CN110938369A - 一种抗开裂uv喷涂亮光白面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，包括独立分装的A组分和B组分，所述的A组分由如下重量份数的原料组成：醛酮树脂3～5份；环氧丙烯酸酯预聚物8～12份；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物41～49份；1,6‑己二醇二丙烯酸酯14.5～16.7份；分散剂1.5～2.5份；流变助剂0.15～0.25份；基材润湿剂0.15～0.25份；消泡剂0.15～0.25份；流平剂0.4～0.6份；光引发剂3.6～5.5份；钛白粉8～12份；磷酸改性丙烯酸酯1.5～2.5份；二丙二醇二丙烯酸酯5.5～7.5份；所述的B组分由如下重量份数的原料组成：1,6‑己二醇二丙烯酸酯25～35份；二丙二醇二丙烯酸酯65～75份；所述A组分、B组分的质量比为1：(0.2～0.3)。该UV喷涂亮光白面漆具有优异的抗开裂效果。

Description

一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及木器涂料制造技术领域，特别是一种抗开裂UV 喷涂亮光白面漆及其制备方法。
背景技术
目前油漆的固化方式有传统自然干燥和UV固化。传统自然干燥固化时间长、溶剂易挥发不环保。UV固化是将待固化漆面曝光于UV辐射之下，通过200nm到450nm波长的紫外线辐射使油漆硬化干燥，达到固化目的，效率高。UV喷涂亮光白面漆具有防止污染及节能效果，涂饰的化学性、物理性优异，固化速度快、生产效率高，且其固含量高，在家具漆领域被广泛采纳使用。UV喷涂亮光白面漆每遍厚达到110～120克/平方米，而UV辊涂亮光白面漆每遍仅20～25克/平方米。目前，市面上的UV喷涂亮光白面漆存在喷涂难干、漆膜易开裂和黄变等缺点，使用感受较差，影响了木质家具的视觉观感和耐用度。因此，有必要开发一种抗开裂性能优异的UV亮光白面漆。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，该UV喷涂亮光白面漆具有优异的抗开裂效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，包括独立分装的A组分和B组分，所述的A组分由如下重量份数的原料组成：
醛酮树脂3～5份；
环氧丙烯酸酯预聚物8～12份；
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物41～49份；
1,6-己二醇二丙烯酸酯14.5～16.7份；
分散剂1.5～2.5份；
流变助剂0.15～0.25份；
基材润湿剂0.15～0.25份；
消泡剂0.15～0.25份；
流平剂0.4～0.6份；
光引发剂3.6～5.5份；
钛白粉8～12份；
磷酸改性丙烯酸酯1.5～2.5份；
二丙二醇二丙烯酸酯5.5～7.5份；
所述的B组分由如下重量份数的原料组成：
1,6-己二醇二丙烯酸酯25～35份；
二丙二醇二丙烯酸酯65～75份；
所述A组分、B组分的质量比为1：(0.2～0.3)。
采用上述方案，本漆料混合体系中环氧丙烯酸酯预聚物及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物为UV树脂，在光引发剂的引发下使该漆料混合体系在镓灯UV紫外光照射下快速的交联固化形成漆膜。
醛酮树脂，又称聚酮树脂、酮醛树脂，其在缩合期形成了饱和的环状结构,由于这种树脂在结构中不含酯键，因而有较好的耐水性，主键上含有很多的环己基，使其具有耐热性。另外，酮基团和羟基团的极性使其具有广泛的溶解性相容性，因此其与极性较大的化合物相容，又可与极性较小的化合物相容，其具有不饱双键，可参与聚合反应，在本漆料混合体系中其可与自身聚合，同时也可以和本漆料混合体系中的环氧丙烯酸酯预聚物及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物在紫外光照射下发生聚合反应，醛酮树脂、环氧丙烯酸酯预聚物及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物本身具有一定的抗开裂性，在本漆料混合体系中醛酮树脂能与其它成分广泛结合发生协同作用，经过多次实验表明当漆料混合体系中其它组分不变同时存在环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物中至少一种及醛酮树脂时，最终漆料形成的漆膜都具有异常优异的抗开裂性。
同时在本漆料混合体系中醛酮树脂与磷酸改性丙烯酸酯发生协同作用，能有效提高漆膜的附着力，1,6-己二醇二丙烯酸酯能够增强本漆料混合体系中分子交联和立构化，进一步保证漆膜的抗开裂性。
作为优选：所述光引发剂由184光引发剂、GR-TPO光引发剂和 GR-XBPO光引发剂按照质量比(2～3)：(0.9～1.5)：(0.7～1.0) 组成。
采用上述方案，通过使用这3种光引发剂，可缩短漆料形成漆膜的时间，同时这3种光引发剂在本漆料混合体系中发生协同增效作用，当本漆料混合体系中同时含有3种光引发剂时，漆料UV 固化后形成的漆膜具有更加优异的抗开裂性。
作为优选：所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂。
采用上述方案，丙烯酸酯类流平剂在本漆料混合体系中不仅可以促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用，能保证表面漆膜的平整及镜面效果。
作为优选：所述流变助剂为聚羟基羧酸酰胺溶液。
采用上述方案，聚羟基羧酸酰胺溶液在本漆料混合体系中能有效防止漆料沉积，同时可有效增强漆料的抗流挂性能。
作为优选：所述钛白粉的结晶形态为金红石型。
采用上述方案，金红石型钛白粉用在本漆料混合体系中，能和其它成分协同增效，使漆料具有超强的耐黄变性，经过测试表明其耐黄变性可达到1。
作为优选：所述A组分的细度≤20μm，在25℃条件下粘度为 1500～2000mPa·s。
采用上述方案，经过试验证明在该条件下可保证该漆料具有最佳的抗开裂性。
作为优选：所述抗开裂UV喷涂亮光白面漆的施工粘度为岩田 NK-2杯粘度14～15s。
采用上述方案，可保证漆料具有良好的流平性及固化后得到平整的漆膜。
本发明的另一个目的在于提供一种上述抗开裂UV喷涂亮光白面漆的制备方法：
一种如上所述的抗开裂UV喷涂亮光白面漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：对醛酮树脂、环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物和部分1,6-己二醇二丙烯酸酯进行第一次混合，再加入分散剂、流变助剂、基材润湿剂、消泡剂、流平剂、184光引发剂、GR-TPO光引发剂和GR-XBPO光引发剂，进行第二次混合，再加入钛白粉和剩余的1,6-己二醇二丙烯酸酯，进行第三次混合，再加入磷酸改性丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯，进行第四次混合，得到A组分；
(2)B组分的制备：将1,6-己二醇二丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯混合均匀，得到B组分；
(3)施工时，将A组分和B组分进行混合，得到抗开裂UV喷涂亮光白面漆。
采用上述方案，经过多步混合，可充分保证每步混合时，漆料成分的充分反应与融合，使最后得到的漆料均一稳定，最后A组分与所述B组分按质量比1：(0.2～0.3)进行混合可保证其成膜性。
作为优选：步骤(1)所述第一次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～800rpm，搅拌时间为10～12min；
步骤(1)所述第二次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为1000～ 1200rpm，搅拌时间为10～12min；
步骤(1)所述第三次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为 1500rpm，搅拌时间为12～15min；
步骤(1)所述第四次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～ 800rpm，搅拌时间为8～10min；
步骤(2)所述混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～800rpm，搅拌时间为8～10min。
采用上述方案，可充分保证每步混合时的反应时间及反应速率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的亮光白面漆具有异常优异的抗开裂效果，经过试验表明其UV固化后形成的漆膜抗开裂效果达到冷热循环试验10次80h，其耐冲击性可达到38kg·㎝。
2.本发明的亮光白面漆具有较好的耐黄变性。
3.本发明的亮光白面漆采用UV固化，固化效率高，可以减少漆料挥发，从而相比传统漆料更加环保。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1-5：
一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其由如下方法制备得到：
(1)A组分的制备：对醛酮树脂、环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物和部分1,6-己二醇二丙烯酸酯进行第一次混合，再加入分散剂、流变助剂、基材润湿剂、消泡剂、流平剂、光引发剂，进行第二次混合，再加入钛白粉和剩余的1,6-己二醇二丙烯酸酯，进行第三次混合，再加入磷酸改性丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯，进行第四次混合，得到A组分；
(2)B组分的制备：将1,6-己二醇二丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯混合均匀，得到B组分；
(3)施工时，将所述A组分与所述B组分按质量比1：(0.2～0.3) 进行混合制得抗开裂UV喷涂亮光白面漆。
其中第三次混合的方式为：将所述第二次混合物与钛白粉及余量 1,6-己二醇二丙烯酸酯清洗混合用容器边缘后，将清洗得到的液体回收于原混合容器内进行混合。
实施例1～5所用试剂均为市售，其中：
醛酮树脂：巴斯夫A81；
环氧丙烯酸酯预聚物：中国台湾长兴化学621A-80,粘度28500～ 40000CPS/25℃；
聚氨酯丙烯酸酯预聚：中国台湾长兴化学 145-100，粘度55000～75000CPS/25℃；
消泡剂：有机硅类消泡剂BYK141；
流平剂：丙烯酸酯类流平剂BYK358N；
分散剂：高分子共聚体类分散剂BYK110；
基材润湿剂：TEGO270；
流变剂：BYK405；
1,6-己二醇二丙烯酸酯：中国台湾双键化工股份有限公司生产；
二丙二醇二丙烯酸酯：中国台湾双键化工股份有限公司生产；
184光引发剂：中国台湾双键化工股份有限公司生产，牌号为 Doublecure184；
GR-TPO光引发剂：中国台湾双键化工股份有限公司生产，牌号为DoublecureTPO；
GR-XBPO光引发剂：中国台湾双键化工股份有限公司生产，牌号为Doublecure1819；
磷酸改性丙烯酸酯：广东江门市恒光新材料有限公司生产，牌号为1100；
钛白粉：杜邦公司生产，金红石型，牌号为R-706。
实施例1～5的亮光白面漆中的A组分及B组分用量如表1 所示；
实施例1～5中第一次混合至第五次混合的工艺参数如表2 所示；
实施例1～5的亮光白面漆中A组分与B组分的质量比如表3 所示。
表1：实施例1～5的亮光白面漆中的A组分及B组分用量表(重量份)
Figure BDA0002282873190000091
表2：实施例1～5中第一次混合至第五次混合的工艺参数表
Figure BDA0002282873190000101
表3：实施例1～5的亮光白面漆中的A组分与B组分的质量比
Figure BDA0002282873190000102
将实施例1-5中制得的漆料按照施工粘度为岩田NK-2杯粘度 14～15s进行喷涂，然后UV固化后对形成的漆膜进行抗冲击实验、耐黄变性测试同时将其涂覆在镀锌板上UV固化形成漆膜后在 -20℃至100℃以8h为单位进行冷热循环试验，其中冷热循环试验中肉眼观察到漆面开裂则试验结束，本测试参照HG/T 3655-2012为标准，性能测试结果见表4。
表4：实施例1～5的亮光白面漆的性能测试结果
Figure BDA0002282873190000103
由表4可知，本抗开裂UV喷涂亮光白面漆UV固化后形成的漆膜抗开裂性可达到冷热循环10次共80h，耐冲击性可达到38kg·㎝，耐黄变性可达到1，而本抗开裂UV喷涂亮光白面漆测试时是涂覆在镀锌板上的，其使用在木材上附着力及抗开裂性会更好。
对比例1-11：
对比例1为市售同类型UV喷涂亮光白面漆。
对比例2与实施例3相比，它们的制备方法、配比份数及混合工艺均相同，区别仅在于所用钛白粉为锐钛型钛白粉。
对比例3～11与实施例3相比，它们的制备方法及混合工艺均相同，区别在于试剂用量不同，对比例3～11的亮光白面漆中的A组分及B组分用量如表5所示，A组分与B组分混合的质量比为1:0.25。
表5：对比例3～11亮光白面漆中的A组分及B组分的用量表(重量份)
Figure BDA0002282873190000121
将对比例1及对比例2-11中制得的漆料按照施工粘度为岩田 NK-2杯粘度14～15s进行喷涂，然后UV固化后进行抗冲击实验、耐黄变性测试同时将其涂覆在镀锌板上UV固化后在-20℃至100℃以 8h为单位进行冷热循环试验，其中冷热循环试验中肉眼观察到漆面开裂则试验结束，本测试参照HG/T 3655-2012为标准，性能测试结果见表6。
表6：对比例1～11的亮光白面漆的性能测试结果
Figure BDA0002282873190000131
由表6可知，对比实施例3与对比例1可知，本抗开裂UV 喷涂亮光白面漆UV固化后形成的漆膜无论从抗开裂性、耐冲击性及耐黄变性上都远远优于市售同类型产品；
对比实施例3与对比例2可知，当A组分中钛白粉的结晶形态为金红石型时，所制得的漆膜具有更加优异的耐黄变性；
对比实施例3与对比例3-8可知，当漆料混合体系中其它组分不变时在本漆料混合体系中同时存在环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物及醛酮树脂时，其UV固化后形成的漆膜抗开裂性最好，能达到80h，当在本漆料混合体系中同时存在环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物中的一种及醛酮树脂时，漆膜抗开裂性次之，能达到56h，远远大于本漆料混合体系中单独存在环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物或醛酮树脂时的抗开裂性(16h)，同时也远大于本漆料混合体系中只存在氧丙烯酸酯预聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物而不含醛酮树脂时的抗开裂性(24h)。
对比实施例3与对比例9-11可知，当漆料混合体系中其它组分不变时在本漆料混合体系中同时存在184光引发剂、GR-TPO光引发剂及GR-XBPO光引发剂中的两种光引发剂时，最终漆料成膜后的抗开裂性达到64h，耐冲击性达到22kg·㎝,耐黄变性达到2，都略差于漆料混合体系中其它组分不变时同时存在有这3种光引发剂时形成的漆膜，说明这3种光引发剂在本漆料混合体系中对漆料成膜后的抗开裂性、耐冲击性及耐黄变性也起到了一定的协同增效作用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：包括独立分装的A组分和B组分，所述的A组分由如下重量份数的原料组成：
醛酮树脂3～5份；
环氧丙烯酸酯预聚物8～12份；
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物41～49份；
1,6-己二醇二丙烯酸酯14.5～16.7份；
分散剂1.5～2.5份；
流变助剂0.15～0.25份；
基材润湿剂0.15～0.25份；
消泡剂0.15～0.25份；
流平剂0.4～0.6份；
光引发剂3.6～5.5份；
钛白粉8～12份；
磷酸改性丙烯酸酯1.5～2.5份；
二丙二醇二丙烯酸酯5.5～7.5份；
所述的B组分由如下重量份数的原料组成：
1,6-己二醇二丙烯酸酯25～35份；
二丙二醇二丙烯酸酯65～75份；
所述A组分、B组分的质量比为1：(0.2～0.3)。
2.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：所述光引发剂由184光引发剂、GR-TPO光引发剂和GR-XBPO光引发剂按照质量比(2～3)：(0.9～1.5)：(0.7～1.0)组成。
3.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂。
4.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：所述流变助剂为聚羟基羧酸酰胺溶液。
5.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：所述钛白粉的结晶形态为金红石型。
6.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于：所述A组分的细度≤20μm，在25℃条件下粘度为1500～2000mPa·s。
7.根据权利要求1所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆，其特征在于，所述抗开裂UV喷涂亮光白面漆的施工粘度为岩田NK-2杯粘度14～15s。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的抗开裂UV喷涂亮光白面漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)A组分的制备：对醛酮树脂、环氧丙烯酸酯预聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物和部分1,6-己二醇二丙烯酸酯进行第一次混合，再加入分散剂、流变助剂、基材润湿剂、消泡剂、流平剂、光引发剂，进行第二次混合，再加入钛白粉和剩余的1,6-己二醇二丙烯酸酯，进行第三次混合，再加入磷酸改性丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯，进行第四次混合，得到A组分；
(2)B组分的制备：将1,6-己二醇二丙烯酸酯和二丙二醇二丙烯酸酯混合均匀，得到B组分；
(3)施工时，将A组分和B组分进行混合，得到抗开裂UV喷涂亮光白面漆。
9.根据权利要求8所述的一种抗开裂UV喷涂亮光白面漆的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述第一次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～800rpm，搅拌时间为10～12min；
步骤(1)所述第二次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为1000～1200rpm，搅拌时间为10～12min；
步骤(1)所述第三次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为1500rpm，搅拌时间为12～15min；
步骤(1)所述第四次混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～800rpm，搅拌时间为8～10min；
步骤(2)所述混合的混合方式为搅拌，搅拌机的转速为600～800rpm，搅拌时间为8～10min。
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