CN109535998A - 一种高拉伸率的紫外光固化涂料及涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高拉伸率的紫外光固化涂料及涂层,所述紫外光固化涂料包括如下重量份的组分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10~20份;聚酯丙烯酸酯5~20份;活性稀释剂5~15份;光引发剂1~2份;助剂0.05~1份;稀释剂50~70份;所述聚酯丙烯酸酯为2~4官能度的聚酯丙烯酸酯。本发明通过选择2~4官能度的聚酯丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂等组分搭配,并控制含量,制备得到高拉伸率的紫外光固化涂料。制得的紫外光固化涂料制得的涂层具有高拉伸率,高韧性,涂层在外力牵引作用下,涂膜不断裂。同时涂层还具有较好的耐刮和耐磨性能,不会因为高拉伸导致涂层不耐刮、不耐磨而容易受到机械损伤。
Description
技术领域
本发明涉及有机高分子化合物技术领域,更具体地,涉及一种高拉伸率的紫外光固化涂料及涂层。
背景技术
紫外光固化涂层技术一种全新的绿色环保技术 ,它采用不含挥发性的有机化合物(VOC) ,具有节能低污染、固化速度快、固化产物性能好。紫外光固化涂层技术作为一种新兴环保型加工技术前景看好。目前该技术正以每年接近10%的速度稳步发展,尤其在表面涂料及其相关的工业领域。采用紫外光固化涂层及其固化技术目前最主要的优点是有利于生态环境,而对生态环境的关注是当今世界人们最关心和最重要的问题之一。与常规的溶剂型涂料体系相比,采用紫外光固化涂料及其固化技术的主要优点有:①工业场地无污染,废料少没有溶剂和温室效益有利于博湖环境;②节省能源,室温固化,快速生产;③高光泽,易洗涤,产品有独特性能;④方法多样性、适应性、产品更换快。
紫外光固化技术应用也存在一定的局限性,虽然传统的UV涂层有高硬度,高致密性和超高耐磨的性能备受关注,但是也有致命的缺点就是拉伸性很低,紫外光固化涂料中高分子化合物的交联度和网状结构较传统涂料的化合物的交联度高,网状结构密集,影响涂层的拉伸韧性的性能,极大的限制了UV涂层的应用,特别针对一些需要有拉伸性的基材如PP,PVC,PETG等。
因此,急需开发出高拉伸率的紫外光固化涂料。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的紫外光固化涂料拉伸率低的缺陷,提供一种高拉伸率的紫外光固化涂料,提供的紫外光固化涂料制得的涂层具有高拉伸率,高韧性,同时还具有较好的耐刮和耐磨性能。
本发明的另一目的在于提供一种高拉伸率的紫外光固化涂料的制备方法。
本发明的又一目的在于提供一种高拉伸率的紫外光固化涂层,提供的紫外光固化涂层既具有高拉伸率,还具有较好的耐刮和耐磨性能。
本发明的还一目的在于提供上述紫外光固化涂层的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种高拉伸率的紫外光固化涂料,包括如下重量份的组分:
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10~20份;聚酯丙烯酸酯5~20份;活性稀释剂5~15份;光引发剂1~2份;助剂0.05~1份;稀释剂50~70份;
所述聚酯丙烯酸酯为2~4官能度的聚酯丙烯酸酯。
发明人研究发现,选择2~4官能度的聚酯丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂等组分搭配,并控制含量,能够制备得到高拉伸率的紫外光固化涂料。制得的紫外光固化涂料制得的涂层具有高拉伸率,高韧性,涂层在外力牵引作用下,涂膜不断裂。同时涂层还具有较好的耐刮和耐磨性能,不会因为高拉伸导致涂层不耐刮、不耐磨而容易受到机械损伤。
该紫外光固化涂料制得涂层的拉伸率能够达到90%~100%,相对于普通涂层,该涂层具有很高的拉伸率,涂层可以继续做很多形变的后加工。
优选地,所述聚酯丙烯酸酯为博兴B-509、博兴B-509、博兴B-530、Sartomer-CN2883NS、Sartomer-CN2203NS、DSM-NeoRad P-10或DSM-AgiSyn P-730中的一种或几种。
优选地,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为2~6官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
优选地,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为Allnex EB4501、Allnex-EB4513、AllnexEB4091、AllnexEB8212、AllnexEB9310、AllnexEB9390、Sartomer-CN888NS、Sartomer-CN9021NS、Sartomer-CN989N、长兴化学-DR-U240、长兴化学-6194、长兴化学-DR-U356、长兴化学-6148J-75、DSM-U-25-19、T230TH、双键化学5433L或双键化学554中的一种或几种。
优选地,所述活性稀释剂为(甲基)丙烯酸酯光固化单体。
优选地,所述活性稀释剂为异冰片基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三羟基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯或双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
上述紫外光固化涂料的制备方法也在本发明的保护范围之内,所述制备方法为,将所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、助剂、稀释剂混合均匀,制备得到所述紫外光固化涂料。
上述紫外光固化涂料制得的紫外光固化涂层也在本发明的保护范围之内。
同时,本发明还保护上述紫外光固化涂层的制备方法,将上述紫外光固化涂料通过带胶方式涂到基材上,流平后,经干燥、紫外光固化得到紫外光固化涂层。
优选地,所述干燥为50~70℃带有冷却的鼓风干燥方法。
优选地,所述紫外光固化的能量为200~500 mJ/cm2,固化机速50~80 m/min。
优选地,所述涂层的厚度为10~20 µm。
优选地,所述基材为软膜基材。
优选地,所述基材为PET、PP或PVC中的一种或几种。
所述PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯。
所述PP是指聚丙烯。
所述PVC是指聚氯乙烯。
优选地,所述带胶方式的上胶方式为网纹辊方式。通过辊上的网辊目数控制涂膜厚度。
通过紫外光照射固化,涂膜和基材结合在一起,制得高拉伸率的涂层。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过选择2~4官能度的聚酯丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂等组分搭配,并控制含量,制备得到高拉伸率的紫外光固化涂料。制得的紫外光固化涂料制得的涂层具有高拉伸率,高韧性,涂层在外力牵引作用下,涂膜不断裂。同时涂层还具有较好的耐刮和耐磨性能,不会因为高拉伸导致涂层不耐刮、不耐磨而容易受到机械损伤。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种高拉伸率的UV 光固化涂料的制备:
(1)将2 g 单官能度异冰片基丙烯酸酯(长兴-EM70)、3 g季戊四醇三丙烯酸酯活性稀释剂(Eternal-EM235)、0.1 g 流平剂(BYK-370)与70 g 有机溶剂(35 g 甲苯和35 g 丁酮)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入10 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Allnex-EB4513)和10 g聚酯丙烯酸酯(Sartomer-CN2203NS),搅拌分散均匀;
(3)1 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮Irgacure184),搅拌分散均匀,过滤,得到高拉伸率的UV光固化涂料。
实施例2
一种高拉伸率的UV 光固化涂料的制备:
(1)将8 g 1,6-己二醇二丙烯酸酯活性稀释剂(长兴-EM221)、4 g乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯活性稀释剂(长兴-EM2382)、0.1 g 流平剂(BYK-371)与50 g 有机溶剂(20 g 甲苯、20 g 丁酮和10 g 乙酸乙酯)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入15 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(长兴-DR-U240)和10g聚酯丙烯酸酯(DSM-AgiSyn P-730),搅拌分散均匀;
(3)向步骤(2)得到的混合物中2 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮Irgacure184),分散均匀,过滤,得到高拉伸率的光固化涂料。
实施例3
一种高拉伸率的UV 光固化涂料的制备:
(1)将5 g三羟基丙烷三丙烯酸酯(长兴-EM231)、1 g 双季戊四醇六丙烯酸酯(Eternal-EM265)、0.3 g 流平剂(Tego270)与70 g 有机溶剂(35 g 乙酸丁酯和35 g 丙二醇甲醚)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入10 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(长兴-6194)和20 g聚酯丙烯酸酯(博兴-B-509),搅拌分散均匀;
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入1 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮Irgacure184),0.5 g光引发剂(二苯甲酮BP)分散均匀,过滤,得到高拉伸率UV 光固化涂料。
实施例4
一种高拉伸率的UV 光固化涂料的制备:
(1)将8 g 乙氧化双酚A二丙烯酸酯(DSM-2826)、5 g季戊四醇三丙烯酸酯(Eternal-EM235)、0.3 g 流平剂(BYK-370)与64 g 溶剂(20 g 乙酸乙酯和45 g 甲苯)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入18 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Sartomer-CN888NS)和5 g聚酯丙烯酸酯(DSM-NeoRad P-10),搅拌分散均匀;
(3)向步骤(2)得到的混合物中1.5 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮),光引发剂0.5 g(2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯 TPO),分散均匀,过滤,得到高拉伸率UV 光固化涂料。
实施例5
(1)将4 g 异冰片基丙烯酸酯活性稀释剂(长兴-EM70)、10 g乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯活性稀释剂(DSM-AgiSyn 2844)、0.2 g 流平剂(Tego270)与62 g 溶剂(35 g 乙酸丁酯和35 g 丁酮)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入15 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(双键化学5433L)和8g聚酯丙烯酸酯(Sartomer-CN2883NS),搅拌分散均匀;
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入1.5 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮),分散均匀,过滤,得到高拉伸率UV 光固化涂料。
对比例1
(1)将2 g 单官能度异冰片基丙烯酸酯(长兴-EM70)、3 g季戊四醇三丙烯酸酯活性稀释剂(Eternal-EM235)、0.1 g 流平剂(BYK-370)与70 g 有机溶剂(35 g 甲苯和35 g 丁酮)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入10 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(Allnex-EB4513)和10 g超支化聚酯丙烯酸酯(长兴-6361-100),搅拌分散均匀;
(3)1 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮Irgacure184),搅拌分散均匀,过滤,得到高拉伸率的UV光固化涂料。
所述超支化聚酯丙烯酸酯(长兴-6361-100)为8管能度的聚酯丙烯酸酯。
对比例2
(1)将8 g 1,6-己二醇二丙烯酸酯活性稀释剂(长兴-EM221)、4 g乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯活性稀释剂(长兴-EM2382)、0.1 g 流平剂(BYK-371)与50 g 有机溶剂(20 g 甲苯、20 g 丁酮和10 g 乙酸乙酯)混合均匀;
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入25 g 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(长兴-DR-U240),搅拌分散均匀;
(3)向步骤(2)得到的混合物中2 g 光引发剂(1-羟基-环己基苯基甲酮Irgacure184),分散均匀,过滤,得到高拉伸率的光固化涂料。
测试方法
1. 将实施例1~5及对比例1~2制得的UV 光固化涂料在PVC基材上制备涂层,具体方法为:
将紫外光固化涂料以带胶方式涂到基材上并自然流平,50~70 ℃带有冷却的鼓风干燥方法,其中固化能量200~500 mJ/cm2,固化机速50~80m/min,得到膜厚为15-18 µm的涂层。上胶方式为网纹辊方式,通过辊上的网滚目数控制涂膜厚度。通过紫外光照射固化,涂膜和基材结合在一起,制得高拉伸率的涂层。
2. 性能测试
(1)附着力--GB/T9286-88涂膜附加力百格测试法。
(2)硬度---GB/T 6739-2006涂膜硬度铅笔测试法。
(3)耐刮 :用康棉0000#钢丝绒,负重500 g力,在涂层表面5 cm长度内,往复来回摩擦,直至脱模表面有划痕。
(4)耐磨:1 cm直径圆柱头上,包5cm×5cm大小的无纺布,置于耐磨机上,负重500g, 在涂层表面5 cm长度内,往复来回摩擦,直至涂膜表面发白。
(5)拉伸率:裁切膜片宽2 cm,长10 cm,分别夹在万能拉力测试以两端,GB/ T228-2002方式测试涂层拉伸率。
测试结果
表1实施例1~5及对比例1~2制得的紫外光固化涂料的测试结果
从表1 中实施例1~5 的涂层性能数据可以看出,本发明提供的紫外光固化涂料制得的涂层具有高拉伸率,同时具有一定的耐刮性和耐磨性,各个实施例制得的紫外光固化涂料性能均十分优异。
对比例1使用超支化聚酯丙烯酸酯,没有使用2~4官能度的聚酯丙烯酸酯,制得的紫外光固化涂层拉伸率较低,仅有50%。对比例2中未添加聚酯丙烯酸酯,制得的紫外光固化涂层拉伸率也较低,仅有60%,可见仅添加脂肪族聚氨酯丙烯酸酯,无法制得具有高拉伸率的紫外光固化涂层。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高拉伸率的紫外光固化涂料,其特征在于,包括如下重量份的组分:
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10~20份;聚酯丙烯酸酯5~20份;活性稀释剂5~15份;光引发剂1~2份;助剂0.05~1份;稀释剂50~70份;
所述聚酯丙烯酸酯为2~4官能度的聚酯丙烯酸酯。
2. 根据权利要求1所述的紫外光固化涂料,其特征在于,所述聚酯丙烯酸酯为博兴B-509、博兴B-509、博兴B-530、Sartomer-CN2883NS、Sartomer-CN2203NS、DSM-NeoRad P-10或DSM-AgiSyn P-730中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料,其特征在于,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为2~6官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
4. 根据权利要求1或3所述的紫外光固化涂料,其特征在于,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为Allnex EB4501、Allnex-EB4513、AllnexEB4091、AllnexEB8212、AllnexEB9310、AllnexEB9390、Sartomer-CN888NS、Sartomer-CN9021NS、Sartomer-CN989N、长兴化学-DR-U240、长兴化学-6194、长兴化学-DR-U356、长兴化学-6148J-75、DSM-U-25-19、T230TH、双键化学5433L或双键化学554中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料,其特征在于,所述活性稀释剂为(甲基)丙烯酸酯光固化单体。
6.根据权利要求1或5所述的紫外光固化涂料,其特征在于,所述活性稀释剂为异冰片基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、三羟基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯或双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
7.权利要求1~6任一项所述紫外光固化涂料的制备方法,其特征在于,将所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、助剂、稀释剂混合均匀,制备得到所述紫外光固化涂料。
8.权利要求1~6任一项所述紫外光固化涂料制得的紫外光固化涂层。
9.权利要求8所述的紫外光固化涂层的制备方法,其特征在于,将权利要求1~6任一项所述紫外光固化涂料通过带胶方式涂到基材上,流平后,经干燥、紫外光固化得到紫外光固化涂层。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述基材为软膜基材。
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