CN110698975A - 一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料及其制备方法，所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料按质量百分比组包括：20％～40％的改性聚氨酯丙烯酸树脂；5％～10％的聚氨酯丙烯酸酯树脂；10％～45％的活性单体；5％～10％的光引发剂；10％～20％的消光粉；3％～5％的聚乙烯蜡粉，以及，1.5％～4.5％的助剂；其中，所述活性单体为双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和六官能度丙烯酸酯单体中的至少两种混合。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料及其制备方法。
背景技术
无光地板涂料是指固化后获得光泽度低于3的地板涂层。
目前常规的无光地板涂料均含有有机溶剂，其原理在于：理由有机溶剂的挥发，促进涂料中用于获得无光效果的消光粉上浮，同时还对消光粉在涂层表面产生定向作用，从而使得最终获得的涂层的光泽度低于3，实现无光的技术效果。
然而，为满足全球性的环保要求，促进现代科技的高速发展，必须严格控制涂料中挥发性有机物(VOC)的排放。因此，目前现有的含有有机溶剂的无光地板涂料已经无法满足环保要求。然而如果省略有机溶剂，则又会产生无法有效降低最终涂层的光泽度。
紫外光(UV)固化技术是20世纪70年代以来快速发展的一种新型绿色技术，可以满足节能(Energy)、环保(Ecology)及经济(Economy)的“3E原则”。紫外光固化的无光抗刮地板涂料属于紫外光固化技术广泛应用中的一种实例。
然而，目前大部分紫外光固化的无光抗刮地板涂料存在以下问题：首先由于紫外光固化的快速，高交联密度等特点，市面上的无光地板涂料难以达到真正的无光(光泽3以下)，只能实现一部分的哑光效果；其次地板制品在日常使用过程中不可避免的会受到各种类型的擦拭，摩擦及碰撞，因此对涂层，尤其是地板涂层的抗刮性有较高的要求，但由于需要获得较低的光泽，势必造成消光粉上浮在漆膜表面，影响UV涂层的抗刮性。
因此，由必要提出一种新的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，以获得一种兼具无光及抗刮的地板涂料，在满足绿色环保要求的同时提高地板涂层的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，通过特殊的组分配比，选用特定的改性聚氨酯丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸酯树脂作为预聚物，结合多种特定的活性单体、光英法及和消光粉，使得本发明所述的涂料可以省去有机溶剂，实现绿色环保的目的。
为了达到上述目的，根据本发明的一方面，提供一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，按质量百分比组包括：20％～40％的改性聚氨酯丙烯酸树脂；5％～10％的聚氨酯丙烯酸酯树脂；10％～45％的活性单体；5％～10％的光引发剂；10％～20％的消光粉；3％～5％的聚乙烯蜡粉，以及，1.5％～4.5％的助剂；其中，所述活性单体为双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和六官能度丙烯酸酯单体中的至少两种混合。
在本发明一实施例中，所述改性聚氨酯丙烯酸树脂为有机硅改性的六官能度聚氨酯丙烯酸酯。
在本发明一实施例中，所述双官能度丙烯酸酯单体为1,6-己二醇双丙烯酸酯；所述三官能度丙烯酸酯单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三丙二醇二丙烯酸酯；所述六官能度丙烯酸酯单体为二季戊四醇六丙烯酸酯。
在本发明一实施例中，所述双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体或六官能度丙烯酸酯单体各自占所述活性单体质量的百分比范围为14％～75％。
在本发明一实施例中，所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料中的所述活性单体包括双官能度丙烯酸酯单体与三官能度丙烯酸酯单体，其中，所述双官能度丙烯酸酯单体占所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的质量百分比为5％～15％，所述三官能度丙烯酸酯单体占所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的质量百分比为5％～15％。
在本发明一实施例中，所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料中的所述活性单体包括双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和六官能度丙烯酸酯单体，其中，所述双官能度丙烯酸酯单体占所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的质量百分比为5％～15％，所述三官能度丙烯酸酯单体占所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的质量百分比为5％～15％。所述六官能度丙烯酸酯单体占所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的质量百分比为5％～15％。
在本发明一实施例中，所述助剂选自分散剂、消泡剂及流平剂中的至少一种。
在本发明一实施例中，所述消光粉为二氧化硅类消光粉，粒径范围为4μm～10μm。
在本发明一实施例中，所述二氧化硅类消光粉为二氧化硅颗粒表面未经处理的消光粉，或者，二氧化硅颗粒表面经聚二甲基硅烷处理的消光粉。
在本发明一实施例中，所述二氧化硅类消光粉的比重为1.9g/cm3～2.0g/cm3，吸油量为220g/ml～360g/ml。
在本发明一具体实施例中，所述消光粉可以选用消光粉TS100、消光粉ACEMATT810或消光粉ACEMATT 3600中的一种或几种混合。其中消光粉TS100为表面未经处理的消光效果极好的消光剂，比重为1.9g/cm3，吸油量为360g/ml，SiO2含量为98％。消光粉ACEMATT810为表面未经处理的超易分散的消光剂，比重为2.0g/cm3，吸油量为280g/ml，SiO2含量≥97％。消光粉ACEMATT 3600为表面经过聚二甲基硅烷处理的气相法生产的二氧化硅消光粉，具有极高的抗刮伤性和抗擦伤性，吸油量为220～260g/ml,SiO2含量≥98。
在本发明一具体实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂可选用市售商品四官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂B-326。所述分散剂为市售商品赢创分散剂203。所述消泡剂为有机硅类消泡剂，可选用市售商品消泡剂AFCONA2721。所述流平剂为有机硅类流平剂，可选用市售商品流平剂K333。所述聚乙烯蜡粉可选用市售商品聚乙烯蜡粉MPP-480F。
根据本发明的另一方面，还提供上述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的制备方法，所述制备方法包括：准备各组分的步骤；将各组分室温分散均匀的步骤；以及，过滤后获得成品的步骤；其中，在所述将各组分分散均匀的步骤中，首先将改性聚氨酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、活性单体、光引发剂以及助剂分散均匀，随后再加入所述消光粉与聚乙烯蜡粉并分散均匀。
在本发明一实施例中，在所述过滤后获得成品的步骤中，使用120目滤网。
在本发明中，通过特殊的组分配比，选用特定的改性聚氨酯丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸酯树脂作为预聚物，结合多种特定的活性单体、光英法及和消光粉，使得本发明所述的涂料可以采用紫外光固化的方式固化，施工时可在10s内完全固化，生产效率极高，固化后的漆膜为10μm左右，呈半透明状态。
与目前市场上常规的无光涂料相比，本发明所述涂料的配方中不含有机溶剂，而是通过特定的配方获得了一种具有低光泽(3以下)的涂层，与目前市场上常规的含有有机溶剂的无光涂料效果相当。因此，本发明所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料是一种绿色、健康环保的涂料，并且适用于各个场所。
本发明所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料固化条件简单且固化时间短，形成的涂层爽滑手感好且附着力高。经本领域常用的Elcometer 3092刻痕硬度计测试本发明所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料形成的涂层，其硬度高于15N，使用特制磨砂布称重3kg下刮擦20次，涂层依旧滑爽不变色，因此，本发明所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料属于高度抗刮的地板涂料。
具体实施方式
以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。
实施例1
在本实施例中，提供一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，按质量百分比包括：
改性聚氨酯丙烯酸树脂30％，为经过有机硅改性的六官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品DC978；
聚氨酯丙烯酸酯树脂6％，为四官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品B-326,；
六官能度活性单体6％，为二季戊四醇六丙烯酸酯；
三官能度活性单体12％，为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；
双官能度活性单体12.5％，为1，6-己二醇双丙烯酸酯；
分散剂2.5％，可采用市售商品分散剂203；
消泡剂0.5％，可采用市售商品有机硅消泡剂2721；
流平剂1.0％，可采用市售商品有机硅流平剂BYK333；
消光粉16％，可采用市售商品消光粉TS100、消光粉ACEMATT810及消光粉ACEMATT3600的混合物，其中，消光粉TS100占2％、ACEMATT810占9％，ACEMATT 3600占5％；
聚乙烯蜡粉5.5％，可采用市售商品聚乙烯蜡粉MPP-480F；以及
光引发剂8％，可采用市售商品光引发剂1173。
在本实施例中，上述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的制备方法，含有以下步骤：
(1)原料准备
按上述的原料组成质量百分比准备原料。
(2)配料与分散
启动分散机，低速搅拌，将准备的原料(粉料除外)按配比依次加入拉缸中，边搅拌边加入原料；添加完毕后，以高速(1000转/min)分散30min至均匀。
(3)加入消光粉及聚乙烯蜡粉
按配比将消光粉及聚乙烯蜡粉缓慢加入步骤(2)已分散好的原料中，待粉料完全加入后低速搅拌至混合均匀后，再以高速(1000转/min)分散30min至均匀。
(4)过滤包装
将步骤(3)所得到的涂料放入成品釜中，开启搅拌机搅拌，在成品釜出口处设置过滤网，边过滤边包装产品。
实施例2
在本实施例中，提供一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，按质量百分比包括：
改性聚氨酯丙烯酸树脂37％，为经过有机硅改性的六官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品DC978；
聚氨酯丙烯酸酯树脂12％，为四官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品B-326,；
三官能度活性单体6.5％，为三丙二醇二丙烯酸酯；
双官能度活性单体12％，为1，6-己二醇双丙烯酸酯；
分散剂3％，可采用市售商品分散剂203；
消泡剂0.5％，可采用市售商品有机硅消泡剂2721；
流平剂1.0％，可采用市售商品有机硅流平剂BYK333；
消光粉17％，可采用市售商品消光粉TS100、消光粉ACEMATT810及消光粉ACEMATT3600的混合物，其中，消光粉TS100占1％、ACEMATT810占9％，ACEMATT 3600占7％；
聚乙烯蜡粉3％，可采用市售商品聚乙烯蜡粉MPP-480F；以及
光引发剂8％，可采用市售商品光引发剂1173。
在本实施例中，上述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的制备方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3
在本实施例中，提供一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，按质量百分比包括：
改性聚氨酯丙烯酸树脂26％，为经过有机硅改性的六官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品DC978；
聚氨酯丙烯酸酯树脂12％，为四官能度聚氨酯丙烯酸酯，可选用市售商品B-326,；
六官能度活性单体12％，为二季戊四醇六丙烯酸酯；
三官能度活性单体12％，为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；
双官能度活性单体6％，为1，6-己二醇双丙烯酸酯；
分散剂2.5％，可采用市售商品分散剂203；
消泡剂0.5％，可采用市售商品有机硅消泡剂2721；
流平剂1.0％，可采用市售商品有机硅流平剂BYK333；
消光粉17％，可采用市售商品消光粉TS100、消光粉ACEMATT810及消光粉ACEMATT3600的混合物，其中，消光粉TS100占2％、ACEMATT810占7％，ACEMATT 3600占8％；
聚乙烯蜡粉3％，可采用市售商品聚乙烯蜡粉MPP-480F；以及
光引发剂8％，可采用市售商品光引发剂1173。
在本实施例中，上述紫外光固化的无光抗刮地板涂料的制备方法与实施例1相同，在此不再赘述。
验证实施例
在本实施例中，申请人对实施例1获得的所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料进行固化成膜并对涂层进行性能检测。采用紫外光固化的方式固化10s至完全固化，涂层厚度为10μm左右，呈半透明状态。使用Elcometer 3092刻痕硬度计测试本发明所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料形成的涂层的抗刮行，获得如表1所示的测试结果。
表1实施例1所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料测试性能
| 序号 | 测试项目 | 性能 |
| 1 | 光泽(60°∠) | 小于3以下 |
| 2 | 抗刮性 | 15N |
| 3 | 耐磨性 | 6～10mg/1000r，Taber磨耗仪，CS17-1kg |
| 4 | 柔韧性 | 1级 |
| 5 | 附着力 | 良好，无剥离 |
由表1可见，本发明所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料兼具无光及抗刮，且由于不含有机溶剂而具有绿色环保的特性。这样，既解决了目前市场上无光地板涂料的污染问题，又解决了目前市场上抗刮涂料的无光效果不佳的问题，在满足绿色环保要求的同时提高地板涂层的性能。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述紫外光固化的无光抗刮地板涂料按质量百分比组包括：
其中，所述活性单体为双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和六官能度丙烯酸酯单体中的至少两种混合。
2.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述改性聚氨酯丙烯酸树脂为有机硅改性的六官能度聚氨酯丙烯酸酯。
3.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述双官能度丙烯酸酯单体为1,6-己二醇双丙烯酸酯；所述三官能度丙烯酸酯单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三丙二醇二丙烯酸酯；所述六官能度丙烯酸酯单体为二季戊四醇六丙烯酸酯。
4.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体或六官能度丙烯酸酯单体各自占所述活性单体质量的百分比范围为14％～75％。
5.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述助剂选自分散剂、消泡剂及流平剂中的至少一种。
6.如权利要求5所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述流平剂为有机硅类流平剂。
7.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述消光粉为二氧化硅类消光粉，粒径范围为4μm～10μm。
8.如权利要求7所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料，其特征在于，所述二氧化硅类消光粉为二氧化硅颗粒表面未经处理的消光粉，或者，二氧化硅颗粒表面经聚二甲基硅烷处理的消光粉。
9.如权利要求1所述的紫外光固化的无光抗刮地板涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
准备各组分的步骤；
将各组分室温分散均匀的步骤；以及，
过滤后获得成品的步骤；其中，
在所述将各组分分散均匀的步骤中，首先将改性聚氨酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、活性单体、光引发剂以及助剂分散均匀，随后再加入所述消光粉与聚乙烯蜡粉并分散均匀。
10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述过滤后获得成品的步骤中，使用120目滤网。
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