CN111117471B - 一种超耐钢丝绒耐黄变水性uv罩光清漆及其制备方法 - Google Patents

一种超耐钢丝绒耐黄变水性uv罩光清漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆及其制备方法。为了制备不含VOC的一种耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆，本发明提供一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆,包括以下组分：水性丙烯酸树脂、有机氟有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯、水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂、水性光引发剂、水性助剂、去离子水、附着力促进剂。本发明所制备的超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆具有更加优异的耐钢丝绒、耐黄变性能，使得PC/PMMA复合板材替代手机后盖金属外壳的市场迅速扩大。

Description

一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆及其制备方法。
背景技术
5G时代的来临，手机后盖去金属化趋势加快，塑料外壳再次成为研究热点。因此，寻找一种非金属材料，通过特定的表面处理，可实现视觉上的玻璃化并应用在中低端市场是亟待解决的问题。
PC/PMMA复合板是将PC(聚碳酸酯)与PMMA(亚克力)两种原料通过共挤出制得的复合板材，但又区别于塑料共混合金。PC耐黄变性能很差，因此对淋涂液的耐黄变性能是各很大的考验。PMMA表面硬度虽然很高，但是其耐划伤性能依然不好。传统淋涂UV涂料为了保证漆膜平整度，添加了大量有机溶剂丙二醇甲醚或者正丁醇。例如中国发明专利CN103540256A公开了一种亚克力及其复合材料基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料，就是以易挥发的正丁醇为溶剂，UV固化后有大量的VOC排放至大气中，因此开发一种超耐钢丝绒耐黄变、无VOC的水性UV罩光清漆是个必然趋势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何制备不含VOC的一种耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆，以重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0002354459590000011
Figure BDA0002354459590000021
具体地，所述水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯与水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂的质量比为2-2.5:1。
具体地，所述的水性丙烯酸树脂为水性聚氨酯丙烯酸树脂、水性标准双酚A环氧丙烯酸树脂或水性改性酚醛环氧丙烯酸树脂。
具体地，所述的水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下制备方法制备：
将5g聚乙二醇(PEG-1000)、12g羟烷基硅油(PDMS)、7.3g二月桂酸二正丁基锡(DBTDL)、1.85g2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、85mL丙酮加入到150mL的三口烧瓶中，50℃下恒温回流搅拌30min，再加入6.2g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，利用反滴定法滴定-NCO的剩余量，滴加1.05g二乙醇胺(DEA)，滴定-NCO的剩余量为0，再滴加4.44gIPDI，滴定-NCO的剩余量为50％时，滴加2.32g丙烯酸-2-羟乙酯(HEA)，反应至-NCO含量为0后，加入1.85g三乙胺，反应进行10min后结束，即得到水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯。
具体地，所述的水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂中间的碳碳双键是打开的状态。
具体地，所述的水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂是PVDF-2850、CN9010、SR645、SR231或CD9010。
具体地，所述的水性光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、甲酰甲酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、单酰基氧化膦或双酰基氧化膦。
具体地，所述的水性光引发剂为MBF、TPO或PI-1173。
具体地，所述的水性助剂是芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、聚硅氧烷-聚醚共聚物、反应型有机硅流平剂或聚酯改性有机硅；
具体地，所述的水性助剂为BYK162或BYK333。
具体地，所述的附着力促进剂为沙多玛CD-9051。
一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆的制备方法，按照以下步骤制备：
(1)向反应釜中加入水性丙烯酸树脂，加热搅拌6-8min，加热到55-60℃，加入水性助剂和附着力促进剂，将搅拌装置的转速调节至600～1000r/min，保持温度并搅拌3-5min；
(2)继续加热，待反应釜中的温度升到65-70℃，向反应釜中加入水性光引发剂、水性丙烯酸改性树脂，然后将搅拌装置的转速调节至1000～1500r/min，搅拌3-4min；保持温度和搅拌速率，缓慢加入水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌8-10min；
(3)待反应釜中的温度降到28-32℃，向反应釜中加入去离子水，搅拌均匀，检验出料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所制备的超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆可以替换传统溶剂型淋涂硬化液，降低了涂料中VOC的含量，大大降低了单位产品的生产成本，也避免了对环境的污染和对人体的伤害。
(2)本发明所制备的超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆具有更加优异的耐钢丝绒、耐黄变性能，使得PC/PMMA复合板材替代手机后盖金属外壳的市场迅速扩大。
(3)本发明所制备的超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆采用了自制的水性有机硅改性的丙烯酸酯，固化形成漆膜后，漆膜表面具有很高的水接触角，能保证漆膜具有很好的抗指纹效果。
(4)本发明所制备的超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆中加入助剂是为了消除素材淋涂过程中的油坑，提高生产商的良率；提高漆膜的滑爽度和易清洁性能。
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。
各实施例和对比例按照以下步骤，制备超耐钢丝绒耐黄变水性UV罩光清漆：
(1)向反应釜中加入水性丙烯酸树脂，加热搅拌6-8min，加热到55-60℃，加入水性助剂和附着力促进剂，将搅拌装置的转速调节至600～1000r/min，保持温度并搅拌3-5min；
(2)继续加热，待反应釜中的温度升到65-70℃，向反应釜中加入水性光引发剂、水性丙烯酸改性树脂，然后将搅拌装置的转速调节至1000～1500r/min，搅拌3-4min；保持温度和搅拌速率，缓慢加入水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌8-10min；
(3)待反应釜中的温度降到28-32℃，向反应釜中加入溶剂，搅拌均匀，检验出料。
实施例1-7的各组分如下表1所示：
表1
Figure BDA0002354459590000041
Figure BDA0002354459590000051
对比例1-4的各组分如下表2所示：
表2
Figure BDA0002354459590000052
实施例1-6和对比例1-4的性能测试按照以下方法测试：
(1)涂料外观：目测。
(2)漆膜外观：目测。
(3)通过UV固化机(上海易帕机电有限公司)测定罩光清漆的固化能量；
(5)附着力：根据国家标准GB/T 1720-89采用漆膜附着力测定仪
(6)根据GB/T 1723-1993测定罩光清漆的粘度(涂-2粘度计@25℃)；
(7)耐钢丝绒：使用BND-GHBL耐磨机，0000#钢丝绒，负重1.5kg，以40次/min40cm的行程测试耐磨性能。
耐黄变性能：采用DE-H400UA黄变测试仪测试其黄变值。
(8)根据GB/T 1733-1993，在100℃条件下测试20min，测试清漆的耐水性涂层外观，无开裂，无变色；
(9)根据GB/T 1735-2009，在81℃条件下保持24h测试罩光清漆的耐热性；
(10)根据GB/T 1771-2007测试罩光清漆的耐盐雾性，测试1000h及以上，PVD底漆外观无开裂、龟裂、分层等不良现象且百格要求为5级。
实施例1-7和对比例1-4所制备罩光清漆的性能测试如下表3、表4所示：
表3
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
涂料外观(透明性) 好 好 好 好 好 好
漆膜外观(油坑) 好 好 好 好 好 好
固化能量/mj·cm<sup>-2</sup> 680 660 680 690 680 670
粘度/cps 9.5 9.8 9.3 9.8 9.5 9.8
水接触角/° 92 102 90 103 96 108
附着力/B 5 5 5 5 5 5
耐水性/级 0 0 0 0 0 0
耐热性/级 0 0 0 0 0 0
耐钢丝绒(cycle) 2500 2500 2500 2650 2550 2700
黄变值Δb 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.3
表4
Figure BDA0002354459590000061
Figure BDA0002354459590000071
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 (8)

1.一种超耐钢丝绒耐黄变水性UV 罩光清漆，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：
水性丙烯酸树脂15-20 份
水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯25-30 份
水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂10-15 份
水性光引发剂1-5 份
水性助剂0.2-0.5 份
去离子水50-55 份
附着力促进剂1 份；
所述的水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯，按照以下制备方法制备：
将5g PEG-1000、12g PDMS、7.3g DBTDL、1.85g DMPA、85mL 丙酮加入到150mL 的三口烧瓶中，50℃下恒温回流搅拌30min，再加入6.2gIPDI，利用反滴定法滴定-NCO的剩余量，滴加1.05g DEA，滴定-NCO的剩余量为0，再滴加4.44gIPDI，滴定-NCO的剩余量为50%时，滴加2.32gHEA，反应至-NCO含量为0后，加入1.85g 三乙胺，反应进行10min 后结束，即得到水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯。
2.根据权利要求 1 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的水性丙烯酸树脂为水性聚氨酯丙烯酸树脂、水性标准双酚 A 环氧丙烯酸树脂或水性改性酚醛环氧丙烯酸树脂。
3.根据权利要求 1 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂是 PVDF-2850、CN9010或SR231。
4.根据权利要求 1 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的水性光引发剂为 MBF、TPO 或 PI-1173。
5.根据权利要求 1 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的水性助剂是芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、聚硅氧烷-聚醚共聚物、反应型有机硅流平剂或聚酯改性有机硅。
6.根据权利要求 5 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的水性助剂为 BYK162 或 BYK333。
7.根据权利要求 1 所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于：所述的附着力促进剂为沙多玛 CD-9051。
8.根据权利要求1所述的一种超耐钢丝绒耐黄变水性 UV 罩光清漆，其特征在于，按照以下步骤制备：
（1）向反应釜中加入水性丙烯酸树脂，加热搅拌 6-8min，加热到55-60℃，加入水性助剂和附着力促进剂，将搅拌装置的转速调节至 600～1000r/min， 保持温度并搅拌 3-5min；
（2）继续加热，待反应釜中的温度升到 65-70℃，向反应釜中加入水性光引发剂、水性有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯，然后将搅拌装置的转速调节至 1000～1500r/min， 搅拌 3-4min；保持温度和搅拌速率，缓慢加入水性丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌 8-10min；
（3）待反应釜中的温度降到 28-32℃，向反应釜中加入去离子水，搅拌均匀，检验出料。
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