂料生产企业开始征收环保税，溶剂型涂料的生产和使用将越来越受到限制，水性化和无溶剂化是涂料工业发展的必由之路。

水性树脂与溶剂型树脂相比，普遍存在硬度低、耐水性差和干燥速度慢等缺陷，在很大程度上制约了水性树脂的发展。在水性树脂中采用光固化技术手段，可较好解决水性树脂硬度低、耐水性差难题，满足产品使用性能要求和环保、安全要求。但除去水分仍然需要额外的能量消耗。

无溶剂光固化树脂不含有机溶剂和水，涂膜硬度高、丰满度和光泽好、干燥速度快，可大大缩短涂装流水线和减少工件堆放场地，降低涂装成本，施工和固化过程无VOC排放，特别适用于工厂大批量、连续涂装生产线和高速印刷工艺，是真正意义上的“5E”产品。但无溶剂光固化树脂对合成树脂的分子量大小及分布控制提出了更高的要求，需要解决树脂产品在无溶剂条件下的流动性、施工性和储存稳定性等技术难题。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN107778512A，公开(公告)日2017.12.12，公开了一种无溶剂PVC辊涂UV亮光清面漆涂料及其制备方法。该技术使用了低沸点的单官能度丙烯酸酯(甲基丙烯酸羟乙酯)，导致该涂料仍然有一定的气味及VOC挥发。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种无溶剂UV树脂及其应用，能够解决UV光固化涂料需要添加有毒有机溶剂，存在VOC挥发性有机物的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种无溶剂UV树脂，按重量比例，包括以下组分：

低粘度低聚物 20％～40％

双官能度活性稀释剂 10％～20％

三官能度活性稀释剂 10％～20％

UV固化超支化多官能度单体 20％～40％

流平剂 0.1％～0.8％

光引发剂 2％～10％。

优选地，所述低粘度低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中至少一种。

优选地，所述双官能度活性稀释剂包括三缩四丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、1，6-乙二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧基丙氧基二甲基丙烯酸酯(POEODMA)、乙氧化丙氧化双酚A二丙烯酸酯(BPA6EO12PODA)中至少一种。

优选地，所述三官能度活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(G3POTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETIA)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、乙氧基(EO)和/或丙氧基(PO)改性TMPTA中至少一种。

优选地，所述UV固化超支化多官能度单体包括UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯、UV固化超支化聚酯丙烯酸酯中至少一种。

本发明涉及一种涂料制品，由所述无溶剂UV树脂固化而成。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)利用超支化聚合物的低粘度特性，通过向低粘度低聚物添加可紫外光固化UV固化超支化多官能度单体及二官能度活性稀释剂、三官能度活性稀释剂，实现了无溶剂UV树脂的低粘度化，从而在不加溶剂和/或单官能度单体的情况下获得了良好的流动性及流平性；

2)低粘度低聚物、双官能度活性稀释剂、三官能度活性稀释剂及可紫外光固化UV固化超支化多官能度单体的合理配比使固化后涂层的收缩率降低，实现了均衡固化，从而降低了界面应力，故无需使用昂贵的附着力促进剂也可达到对基材的良好附着效果；基于此制得的无溶剂UV树脂同时具有涂膜硬度高、丰满度和光泽度好、干燥速度快等优点，大大缩短涂装流水线，减少工件堆放场地，降低涂装成本，施工和固化过程无VOC排放，特别适用于工厂大批量、连续涂装生产线和高速印刷工艺。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。

本发明实施例涉及的无溶剂UV树脂按重量比例，包括以下组分：

低粘度低聚物 20％～40％

双官能度活性稀释剂 10％～20％

三官能度活性稀释剂 10％～20％

UV固化超支化多官能度单体 20％～40％

流平剂 0.1％～0.8％

光引发剂 2％～10％。

实施例1

所述低粘度低聚物采用低粘度聚丙烯酸酯丙烯酸酯，重量比例为30％；

所述双官能度活性稀释剂采用乙氧化丙氧化双酚A二丙烯酸酯，重量比例为20％；

所述三官能度活性稀释剂采用三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯，重量比例为20％；

所述UV固化超支化多官能度单体采用超支化聚氨酯丙烯酸酯，重量比例为25％；

所述流平剂采用毕克公司的BYK-UV-3575，重量比例为0.5％；

所述光引发剂采用1-羟基环己基苯基甲酮，重量比例为4.5％。

实施例2

所述低粘度低聚物采用聚丙烯酸酯丙烯酸酯，重量比例为30％；

所述双官能度活性稀释剂采用乙氧基丙氧基二甲基丙烯酸酯，重量比例为10％；

所述三官能度活性稀释剂采用丙氧化甘油三丙烯酸酯，重量比例为20％；

所述UV固化超支化多官能度单体采用超支化聚酯丙烯酸酯，重量比例为35％；

所述流平剂采用毕克公司的BYK-UV-3575，重量比例为0.5％；

所述光引发剂采用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，重量比例为4.5％。

对比例1

一种UV固化树脂，包括以下组分：

环氧丙烯酸酯，重量比例为30％；

双官能度活性稀释剂，优选采用1，6-乙二醇二丙烯酸酯，重量比例为10％；

三官能度活性稀释剂，优选采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，重量比例为20％；

UV固化单体，优选采用双季戊四醇六丙烯酸酯，重量比例为35％；

流平剂，采用毕克公司的BYK-UV-3575，重量比例为0.5％；

光引发剂，1-羟基环己基苯基甲酮，重量比例为4.5％。

对比例2

一种UV固化树脂，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯，重量比例为30％；

双官能度活性稀释剂，优选采用三缩四丙二醇双丙烯酸酯，重量比例为10％；

三官能度活性稀释剂，优选采用季戊四醇三丙烯酸酯，重量比例为20％；

UV固化单体，双季戊四醇六丙烯酸酯，重量比例为35％；

流平剂，采用毕克公司的BYK-UV-3575，重量比例为0.5％；

光引发剂，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，重量比例为4.5％。

对上述实施例与对比例进行性能测试，包括以下项目：

1)粘度：参照GB/T 1723-1993；

2)储存稳定性：参照GB/T 33327-2016；

3)涂膜附着力：参照GB/T 9286-1998；

4)涂膜硬度：参照GB/T 6739-2006；

5)涂膜耐磨性：在油墨脱色试验机上进行，4磅砝码，频率80次/分钟，涂覆有UV底油的标准黑色卡纸；

得到如表1所示树脂性能。

表1树脂性能对比

可以看出，相对于对比例1和对比例2，实施例1和实施例2的涂料粘度较小(相差一个数量级)、流动性好，有利于流平，从而固化形成厚度均匀的高质量涂层，该涂层同时还具有涂膜硬度高以及涂膜耐磨性好的优点；

在不添加附着力促进剂的情况下，对比例1和对比例2涂膜附着力差，其应用范围有限，故在实际应用中，通常会在对比例1和对比例2中增加附着力促进剂，导致成本相对较高；

另外，对比例1和对比例2中使用的UV固化单体双季戊四醇六丙烯酸酯虽具有较低的挥发性，但仍然存在VOC排放，而本发明实施例实现了VOC零排放。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是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，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种无溶剂UV树脂，其特征在于，按重量比例，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述无溶剂UV树脂，其特征是，所述低粘度低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中至少一种。

3.根据权利要求1所述无溶剂UV树脂，其特征是，所述双官能度活性稀释剂包括三缩四丙二醇双丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基丙氧基二甲基丙烯酸酯、乙氧化丙氧化双酚A二丙烯酸酯中至少一种。

4.根据权利要求1所述无溶剂UV树脂，其特征是，所述三官能度活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、乙氧基和/或丙氧基改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中至少一种。

5.根据权利要求1所述无溶剂UV树脂，其特征是，所述UV固化超支化多官能度单体包括UV固化超支化聚氨酯丙烯酸酯、UV固化超支化聚酯丙烯酸酯中至少一种。

6.一种涂料制品，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述无溶剂UV树脂固化而成。