CN111154384A - 一种led铅笔沾头漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED铅笔沾头漆及其制备方法，涉及油漆涂料技术领域，解决了沾头漆在固化时容易产生氧阻聚引起的表面干燥差、厚涂时深层固化不良的问题。一种LED铅笔沾头漆，包括如下重量份数的组分：双酚A环氧丙烯酸树脂50‑70份；聚酯丙烯酸树脂18‑30份；消泡剂0.3‑0.7份；丙烯酸酯单体9‑12份；光引发剂1.5‑2.5份；胺助引发剂2‑4份；增稠剂1.2‑1.6份。本发明中的LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。
Description
技术领域
本发明涉及油漆涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种LED铅笔沾头漆及其制备方法。
背景技术
传统的UV铅笔沾头漆采用高压汞灯进行固化，汞灯使用时会产生臭氧，在不久的将来高压汞灯的使用也会受到相关法律限制，而LED灯不产生臭氧，且较汞灯能耗更低，使用方便、发热量更低。现有技术的UV涂料采用高压汞灯固化，固化设备发热量大，能耗高，因此LED铅笔沾头漆优势明显，前景广阔。
目前铅笔沾头漆主要是以常规汞灯固化UV漆为主，沾头漆上层的色漆为溶剂型硝基漆，因环保压力，对VOCs的排放加收环保费，各铅笔工厂涂料工艺改革势在必行，硝基色漆的使用限制越来越大一，因此有部分厂家采用传统UV漆汞灯固化后上层色漆采用水性漆的工艺来提高油漆产品的环保性，但常规UV漆因固化后表面张力低，交联度高，上层水性漆在UV漆上附着力差以及水性色漆对UV沾头漆的润湿一直是个难题。
在公开号为CN107474636A的中国发明专利申请文件中公开了一种环保硝基铅笔沾头漆及其制备方法，该硝基漆由以下质量份的各组分制备得到：硝化棉60～70份；硝基色浆10～20份；乌桕油改性醇酸树脂10～20份；丙烯酸树脂1～5份；柠檬酸单双甘油酯1～5份；溶剂：乌桕油改性醇酸树脂质量用量的10～15％；助剂：硝化棉质量用量的5～15％。
上述申请文件中通过缩短硝基漆固化时间，控制硝化纤维素和无苯醇酸树脂的使用量，最终在不增加成本的基础上使得硝基漆涂料具有良好的技术性能，但其在固化时容易产生氧阻聚引起的表面干燥差、厚涂时深层固化不良的问题，导致其整体的应用效果不佳，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种LED铅笔沾头漆，以解决上述技术问题，其在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种LED铅笔沾头漆，包括如下重量份数的组分：
双酚A环氧丙烯酸树脂50-70份；
聚酯丙烯酸树脂18-30份；
消泡剂0.3-0.7份；
丙烯酸酯单体9-12份；
光引发剂1.5-2.5份；
胺助引发剂2-4份；
增稠剂1.2-1.6份。
通过采用上述技术方案，双酚A环氧丙烯酸树脂是以双酚A型环氧树脂和丙烯酸为单体合成而得，具有固化速度快、深层固化性好、硬度高、附着力好、无苯等特点，且与其他各组分原料之间具有良好的相容性和结合性。聚酯丙烯酸树脂具有连续的碳氢链结构，成膜性能好，有良好的光泽、韧性、抗潮湿，可辅助提高LED铅笔沾头漆的柔韧性、漆膜强度和附着力。丙烯酸酯单体起到调节配方粘度、调整漆膜硬度及帮助提高对涂料对基材润湿性的功能。光引发剂在紫外线波长395nm处有强吸收，且对解决氧阻聚影响具有明显的效果。胺助引发剂用于降低LED固化过程中的氧阻聚效果，提高LED沾头漆的表干性。
同时，聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体和光引发剂、胺助引发剂之间能够起到良好的协同配合作用，当LED铅笔沾头漆将铅笔进行沾涂施工后可立即采用395nm波长LED固化灯照射3-5秒即可固化，深层固化性能优，且干膜表面无粘手现象，与下步工序的水性沾头色漆附着力好，润湿性好。LED沾头漆使用期间不产生VOC及臭氧，干膜附着力好，硬度较好，厚涂不开裂，且使LED固化较传统高压汞灯节能70％以上，灯源寿命更长(为传统汞灯5倍以上)，且不需预热，即开即用，是绿色、环保的涂装方式，可满足节能、提高效率、保护环境、降低生产成本的要求。
进一步优选为，，所述LED铅笔沾头漆的组分中还加入有重量份数为2-3份的功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯混合而得，且异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯的重量份数比为1：(3-5)。
通过采用上述技术方案，酸四丁酯不仅可以提高LED铅笔沾头漆的耐高温性能，还能够对涂覆基材起到一定的表面修饰作用，使LED铅笔沾头漆的附着力大大提高；异辛基三乙氧基硅烷中的烷氧基会水解缩合形成网状的膜结构，促进交联，并能生成一定量的氢键，有利于结合力的提升；同时，异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯组成功能助剂使用时，相互之间能够起到良好的复配增效作用，使LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂，整体性能大大提高。
进一步优选为，所述丙烯酸酯单体选用甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯和二缩二醇二丙烯酸酯中的任意一种。
通过采用上述技术方案，甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯和二缩二醇二丙烯酸酯均能够调节LED铅笔沾头漆粘度、调整漆膜硬度及帮助提高LED铅笔沾头漆的基材润湿性的功能，整体应用效果稳定且优异。
进一步优选为，所述消泡剂选用消泡剂BYK055、消泡剂BYK141和消泡剂TEGO920中的任意一种或多种混合物。
通过采用上述技术方案，由于搅拌，使空气容易进入LED铅笔沾头漆的内部形成微小气泡，当LED铅笔沾头漆在固化过程中，其内部的微小起泡容易发生迁移并聚合在一起形成较大的气泡，而消泡剂BYK055、消泡剂BYK141和消泡剂TEGO920均能够起到良好的消泡和脱泡的作用，可使LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂，整体性能大大提高，整体性能稳定。
进一步优选为，所述光引发剂选用光引发剂TPO、光引发剂819和光引发剂184中的任意一种或多种混合物。
通过采用上述技术方案，光引发剂TPO、光引发剂819和光引发剂184在紫外线波长395nm处有强吸收，在吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物，对解决氧阻聚影响具有明显的效果，并使LED铅笔沾头漆更加快速、环保、节能。
进一步优选为，所述增稠剂选用羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的任意一种或多种混合物。
通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠均为良好的增稠剂，整体耐温性能好，其能够使LED铅笔沾头漆保持均匀的稳定的分散体系，进而保证LED铅笔沾头漆不仅具有较长的存储周期，还在使用后能够形成均匀稳定的涂膜。
进一步优选为，所述胺助引发剂选用反应性胺助引发剂LRP113。
通过采用上述技术方案，反应性胺助引发剂LRP113具有表面固化速度快，色数低稳定性好的特点，且能够降低LED固化过程中的氧阻聚效果，大大提高LED沾头漆的表干性，使LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。
本发明的目的二在于提供一种LED铅笔沾头漆的制备方法，采用该方法制备的LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：
步骤一，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂、丙烯酸酯单体、光引发剂、胺助引发剂和增稠剂加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1200-1400r/min搅拌25-30min，得到混料；
步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为20～30μm，然后在搅拌缸中转速调整到500-600r/min，搅拌5-10min，得到LED铅笔沾头漆；
步骤三，将LED铅笔沾头漆进行充氮气真空灌装，入库温度为18-25℃，相对湿度为60-70％，存储备用。
通过采用上述技术方案，上述工艺能够将各组分原料充分混合，并能够使聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体、光引发剂、胺助引发剂之间能够起到良好的复配增效作用，使LED铅笔沾头漆在在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。同时，该生产工艺操作简单方便，不易产生较大的污染，具有良好的环保性、较高的生产效率，并也降低了生产能耗，最重要的是本发明解决了铅笔点头漆生产过程中环保问题的同时能满足最新的环保标准。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体和光引发剂、胺助引发剂之间能够起到良好的协同配合作用，当LED铅笔沾头漆将铅笔进行沾涂施工后可立即采用395nm波长LED固化灯照射3-5秒即可固化，深层固化性能优，且干膜表面无粘手现象，与下步工序的水性沾头色漆附着力好，润湿性好。LED沾头漆使用期间不产生VOC及臭氧，干膜附着力好，硬度较好，厚涂不开裂，且使LED固化较传统高压汞灯节能70％以上，灯源寿命更长(为传统汞灯5倍以上)，且不需预热，即开即用，是绿色、环保的涂装方式，可满足节能、提高效率、保护环境、降低生产成本的要求；
(2)加入由辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯组成功能助剂，并使辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯之间能够起到良好的复配增效作用，使LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂，整体性能大大提高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种LED铅笔沾头漆，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料；
步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为25μm，然后在搅拌缸中转速调整到550r/min，搅拌7.5min，得到LED铅笔沾头漆；
步骤三，将LED铅笔沾头漆进行充氮气真空灌装，入库温度为21.5℃，相对湿度为65％，存储备用。
实施例2-5：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-5中各组分及其重量份数
实施例6：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的甲基丙烯酸羟乙酯等质量替换为己二醇二丙烯酸酯。
实施例7：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的甲基丙烯酸羟乙酯等质量替换为己二缩二醇二丙烯酸酯。
实施例8：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的消泡剂BYK055等质量替换为消泡剂BYK141。
实施例9：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的消泡剂BYK055等质量替换为消泡剂TEGO920。
实施例10：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的光引发剂TPO等质量替换为光引发剂819。
实施例11：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的光引发剂TPO等质量替换为光引发剂184。
实施例12：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的羧甲基纤维素等质量替换为聚丙烯酸钠。
实施例13：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一中的羧甲基纤维素等质量替换为羧甲基纤维素钠。
实施例14：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113、羧甲基纤维素和2.5份的功能助剂加入搅拌缸中，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯按重量份数比为1：4混合而得，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
实施例15：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113、羧甲基纤维素和3份的功能助剂加入搅拌缸中，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯按重量份数比为1：3混合而得，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
实施例16：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113、羧甲基纤维素和2份的功能助剂加入搅拌缸中，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯按重量份数比为1：5混合而得，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
实施例17：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1200r/min搅拌30min，得到混料；
步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为20μm，然后在搅拌缸中转速调整到500r/min，搅拌10min，得到LED铅笔沾头漆；
步骤三，将LED铅笔沾头漆进行充氮气真空灌装，入库温度为25℃，相对湿度为70％，存储备用。
实施例18：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
步骤一，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1400r/min搅拌25min，得到混料；
步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为30μm，然后在搅拌缸中转速调整到600r/min，搅拌5min，得到LED铅笔沾头漆；
步骤三，将LED铅笔沾头漆进行充氮气真空灌装，入库温度为18℃，相对湿度为60％，存储备用。
对比例1：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
对比例2：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
对比例3：一种LED铅笔沾头漆，与实施例1的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113和羧甲基纤维素加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
对比例4：一种LED铅笔沾头漆，与实施例14的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113、羧甲基纤维素和2.5份的功能助剂加入搅拌缸中，功能助剂为异辛基三乙氧基硅烷，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
对比例5：一种LED铅笔沾头漆，与实施例14的不同之处在于，步骤一具体设置为，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂BYK055、甲基丙烯酸羟乙酯、光引发剂TPO、反应性胺助引发剂LRP113、羧甲基纤维素和2.5份的功能助剂加入搅拌缸中，功能助剂为钛酸四丁酯，充分搅拌混合，以1300r/min搅拌27.5min，得到混料。
性能测试
试验样品：采用实施例1-18中获得的LED铅笔沾头漆作为试验样品1-18，采用对比例1-5中获得的LED铅笔沾头漆作为对照样品1-5。
试验方法：根据现行国家标准对试验样品1-18和对照样品1-5中的LED铅笔沾头漆进行检测，检测其25℃粘度/旋转粘度计、固化性能(表干)、固化性能(实干)、与基材附着力、沾头漆上浸涂水性漆的润湿性、漆膜硬度、储存稳定性、铅笔LED漆沾头后冷热循环和厚涂开裂性，并分别记录在表2和表3中。
试验结果：实施例1-18的测试结果如表2所示，对比例1-5的测试结果如表3所示。由表2和表3可知，由实施例1-5和对比例1-3的测试结果对比可得，酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体和光引发剂、胺助引发剂之间能够起到良好的协同配合作用，能够使铅笔LED漆沾头的附着力和润湿性，且厚涂不易开裂。由实施例1和对比例4-5的测试结果对比，以及由实施例14-16和实施例1的测试结果对比可得，加入由辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯组成功能助剂，并使辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯之间能够起到良好的复配增效作用，使LED铅笔沾头漆在LED固化过程中不易产生氧阻聚现象，且漆膜表干过好、附着力强、硬度较好、厚涂不开裂。
表2实施例1-18的测试结果
表3对比例1-7的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种LED铅笔沾头漆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
双酚A环氧丙烯酸树脂 50-70份；
聚酯丙烯酸树脂 18-30份；
消泡剂 0.3-0.7份；
丙烯酸酯单体 9-12份；
光引发剂 1.5-2.5份；
胺助引发剂 2-4份；
增稠剂 1.2-1.6份。
2.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述LED铅笔沾头漆的组分中还加入有重量份数为2-3份的功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯混合而得，且异辛基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯的重量份数比为1：（3-5）。
3.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选用甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯和二缩二醇二丙烯酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述消泡剂选用消泡剂BYK055、消泡剂BYK141和消泡剂TEGO920中的任意一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述光引发剂选用光引发剂TPO、光引发剂819和光引发剂184中的任意一种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述增稠剂选用羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的任意一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的LED铅笔沾头漆，其特征在于，所述胺助引发剂选用反应性胺助引发剂LRP113。
8.一种如权利要求1所述的LED铅笔沾头漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将相应重量份数的双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、消泡剂、丙烯酸酯单体、光引发剂、胺助引发剂和增稠剂加入搅拌缸中，充分搅拌混合，以1200-1400r/min搅拌25-30min，得到混料；
步骤二，将混料在砂磨机中进行砂磨，使得到的基料细度为20～30μm，然后在搅拌缸中转速调整到500-600r/min，搅拌5-10min，得到LED铅笔沾头漆；
步骤三，将LED铅笔沾头漆进行充氮气真空灌装，入库温度为18-25℃，相对湿度为60-70%，存储备用。
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