CN109486386B - 一种uv led水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法，所述涂料，按重量份计算，包括：水性脂肪族聚氨酯分散体75～83份，水性分散剂0.1～0.5份，水性湿润剂0.1～0.5份，水性光引发剂2.8～4.3份，水性消泡剂0.1～0.5份，水性增稠剂0.5～1.2份，水性流平剂0.1～0.5份，水性表面活性剂0.1～0.5份，杀菌剂0.05～0.2份，罐内防腐剂0.05～0.2份，去离子水8～12份；所述涂料环保无毒，具有良好的附着力、施工性能和耐磨性，光泽度高，适用于各种陶瓷装饰材料的表面涂装；所述制备方法操作简单，容易实施。

Description

一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及UV LED水性涂料及其制备技术领域，特别涉及一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法。

背景技术

传统的UV水性涂料是指水性紫外光固化树脂UV涂料，即利用紫外线作为固化能源，在常温下快速交联成膜的水性树脂UV涂料。

但是水性紫外光固化树脂UV涂料能耗高，固化过程中会产生大量的臭氧，对环境污染大，危害人的身体健康。

UV LED（紫外发光二极管）是一个冷光源，在红外光谱范围内没有输出，不需要使用复杂的冷却设备，如冷却辊和遮光布，能用于热敏感的基材，电-光转换效率高，对环境友好，对人体不产生危害。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法，旨在解决现有技术中的水性紫外光固化涂料固化能耗高，固化过程中产生对人体和环境有害的臭氧，固化设备复杂，不适用于热敏感性材料的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 75～83份，

水性分散剂 0.1～0.5份，

水性湿润剂 0.1～0.5份，

水性光引发剂 2.8～4.3份，

水性消泡剂 0.1～0.5份，

水性增稠剂 0.5～1.2份，

水性流平剂 0.1～0.5份，

水性表面活性剂 0.1～0.5份，

杀菌剂 0.05～0.2份，

罐内防腐剂 0.05～0.2份，

去离子水 8～12份。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性分散剂、水性消泡剂和水性流平剂的重量比为1∶1∶1。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性分散剂为含有颜料亲和基团的嵌段共聚物。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性湿润剂为TEGO Wet 270。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性消泡剂为TEGO Airex940W，所述水性流平剂为TEGO Glide 410。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。

所述UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料中，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。

一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：

S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～850rpm的转速分散10～15min；

S002.再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min

S003.取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以750～900rpm的转速分散10～15min,得成品涂料。

有益效果：

本发明提供了一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法，所述涂料固化速度快，固化能量低，适用于热敏感性材料，在395nm的UV LED光源的照射下，固化速度为25m/min，能节约50%～75%的电力，固化设备简单，过程中不产生臭氧，所述涂料中不含油性溶剂，不产生VOC，环保无毒，施工性能好，漆膜硬度为中华铅笔硬度1H，附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好，适用于各种陶瓷装饰材料的表面涂装；所述制备方法操作简单，容易实施。

附图说明

图1为本发明提供的所述水性光引发剂在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图。

具体实施方式

本发明提供一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 75～83份，

水性分散剂 0.1～0.5份，

水性湿润剂 0.1～0.5份，

水性光引发剂 2.8～4.3份，

水性消泡剂 0.1～0.5份，

水性增稠剂 0.5～1.2份，

水性流平剂 0.1～0.5份，

水性表面活性剂 0.1～0.5份，

杀菌剂 0.05～0.2份，

罐内防腐剂 0.05～0.2份，

去离子水 8～12份。

上述涂料中，水性脂肪族聚氨酯分散体是主要的成膜物质，具有优秀的物理和化学耐性，对底材具有良好的附着力，施工容易。配合涂料中的其它成分协同作用，进一步地提高所述涂料的理化性能，上述配比下的涂料30℃下的粘度为65±2 KU,附着力为0级，固化速度快，在395nm的UV LED光源下固化速度为100m/min，施工性能好，用水作为溶剂对主要的成膜物质水性脂肪族聚氨酯分散体进行稀释，避免了油性溶剂产生挥发性有机物而对人体和环境造成伤害，所述涂料固化过程中不产生臭氧，对人和环境友好，符合绿色环保的标准。

优选地，所述水性分散剂、水性消泡剂和水性流平剂的重量比为1∶1∶1。所述水性分散剂为含有颜料亲和基团的嵌段共聚物；一种实施方式中，所述水性分散剂为BYK 190，在所述涂料中能够稳定涂料的粘度，提高其储藏稳定性。所述水性消泡剂为TEGO Airex940W，TEGO Airex 904W不含溶剂，具有优异的防缩孔性，可以防止所述涂料在搅拌和施工中形成气泡和针孔；所述水性流平剂为TEGO Glide 410，TEGO Glide 410效能高，能够控制及改善所述涂料施工时表面的流动性和流平性，减少涂膜出现缩孔，还可以防止颜料浮色发花，调整涂膜的爽滑性及抗刮性。所述涂料中水性分散剂、水性消泡剂和水性流平剂采用上述配比，各成分的分散效果最好，最能够有效地减少缩孔的现象，涂料的附着力和漆膜的性能达到最佳的状态。

一种实施方式中，所述水性湿润剂为TEGO Wet 270；是一种酸性聚合物的烷醇胺盐，具有优异的润湿效果，能够使所述涂料中的成分均匀地润湿，对底材具有良好的润湿性，大大提高所述涂料体系对底材的附着力，并且具有优异的抗缩孔性能，提高所述涂料的流行性。

优选地，所述水性光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦 和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品， 对二甲氨基苯甲酸异辛酯可以中和（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦。是高效的光引发剂，在393nm处有吸收峰，接近所述涂料的固化波长，而且复配光引发剂的光解产物为三甲基苯甲酰自由基和二苯基膦酰自由基，都是引发活性很高的自由基，并且利于紫外光透过，稳定性优良，提高涂层的表干效果。请参照图1，图1为所述水性光引发剂通过树脂稀释后，在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图，如图所示，所述水性光引发剂在395nm附近有强烈的吸收。

优选地，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂；一种实施方式中，所述水性增稠剂采用罗门哈斯的RM-8W，一种不含油溶剂的水性非离子缔合型流变改性剂，在所述涂料体系中提供极佳的流动和流平性、均匀的成膜性能。

优选地，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，阻碍涂料微生物和细菌的新陈代谢，阻断光合作用；所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；是一种高效的杀菌剂，对抑制微生物的生长有很好的作用，可以抑制所述涂料中微生物的生长和遗传，破坏细胞壁和细胞膜。

一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～850rpm的转速分散10～15min；

再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以750～900rpm的转速分散10～15min,得成品涂料。

上述涂料的制备过程中的分散时间和分散速度是由所述涂料的成分决定的，在所述涂料的特定配比下，上述分散时间和分散速度刚好能够将所属涂料分散均匀，所述涂料的粘度为30℃/65±2KU，细度≤20μm，施工性能好。

将通过上述方法制备的涂料成品涂装在各种陶瓷装饰材料上，置于395nm的UVLED固化光源下照射，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

实施例 1

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 82份，

水性分散剂 0.3份，

水性湿润剂 0.3份，

水性光引发剂 4份，

水性消泡剂 0.3份，

水性增稠剂 1份，

水性流平剂 0.3份，

水性表面活性剂 0.3份，

杀菌剂 0.1份，

罐内防腐剂 0.1份，

去离子水 9.5份。

所述UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700rpm的转速分散15min；

再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1500rpm的转速分散10min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以900rpm的转速分散10min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂装在陶瓷装饰材料表面，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的涂料涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

实施例 2

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 75份，

水性分散剂 0.1份，

水性湿润剂 0.1份，

水性光引发剂 2.8份，

水性消泡剂 0.1份，

水性增稠剂 1.2份，

水性流平剂 0.1份，

水性表面活性剂 0.25份，

杀菌剂 0.2份，

罐内防腐剂 0.05份，

去离子水 8份。

所述UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700rpm的转速分散15min；

再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1200rpm的转速分散13min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散10min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料涂装在陶瓷装饰材料表面，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

实施例 3

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 78份，

水性分散剂 0.5份，

水性湿润剂 0.5份，

水性光引发剂 3份，

水性消泡剂 0.5份，

水性增稠剂 0.5份，

水性流平剂 0.5份，

水性表面活性剂 0.1份，

杀菌剂 0.15份，

罐内防腐剂 0.12份，

去离子水 9份。

所述UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以850rpm的转速分散10min；

再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1500rpm的转速分散10min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以750rpm的转速分散15min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂装在陶瓷装饰材料表面，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

实施例 4

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 80份，

水性分散剂 0.2份，

水性湿润剂 0.2份，

水性光引发剂 3.6份，

水性消泡剂 0.2份，

水性增稠剂 0.8份，

水性流平剂 0.2份，

水性表面活性剂 0.5份，

杀菌剂 0.08份，

罐内防腐剂 0.2份，

去离子水 10份。

所述UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以850rpm的转速分散12min；

再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1200rpm的转速分散12min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散15min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂装在陶瓷装饰材料表面，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

实施例 5

一种UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 83份，

水性分散剂 0.4份，

水性湿润剂 0.4份，

水性光引发剂 4.3份，

水性消泡剂 0.4份，

水性增稠剂 0.9份，

水性流平剂 0.4份，

水性表面活性剂 0.2份，

杀菌剂 0.05份，

罐内防腐剂 0.16份，

去离子水 12份。

所述UV LED 水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700rpm的转速分散15min；

再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1500rpm的转速分散15min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散10min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂装在陶瓷装饰材料表面，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度1H，按GB9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，漆膜光泽度高，具有良好的流平性、硬度、丰满度和耐黄变性，防潮、防水性能好。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，按重量份计算，包括：

所述水性光引发剂为(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品。

2.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述水性分散剂、水性消泡剂和水性流平剂的重量比为1∶1∶1。

3.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述水性分散剂为含有颜料亲和基团的嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述水性湿润剂为TEGO Wet 270。

5.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述水性消泡剂为TEGO Airex 940W，所述水性流平剂为TEGO Glide 410。

6.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。

7.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料，其特征在于，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的UV LED水性紫外光固化陶瓷装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～850rpm的转速分散10～15min；

S002.再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

S003.取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以750～900rpm的转速分散10～15min，得成品涂料。

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