CN110669403B - 一种自粘贴片式涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自粘贴片式涂料及其制备方法。该自粘贴片式涂料包括背胶纤维布和3D涂料涂层，3D涂料涂层涂覆在所述的背胶纤维布上，所述的3D涂料的原料按重量份包括：丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6‑己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份。本发明的自粘贴片式涂料的涂层稳定，涂料涂覆在纤维布表面后在空气中不开裂、不脱落，黏结强度高，具有良好的应用前景。

Description

一种自粘贴片式涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及一种自粘贴片式涂料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术是一个多学科跨界融合的技术体系，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在飞机零件、建筑模型、鞋类、工业设计、生物医疗和食品等领域都有所应用，但在表层涂料等铺装领域的研究尚处于起步阶段。3D打印涂料技术的两个关键因素是材料和设备。材料不仅是实现3D打印涂料的重要物质基础，也是当前制约3D打印涂料技术发展的主要瓶颈。
现有技术中关于3D打印涂料的研究很少，尤其是3D打印涂料在成型后其力学性能、粘结性能对涂覆效果至关重要，应尤为值得关注。本发明开发出一种在背胶纤维布上打印出3D涂料，然后撕去背胶，将纤维布粘贴在物体表面，即可形成一种具有3D打印效果的自粘贴片式涂料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自粘贴片式涂料及其制备方法。本发明的自粘贴片式涂料的涂层稳定，涂料涂覆在纤维布表面后在空气中不开裂、不脱落，黏结强度高，具有良好的应用前景。
本发明提供了一种自粘贴片式涂料，其包括背胶纤维布和3D涂料涂层，所述的3D涂料涂层涂覆在所述的背胶纤维布上，所述的3D涂料的原料按重量份包括：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6-己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份；其中所述的涂料为核-壳结构的粒子，核为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与环氧丙烯酸酯的熔融共混物，壳为1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸与二元醇的共聚物。
优选的，所述的3D涂料的原料按重量份由以下组分组成：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6-己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份。
其中，所述的纤维布较佳的为聚丙烯腈基碳纤维布(PAN基碳纤维布)。
其中，本发明的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为非晶型热塑性聚酯。由于环氧丙烯酸酯固化后的硬度和拉伸强度高，但其粘度较高，难以在喷头中流畅喷出，故本发明优先选用丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与环氧丙烯酸酯共混后，作为3D打印涂料的粉末主体，其具有熔融固化后粘度适中，在喷头中可以流畅喷出的优异特点。
其中，所述的二元醇较佳的为1，2-乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇中的一种或多种，更佳的为1，6-己二醇。
其中，所述的光引发剂较佳的为苯乙酮、双苯甲酰基苯基氧化膦、2，4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种。
其中，所述的3D涂料的制备方法包括下述步骤：将环氧丙烯酸酯与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物熔融混合后，搅拌均匀，然后加入1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸、二元醇、二甲氧基苯乙酸、光引发剂，搅拌均匀即可。
本发明还提供了上述自粘贴片式涂料的制备方法，其包括下述步骤：在背胶纤维布上喷涂3D涂料，紫外光照射固化，即可。
本发明通过将3D涂料喷涂在纤维布上，在紫外光的照射下涂料涂层迅速固化；然后喷头再按预设形状喷涂下一层涂料，喷涂完毕后再由紫外光照射固化；如此逐层叠加，最终在纤维布上形成3D打印涂层。
本发明的3D涂料在从喷头喷出固化后，以环氧丙烯酸酯与非晶型热塑性聚酯共混物作为涂层的核，以1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸与二元醇共聚时形成涂层的壳，二甲氧基苯乙酸作为形成核-壳的促进剂，并且原料在从喷头喷出时可以形成稳定的流体，降低树脂液态时的表面张力，即使没有流平剂、增塑剂等助剂的加入，喷涂的浆料都具有较高的稳定性，使得在纤维布的喷涂表面较为平滑。
本发明取得的积极进步效果：
(1)本发明采用非晶型热塑性聚酯与环氧丙烯酸酯作为涂料的树脂主体，通过形成核-壳结构的涂层材料，使得涂料涂层稳定，触变率为18～20Pa，屈服值为12～16Pa/s，波美度为45～60°Be；涂料在整个施涂过程中始终保持良好的流动性和流平性，从而形成均匀光滑的涂层，达到很好的表面质量；
(2)涂料打印涂覆在纤维布基材表面后在空气中不开裂、不脱落，黏结强度高，并且涂层表面覆盖能力强、润湿铺展性能好、渗透适中，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
原料配方如下表所示：
序号 材料名称 重量份数
1 丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物 25
2 环氧丙烯酸酯 45
3 1，6-己二醇二丙烯酸酯 9
4 富马酸 4
5 二元醇 4
6 二甲氧基苯乙酸 1
7 光引发剂 0.1
其中，二元醇为1，2-乙二醇；光引发剂为苯乙酮。
该3D涂料的制备方法，其包括下述步骤：将环氧丙烯酸酯与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物熔融混合后，搅拌均匀，然后加入1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸、二元醇、二甲氧基苯乙酸、光引发剂，搅拌均匀即可。
本实施例制得的涂料的触变率为18Pa，屈服值为13Pa/s，波美度为45°Be。
将3D涂料的原料喷涂至背胶PAN基碳纤维布上，在紫外光的照射下该涂料涂层迅速固化；然后喷头再按预设形状喷涂下一层涂料，喷涂完毕后再由紫外光照射固化；如此逐层叠加，最终在纤维布上形成3D打印涂层。
检测该实施例所得3D打印涂层的性能如下：冲击强度为9.2kJ/m2，邵氏硬度为74.1HD，拉伸强度为40.4MPa，弯曲强度为50.1MPa；临界曝光量(临界曝光量是指100μm厚的光固化3D材料固化所需最低能量)为8.3mJ/cm2；粘结强度为1.59MPa，且涂层不开裂、不脱落，表面覆盖能力强。
实施例2
原料配方如下表所示：
Figure BSA0000194020800000041
Figure BSA0000194020800000051
其中，二元醇为1，6-己二醇；光引发剂为2，4-二乙基硫杂蒽酮。
该3D涂料的制备方法，其包括下述步骤：将环氧丙烯酸酯与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物熔融混合后，搅拌均匀，然后加入1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸、二元醇、二甲氧基苯乙酸、光引发剂，搅拌均匀即可。
本实施例制得的涂料的触变率为20Pa，屈服值为15Pa/s，波美度为55°Be。
将3D涂料的原料喷涂至背胶PAN基碳纤维布上，在紫外光的照射下该涂料涂层迅速固化；然后喷头再按预设形状喷涂下一层涂料，喷涂完毕后再由紫外光照射固化；如此逐层叠加，最终形成3D打印涂层。
检测该实施例所得3D打印涂层的性能如下：冲击强度为9.7kJ/m2，邵氏硬度为75.1HD，拉伸强度为41.7MPa，弯曲强度为50.8MPa；临界曝光量(临界曝光量是指100μm厚的光固化3D材料固化所需最低能量)为8.7mJ/cm2；粘结强度为1.62MPa，且涂层不开裂、不脱落，表面覆盖能力强。
对比例1
与实施例1相比，不添加丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，其他条件均不变。该对比例制得的涂料是施工时难以从喷头喷出，难以形成均匀光滑的涂层，涂层质量差。
对比例2
与实施例2相比，不添加环氧丙烯酸酯，其他条件均不变。该对比例制得的涂料不能形成均一稳定的核壳结构粒子，在施工时得到的涂层表面质量不好，冲击强度为4.1kJ/m2，邵氏硬度为25.1HD，拉伸强度为20.4MPa，弯曲强度为29.1MPa；力学性能不好，达不到3D打印喷涂的效果。
显然，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的产品、方法及其核心思想。应当指出，对于所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种自粘贴片式涂料，其包括背胶纤维布和3D涂料涂层，所述的3D涂料涂层涂覆在所述的背胶纤维布上，所述的3D涂料的原料按重量份包括：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6-己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份；其中所述的涂料为核-壳结构的粒子，核为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与环氧丙烯酸酯的熔融共混物，壳为1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸与二元醇的共聚物；
所述的3D涂料通过下述方法制得：将环氧丙烯酸酯与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物熔融混合后，搅拌均匀，然后加入1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸、二元醇、二甲氧基苯乙酸、光引发剂，搅拌均匀即可。
2.如权利要求1所述的自粘贴片式涂料，其特征在于，所述的3D涂料的原料按重量份由以下组分组成：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6-己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份。
3.如权利要求1所述的自粘贴片式涂料，其特征在于，所述的纤维布为聚丙烯腈基碳纤维布。
4.如权利要求1所述的自粘贴片式涂料，其特征在于，所述的二元醇为1，2-乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的自粘贴片式涂料，其特征在于，所述的光引发剂为苯乙酮、双苯甲酰基苯基氧化膦、2，4-二乙基硫杂蒽酮中的一种或多种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的自粘贴片式涂料的制备方法，其包括下述步骤：在背胶纤维布上喷涂3D涂料，紫外光照射固化，即可；
所述的3D涂料的原料按重量份包括：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20～25份，环氧丙烯酸酯40～50份，1，6-己二醇二丙烯酸酯8～10份，富马酸4～5份，二元醇4～5份，二甲氧基苯乙酸1～2份，光引发剂0.1～0.2份；其中所述的涂料为核-壳结构的粒子，核为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与环氧丙烯酸酯的熔融共混物，壳为1，6-己二醇二丙烯酸酯、富马酸与二元醇的共聚物。
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