CN110330881A - 一种光固化环保型柔性pvc耐污哑光面漆及其制备方法 - Google Patents

一种光固化环保型柔性pvc耐污哑光面漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆及其制备方法，哑光面漆由如下重量份的各组分组成：有机硅改性树脂20‑50份、聚氨酯丙烯酸酯10‑35份、丙烯酸酯单体10‑15份、防沉剂1‑5份、分散剂1‑8份、光引发剂3‑8份、消光剂5‑15份、流平剂和消泡剂0.5‑3份。本发明以有机硅改性树脂作为基体树脂，凭借有机硅的超低表面能，为涂膜提供疏水性能，实现良好的耐沾污效果，此外，有机硅改性树脂的有机硅与主链树脂之间形成牢固的化学键，因此，不会像氟硅类助剂那样，经过长期使用后，氟硅类助剂会析出而导致涂膜的耐污性能大大降低。

Description

一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆及其制备方法。
背景技术
PVC材料是塑料装饰材料的一种，是聚氯乙烯材料的简称。PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰效果，被广泛运用于生产和生活的各个领域。在PVC人造革、地板、墙纸、篷布、薄膜等日用品和工业用品中，哑光制品受到众多消费者的喜爱。
目前，PVC塑料用哑光涂料普遍存在以下问题：(1)传统的自干型涂料干燥时间长，漆膜的物理化学性能较差；(2)UV哑光涂料固化需要的能量过高，在易受热损伤的软质PVC上应用受限，且UV涂料漆膜较脆，韧性达不到软质PVC的使用要求；(3)大部分UV哑光涂料有一定的消光效果，但哑光涂料无法达到用户所期待的耐污易清洁等特点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆及其制备方法，该哑光面漆具有良好的耐沾污性能，在柔性PVC基材表面具有良好的附着力，弯折性好。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，由如下重量份的各组分组成：
作为优选，上述哑光面漆由如下重量份的各组分组成：
作为优选，上述改性有机硅树脂为有机硅改性聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸酯树脂中的一种或两种。
作为优选，上述有机硅改性聚氨酯树脂的制备方法为：
(1)先将8份聚氧四亚甲基二醇加入反应釜内进行真空脱水，然后升温至80-90摄氏度，搅拌下同时滴加32份六亚甲基二异氰酸酯和10份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，保温反应1-3h，得到第一中间体；
(2)将第一中间体降温至60-80℃，加入6份端羟基硅油、5份1,4-丁二醇和0.5份二月桂酸二丁基锡，反应2-6h，得到第二中间体；
(3)将第二中间体温度降至40℃以下，加入封端剂，得到有机硅改性聚氨酯树脂。
通过上述方法可以获得具有一定支链结构的有机硅改性聚氨酯树脂，支链末端为硅氧烷结构，由于支链末端的硅氧烷结构与主链树脂相容性较差，因此会迁移至涂膜表面，形成一层致密的疏水结构，起到良好的耐沾污作用。
作为优选，上述有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法为：
(1)将0.5份丙烯酸、36份甲基丙烯酸甲酯、10份甲基丙烯酸丁酯、16份丙烯酸丁酯、22份丙烯酸羟丙酯、5份端羟基硅油、30份苯乙烯、1.6份偶氮二异丁腈(AIBN)混合均匀，得到混合液；
(2)将50份甲苯加入反应釜内，于75℃稳定10min，在3-4h内将步骤(1)制备的混合液均匀滴入甲苯中，滴加完毕后保温反应1h，然后加入0.4份AIBN，保温反应8-10h，自然冷却至室温即可。
通过上述方法可以获得具有一定支链结构的有机硅改性丙烯酸树脂，支链末端为硅氧烷结构，由于支链末端的硅氧烷结构与主链树脂相容性较差，因此会迁移至涂膜表面，形成一层致密的疏水结构，起到良好的耐沾污作用。
作为优选，上述聚氨酯丙烯酸酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种。
作为优选，上述丙烯酸酯单体为单官能度或二官能度无苯丙烯酸酯单体。
作为优选，上述丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
作为优选，上述防沉剂为太原美特翔MT 6900-20X聚酰胺蜡浆、MT 6650和华夏公司8900中的一种或几种；所述分散剂为BYK-2009。
作为优选，上述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、苯甲酰甲酸甲酯(MBF)、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦中的一种或几种；所述消光剂为德固赛OK500、OK607、TS100，格雷斯ED30、ED40、C809，日本东槽E-1009、E-1011中的一种或几种。
作为优选，上述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂(YCK-1200、EFKA3777)、氟类流平剂(EFKA3600)中的一种或几种，所述消泡剂为有机硅消泡剂(BYK071、BYK088)、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂、醇类消泡剂中的一种或几种。
一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各组分，将有机硅改性树脂、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体加入分散缸，先在400-600r/min转速下搅拌均匀，然后在1200-1500r/min下分散10-15min；
(2)加入光引发剂和分散剂，在800-1000r/min下分散10-15min；
(3)搅拌下加入消光剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
(4)加入防沉剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
(5)经300目滤布过滤，包装。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明以有机硅改性树脂作为基体树脂，凭借有机硅的超低表面能，为涂膜提供疏水性能，实现良好的耐沾污效果，此外，有机硅改性树脂的有机硅与主链树脂之间形成牢固的化学键，因此，不会像氟硅类助剂那样，经过长期使用后，氟硅类助剂会析出而导致涂膜的耐污性能大大降低；
(2)本发明中未添加溶剂，而是通过丙烯酸酯单体来调节体系的粘度，由于没有溶剂的辅助作用，所添加的聚氨酯丙烯酸酯与有机硅改性树脂之间并非完全混溶，这种非完全混溶的情况使得不同树脂之间的透光率有所区别，从而具有较高的消光效率，使树脂本身产生哑光效果，有利于降低消光剂的用量。
(3)本发明为无溶剂UV体系，配方中选用比克公司的BYK-2009润湿分散剂来分散基于二氧化硅的消光粉，可以在低用量下提高消光效率并且使消光剂良好定向；
(4)本发明解决了目前市面上UV哑光涂料在软质PVC上无法兼顾耐污及弯折两种性能的问题，具有持久的耐沾污效果，柔韧性极佳。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明所用的有机硅改性聚氨酯树脂的制备方法：
(1)先将8份聚氧四亚甲基二醇加入反应釜内进行真空脱水，然后升温至80-90摄氏度，搅拌下同时滴加32份六亚甲基二异氰酸酯和10份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，保温反应1-3h，得到第一中间体；
(2)将第一中间体降温至60-80℃，加入6份端羟基硅油、5份1,4-丁二醇和0.5份二月桂酸二丁基锡，反应2-6h，得到第二中间体；
(3)将第二中间体温度降至40℃以下，加入封端剂，得到有机硅改性聚氨酯树脂。
本发明所用的有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法：
(1)将0.5份丙烯酸、36份甲基丙烯酸甲酯、10份甲基丙烯酸丁酯、16份丙烯酸丁酯、22份丙烯酸羟丙酯、5份端羟基硅油、30份苯乙烯、1.6份偶氮二异丁腈(AIBN)混合均匀，得到混合液；
(2)将50份甲苯加入反应釜内，于75℃稳定10min，在3-4h内将步骤(1)制备的混合液均匀滴入甲苯中，滴加完毕后保温反应1h，然后加入0.4份AIBN，保温反应8-10h，自然冷却至室温即可。
光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取各组分，将有机硅改性树脂、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体加入分散缸，先在400-600r/min转速下搅拌均匀，然后在1200-1500r/min下分散10-15min；
(2)加入光引发剂和分散剂，在800-1000r/min下分散10-15min；
(3)搅拌下加入消光剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
(4)加入防沉剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
(5)经300目滤布过滤，包装。
实施例1-4和对比例1-5各组分及其重量百分比详见表1。
表1
表1中未改性聚氨酯树脂与本发明所用的有机硅改性聚氨酯树脂的制备方法基本相同，不同之处在于，步骤(2)中未添加端羟基硅油。
表1中未改性丙烯酸树脂与本发明所用的有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法基本相同，不同之处在于，步骤(1)中未添加端羟基硅油。
对比例6与实施例2基本相同，不同之处在于，有机硅改性聚氨酯树脂的制备方法步骤(1)中，用10份六亚甲基二异氰酸酯代替10份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。
对比例7与实施例2基本相同，不同之处在于，有机硅改性聚氨酯树脂的制备方法步骤(1)中，用32份4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯代替32份六亚甲基二异氰酸酯。
对比例8与实施例4基本相同，不同之处在于，有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法步骤(1)中，用36份甲基丙烯酸丁酯代替36份甲基丙烯酸甲酯。
对比例9与实施例4基本相同，不同之处在于，有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法步骤(1)中，用16份甲基丙烯酸甲酯代替16份丙烯酸丁酯。
将实施例1-4和对比例1-9所制备的哑光面漆喷涂于柔性PVC表面，获得相应的涂膜：
通过目测观察涂膜的外观，目测容器中物料是否均匀、有无结块、有无沉淀；
在25℃条件下，用涂-2粘度计测定哑光面漆的粘度；
根据GB/T9780-2013测试涂膜的耐沾污性；
根据GB/T 9286-1998，通过百格实验测定柔性哑光面漆与PVC基材之间的附着力；
根据GB/T 6739-1996，沿45°方向以1cm/s匀速向前推进2cm，测定涂膜的铅笔硬度；
通过目测观察涂膜的对折外观，目测表面涂有哑光面漆的柔性PVC对折后涂膜本身有无折痕、裂纹以及折痕和裂纹的程度；
根据GB6753.3-1986测定柔性PVC哑光耐污面漆的储存稳定性；
实施例1-4和对比例1-9所制备哑光面漆的各项性能见表2。
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：由如下重量份的各组分组成：
有机硅改性树脂 20-50份
聚氨酯丙烯酸酯 10-35份
丙烯酸酯单体 10-15份
防沉剂 1-5份
分散剂 1-8份
光引发剂 3-8份
消光剂 5-15份
流平剂和消泡剂 0.5-3份。
2.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：由如下重量份的各组分组成：
有机硅改性树脂 25-35份
聚氨酯丙烯酸酯 15-35份
丙烯酸酯单体 10-12份
防沉剂 2-3份
分散剂 2-4份
光引发剂 3-6份
消光剂 5-12份
流平剂和消泡剂 1-2份。
3.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述改性有机硅树脂为有机硅改性聚氨酯树脂和有机硅改性丙烯酸酯树脂中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯为二官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述丙烯酸酯单体为单官能度或二官能度无苯丙烯酸酯单体。
6.如权利要求5所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
7. 如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述防沉剂为太原美特翔MT 6900-20X聚酰胺蜡浆、MT 6650和华夏公司8900中的一种或几种；所述分散剂为BYK-2009。
8.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦中的一种或几种；所述消光剂为德固赛OK500、OK607、TS100，格雷斯ED30、ED40、C809，日本东槽E-1009、E-1011中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆，其特征在于：所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、氟类流平剂中的一种或几种，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂、醇类消泡剂中的一种或几种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的光固化环保型柔性PVC耐污哑光面漆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按重量份称取各组分，将有机硅改性树脂、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体加入分散缸，先在400-600r/min转速下搅拌均匀，然后在1200-1500r/min下分散10-15min；
（2）加入光引发剂和分散剂，在800-1000r/min下分散10-15min；
（3）搅拌下加入消光剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
（4）加入防沉剂、流平剂和消泡剂，搅拌均匀，在1200-1500r/min下分散10-15min；
（5）经300目滤布过滤，包装。
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