CN111073494A - 水性紫外光固化实色涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性紫外光固化实色涂料及其制备方法。该水性紫外光固化实色涂料包括如下重量份组分：水性聚氨酯丙烯酸酯分散体65‑85份；润湿分散剂0.3‑1份；消泡剂0.3‑0.8份；流平剂0.1‑0.5份；增稠剂0.3‑1份；颜料3‑15份；pH值调节剂0.1‑0.5份；成膜助剂1‑3份；光发剂3‑5份；水5‑15份。该水性紫外光固化实色涂料可以有效利用光固化技术固化速度快、环保的优点，同时使用后具有干燥快、遮盖力高、附着力好、硬度高和耐磨的优良性能；因此，该水性紫外光固化实色涂料施工方便，而且使用成本低、施工效率高，在涂料领域具有很好的应用前景。

Description

水性紫外光固化实色涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性紫外光固化实色涂料及其制备方法。

背景技术

溶剂型涂料经过长期发展，具有高装饰性、耐久的保护性、多功能性等特点；但有机溶剂的挥发，会对环境造成污染，而且多数有机溶剂对人、畜、生物，甚至对植物有毒有害。随着人们环保意识的增强，水性涂料在我国越来越发展迅速。与溶剂型涂料相比，现有的水性涂料还存在硬度低、丰满度较差、高温回粘等问题，而且施工干燥时间长，不适应家具企业的规模生产需要。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性紫外光固化实色涂料及其制备方法，旨在解决现有水性涂料硬度低、丰满度差、难干燥，从而不易施工的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种水性紫外光固化实色涂料，包括如下重量份组分：

本发明提供的水性紫外光固化实色涂料是将水性实色性能和光固化性能相结合起来的特有技术涂料，该水性紫外光固化实色涂料可以有效利用光固化技术固化速度快、环保的优点，同时使用后具有干燥快、遮盖力高、附着力好、硬度高和耐磨的优良性能；因此，该水性紫外光固化实色涂料施工方便，而且使用成本低、施工效率高，在涂料领域具有很好的应用前景。

本发明另一方面提供一种水性紫外光固化实色涂料的制备方法，包括如下步骤：

按照本发明所述的水性紫外光固化实色涂料的配方称取各组分；

将所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、所述润湿分散剂和所述水进行第一混合处理，得第一混料物；

将所述颜料加入所述第一混料物中，进行第二混合处理，得第二混料物；

将所述消泡剂、所述流平剂、所述成膜助剂、所述光引发剂、所述pH值调节剂和所述增稠剂加入所述第二混料物中，进行第三混合处理，得到所述水性紫外光固化实色涂料。

本发明提供的水性紫外光固化实色涂料的制备方法，具有工艺简单，成本低，生产效率高的特点；通过该方法制备获得的水性紫外光固化实色涂料，可以直接用水稀释，使用后具有干燥快、遮盖力高、附着力好、硬度高和耐磨的优良性能，最终制得的水性紫外光固化实色涂料施工方便，而且使用成本低、施工效率高，在涂料领域具有很好的应用前景。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书组合物各组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的重量单位。

一方面，本发明实施例提供了一种水性紫外光固化实色涂料，包括如下重量份组分：

本发明实施例提供的水性紫外光固化实色涂料是将水性实色性能和光固化性能相结合起来的特有技术涂料，该水性紫外光固化实色涂料可以有效利用光固化技术固化速度快、环保的优点，同时使用后具有干燥快、遮盖力高、附着力好、硬度高和耐磨的优良性能；因此，该水性紫外光固化实色涂料施工方便，而且使用成本低、施工效率高，在涂料领域具有很好的应用前景。

水性聚氨酯丙烯酸酯分散体作为水性紫外光固化实色涂料漆膜基料，在受紫外光光线照射后，其在光引发剂和成膜助剂的作用下，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化，进而交联固化的低聚物。在本发明一实施例中，水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的重量份可选65份、70份、75份、80份、85份等。作为本发明的优选实施方式，水性聚氨酯丙烯酸酯分散体优选为德国科思创公司

UV 2317，帝斯曼先达公司NeoPac E-129一种或两种。在本发明实施例提供的上述重量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料喷涂在家具表面的综合性能达到最优。在一个实施例中，所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体选用固含量为38-42％的水性聚氨酯丙烯酸酯水稀释液，具体地，所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体选用水稀释的固含量为40％的水性聚氨酯丙烯酸酯分散体。

光引发剂具有一定的吸光能力，在直接或间接吸收光能后，使活性单体聚合。在本发明一实施例中，该光引发剂重量份可选3.5份、4.5份、5份等。在本发明实施例提供的光引发剂质量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料干燥彻底，用于木材表面涂装时遮盖力和附着力好，硬度高，漆膜效果达到最优。其中，光引发剂可选为北京英力科技发展有限公司自由基光引发剂IHP-PI659，1173，艾坚蒙集团公司阳离子类光引发剂Omnicat 432。光引发剂选为艾坚蒙集团公司阳离子型光引发剂Omnicat 432(三4-[(4-乙酰苯基)磺胺基]苯基六氟磷酸磺胺)，固化过程不被氧气阻聚，反应不易终止，“后固化”能力强，适于厚膜的、易穿透颜料进行深度光固化。北京英力科技发展有限公司自由基光引发剂IHP-PI659，1173，它通过吸收强紫外灯光发射的紫外量子，光引发剂分子吸收光能后，由基态变成激发态，激发态分子发生NorrishⅠ反应，羰基和相邻碳原子间的共价键拉长、弱化、断裂，生成初级自由基，从而引发聚合交联和接枝反应，使液体几分之一秒内形成固态薄膜。

综上，在一个优选实施例中，所述光引发剂包括自由基类光引发剂与阳离子类光引发剂(具体可以是按质量比1:1组合)；其中，所述自由基类光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种，所述阳离子类光引发剂选自三4-[(4-乙酰苯基)磺胺基]苯基六氟磷酸磺胺。添加有固化速度快的自由基光引发剂和固化过程不被氧气阻聚，反应不易终止，"后固化"能力强，适于厚膜的、易穿透颜料的光固化的阳离子型光引发剂，该水性紫外光固化实色涂料在家具表面的膜厚较厚，附着力和柔韧度、硬度等性能达到最优。

在一个实施例中，所述分散剂包括改性丙烯酸酯嵌段共聚物和多元羧酸类嵌段共聚物中的一种或多种。分散剂为湿润分散剂，有利于分散无机或有机颜料颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚。在本发明一实施例中，该分散剂重量份可选0.35份、0.5份、0.75份、0.85份、1份。分散剂优选为毕克公司牌号BYK380N分散剂，迪高公司Dispers 750W等。在本发明实施例提供的分散剂质量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料中的颜料分散效果达到最优。

在一个实施例中，所述消泡剂选自有机硅消泡剂。有机硅消泡剂可在涂料施工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。在本发明一实施例中，该有机硅消泡剂重量份可选0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份等。具体地，有机硅消泡剂包括破泡聚硅氧烷消泡剂，优选为德国Evonik Tego公司TEGO Airex 930消泡剂，德国BYK公司BYK204。上述有机硅消泡剂的消泡效率较高，相容性好，不缩孔。在本发明实施例提供的有机硅消泡剂质量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料喷涂于家具表面时消泡效果达到最优。

增稠剂可以控制涂料的流变，使涂料具有触变性，提高其粘度，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。在本发明一实施例中，该增稠剂重量份可选0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.7份、0.8份、0.9份、1份；增稠剂在本实施例中可为聚氨酯缔合型增稠剂、碱性溶胀的聚丙烯酸增稠剂和有机膨润土中的一种或多种。增稠剂优选为美国罗门哈斯公司生产的型号为RM-8W、RM-12W非离子聚氨酯缔合型增稠剂，美国亚什兰公司生产的型号为Aquaflow XLS-525聚氨酯缔合型增稠剂，美国陶氏公司生产的型号为ASE-60碱溶胀增稠剂，美国海名斯公司生产的型号为RH420碱溶胀增稠剂。在本发明实施例提供的增稠剂质量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料喷涂于家具表面的防流挂和流平效果达到最优。

成膜助剂可以降低水性木器涂料最低成膜温度，提高漆膜致密度，提高漆膜的强度和抗粉化性，改善工性能，增进流平性，赋予漆膜良好的柔韧性，延长开放时间，提高漆的贮存稳定，特别是提高涂料的冻融稳定性。但成膜助剂用量过大会产生VOC超标的问题。在本发明一实施例中，该成膜助剂重量份可选1份、1.5份、2份、2.5份、3份；成膜助剂在本实施例中可为二丙二醇甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇丁醚一种或多种，如优选为美国陶氏公司生产的二丙二醇甲醚DPM、二丙二醇单丙醚DPnP、二丙二醇丁醚DPNB，江苏怡达公司生产的DPM、DPnP、DPNB。所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚一种或多种。在本发明实施例提供的成膜助剂质量份的范围内，可使该水性紫外光固化实色涂料喷涂于家具表面的涂料储存稳定性、漆膜性能和流平效果达到最优。

综上，本发明实施例的水性紫外光固化实色涂料，包括：水性聚氨酯丙烯酸酯分散体65-85份、成膜助剂1-3份、光引发剂3-5份、水5-15份、增稠剂0.3-1份、颜料3-15份、pH值调节剂0.1-0.5份、润湿分散剂0.3-1份、消泡剂0.3-0.8份、流平剂0.1-0.5份。其中，光引发剂为自由基光引发剂与阳离子光引发剂混合物。在处于上述重量份范围的各组分的综合作用下，本发明实施例的水性紫外光固化实色涂料喷涂于家具表面的综合性能最优，由其形成的漆膜的层间吸附力优异，柔韧度良好、遮盖力良好。作为优选，水性紫外光固化实色涂料的粒径细度在20μm以下。水性紫外光固化涂料涂装时漆膜不会太厚，水性紫外光固化实色涂料的粒径细度越小，透紫外线光越强，实色涂料漆膜干燥越好，层间附着力越好，硬度越好，漆膜表面越细腻。

另一方面，本发明实施例还提供了一种水性紫外光固化实色涂料的制备方法，包括如下步骤：

S01、按照本发明实施例等上述水性紫外光固化实色涂料的配方称取各组分；

S02、将所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、所述润湿分散剂和所述水进行第一混料处理，得第一混料物；

S03、将所述颜料加入所述第一混料物中，进行第二混料处理，得第二混料物；

S04、将所述消泡剂、所述流平剂、所述成膜助剂、所述光引发剂、所述pH值调节剂和所述增稠剂加入所述第二混料物中，进行第三混料处理，得到所述水性紫外光固化实色涂料。

本发明实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的制备方法，具有工艺简单，成本低，生产效率高的特点；通过该方法制备获得的水性紫外光固化实色涂料，可以直接用水稀释，使用后具有干燥快、遮盖力高、附着力好、硬度高和耐磨的优良性能，最终制得的水性紫外光固化实色涂料施工方便，而且使用成本低、施工效率高，在涂料领域具有很好的应用前景。

具体地，所述第一混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min；所述第二混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min，然后过砂磨机砂磨至物料细度在20μm以下；所述第三混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min。

最终，得到的水性紫外光固化实色涂料的粒径细度在20μm以下，使得水性紫外光固化涂料涂装时漆膜不会太厚，水性紫外光固化实色涂料的粒径细度越小，透紫外线光越强，实色涂料漆膜干燥越好，层间附着力越好,硬度越好，漆膜表面越细腻。上述步骤中所优选的温度、速度和时间，使得本实施例的水性紫外光固化实色涂料制备过程中混料更加充分，水性紫外光固化实色涂料的综合性能达到最优。

总之，本发明实施例水性紫外光固化实色涂料其制备方法具有工艺简单，成本低，效率高的特点；通过该方法制备获得的水性紫外光固化实色涂料，可以直接用水稀释，可喷涂，干燥快、遮盖力高，附着力好，硬度能达2H以上，耐磨，有效地改善水性紫外光固化实色涂料漆膜稍厚干燥不透的问题。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的各组分重量份含量见表1：

表1

组分	重量份数
		水性聚氨酯丙烯酸酯分散体	65份
非硅类消泡剂	0.3份
		润湿分散剂	1份
光引发剂	5份
		颜料	15份
增稠剂	0.5份
		成膜助剂	3份
流平剂	0.2份
		pH值调节剂	0.3份
水	10份

上述表1中，水性聚氨酯丙烯酸酯分散体为德国科思创公司

UV2317，帝斯曼先达公司NeoPac E-129；其中，

UV 2317为40份，NeoPac E-129为25份。光引发剂为北京英力科技发展有限公司自由基光引发剂IHP-PI659，艾坚蒙集团公司阳离子类光引发剂Omnicat 432；其中，IHP-PI659为1份，Omnicat 432为4份；消泡剂为德国Evonik Tego公司TEGO Airex 930消泡剂。润湿分散剂为毕克公司牌号BYK380N分散剂。增稠剂为罗门哈斯RM-8W，RM-12W。成膜助剂为陶氏DPM、DPnP、DPNB。

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的制备方法如下：

S11、按照上述水性紫外光固化实色涂料的配方称取各组分；

S12、将所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、所述润湿分散剂和所述水进行第一高速搅拌处理，得第一混料物；

S13、将所述颜料加入所述第一混料物中，进行高速搅拌、砂磨处理，得第二混料物；

S14、将所述有机硅消泡剂、所述流平剂、所述成膜助剂、所述光引发剂、所述pH值调节剂和所述增稠剂加入所述第二混料物中，进行第三混料处理，得到所述水性紫外光固化实色涂料。

所得涂料的外观为乳白色粘稠液体，喷涂黏度为30±5KU；涂布量40±5g/m²，漆膜硬度为2H，漆膜层间附着力(百格试验)为100/100，可以解决目前水性紫外光固化实色涂料在涂布量较大时漆膜干燥不透、层间附着力差、硬度差的技术问题。

使用时，将该水性紫外光固化实色涂料喷涂于家具表面，在常温或烘干条件下让水分完全挥发后，然后采用紫外光照射固化成膜，之后在漆膜表面再次喷涂该水性紫外光固化实色涂料即可。

实施例2

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的各组分含量见表2(重量份计)。

表2

上述表2中，光引发剂为北京英力科技发展有限公司1173，艾坚蒙集团公司阳离子类光引发剂Omnicat 432。其中，1173为1份，Omnicat 432为3.5份。其余地方及其制备过程与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。

实施例3

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的各组分含量见表3(重量份计)。

表3

组分	重量份数
		水性聚氨酯丙烯酸酯分散体	75份
非硅类消泡剂	0.5份
		润湿分散剂	0.5份
光引发剂	4.0份
		颜料	5份
增稠剂	0.5份
		成膜助剂	3份
流平剂	0.2份
		pH值调节剂	0.5份
水	10份

上述表3中，光引发剂为北京英力科技发展有限公司IHP-PI659，艾坚蒙集团公司阳离子类光引发剂Omnicat 432。其中，IHP-PI659为2份，Omnicat 432为2份。其余地方及其制备过程与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。

实施例4

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的各组分含量见表4(重量份计)。

表4

上述表4中，光引发剂可选为北京英力科技发展有限公司IHP-PI659，艾坚蒙集团公司阳离子类光引发剂Omnicat 432。其中，IHP-PI659为1.5份,Omnicat 432为3.5份。其余地方及其制备过程与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。

实施例5

本实施例提供的水性紫外光固化实色涂料的各组分含量见表5(重量份计)。

表5

上述表5中，光引发剂为北京英力科技发展有限公司1173。其余地方及其制备过程与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，包括如下重量份组分：

2.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体选用固含量为38-42％的水性聚氨酯丙烯酸酯水稀释液。

3.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述分散剂包括改性丙烯酸酯嵌段共聚物和多元羧酸类嵌段共聚物中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述光引发剂包括自由基类光引发剂与阳离子类光引发剂；其中，所述自由基类光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或多种，所述阳离子类光引发剂选自三4-[(4-乙酰苯基)磺胺基]苯基六氟磷酸磺胺。

5.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述消泡剂选自有机硅消泡剂。

6.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述增稠剂选自聚氨酯缔合型增稠剂、碱性溶胀的聚丙烯酸增稠剂和有机膨润土中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇单丙醚和二丙二醇丁醚中等一种或多种。

8.如权利要求1-7任一项所述的水性紫外光固化实色涂料，其特征在于，所述水性紫外光固化实色涂料的粒度在20μm以下。

9.一种水性紫外光固化实色涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照权利要求1-8任一项所述的水性紫外光固化实色涂料的配方称取各组分；

将所述水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、所述润湿分散剂和所述水进行第一混料处理，得第一混料物；

将所述颜料加入所述第一混料物中，进行第二混料处理，得第二混料物；

将所述消泡剂、所述流平剂、所述成膜助剂、所述光引发剂、所述pH值调节剂和所述增稠剂加入所述第二混料物中，进行第三混料处理，得到所述水性紫外光固化实色涂料。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min；和/或，

所述第二混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min，然后过砂磨机砂磨至物料细度在20μm以下；和/或，

所述第三混料处理的步骤包括：在30-50℃条件下，以800-1000rpm的速度搅拌10-20min。