CN111286263A - 一种附着力强紫外固化磁辊涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涂料，特别涉及一种附着力强紫外固化磁辊涂料及其制备方法。该涂料按重量份计，由下述原料组成：聚氨酯丙烯酸酯15‑35份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.01‑10份、光引发剂1‑8份、导电炭黑10‑20份、氧化锡8‑18份、聚硅氧烷0.4‑1份、流平剂0.2‑1份、壳聚糖0.1‑1.5份、玻璃微珠0.2‑2.5份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯0.5‑5份、改性聚脲的N‑甲基吡咯烷酮BYK‑410 0.01‑0.4份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5‑5份。本发明涂料具有对磁辊基材附着力强、柔韧性佳、可导电、耐磨和紫外固化快的特点。

Description

一种附着力强紫外固化磁辊涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种附着力强紫外固化磁辊涂料及其制备方法。

背景技术

目前磁辊是铝制套管内有磁芯，套管外先喷胶，然后喷粉，然后经炉烤，做成套管表面。现在出现两种新方案，一是铝制套管不做喷胶喷粉处理，直接用化学药剂对铝制套管表面进行腐蚀，以获得粗糙均匀的磁辊非光滑表面，这种方法因为环保问题采用的比较少；二是直接喷粉，相当于粉和胶制成一体，一次喷涂成功，而且无需炉烤，改用紫外线照射固化，获得满足导电、表面粗糙度及耐磨紫外固化性能满足要求的产品，这样一方面节能，一方面大幅提高了工作效率。

但是紫外固化涂料在固化时收缩率大，尤其在用到高官能度的聚氨酯丙烯酸酯时，一方面改善涂膜的耐磨性，但同时因交联密度越高，收缩率越大，导致紫外固化涂料对金属层产生附着力更小。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种附着力强紫外固化磁辊涂料。同时，本发明还提供一种附着力强紫外固化磁辊涂料的制备方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，按重量份计，由下述原料组成：聚氨酯丙烯酸酯15-35份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.01-10份、光引发剂1-8份、导电炭黑10-20份、氧化锡8-18份、聚硅氧烷0.4-1份、流平剂0.2-1份、壳聚糖0.1-1.5份、玻璃微珠0.2-2.5份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯0.5-5份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.01-0.4份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-5份。

所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料作为优选，按重量份计，由下述原料组成：聚氨酯丙烯酸酯20-30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.1-8份、光引发剂2-6份、导电炭黑12-18份、氧化锡12-16份、聚硅氧烷0.6-0.8份、流平剂0.4-0.8份、壳聚糖0.25-1.2份、玻璃微珠0.5-2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯1-3份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.05-0.3份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物1-4份。

所述聚氨酯丙烯酸酯官能度≥3。

所述光引发剂为1- 羟基 - 环己基 - 苯基甲酮、安息香二甲醚、 2- 羟基 -2-甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮中的一 种或多种。

所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷流平剂或聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂中的一种或多种。

所述壳聚糖的脱乙酰度≥80%，分子量为50-200KDa。

所述乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯含量为12%～24%。

所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料的制备方法为：

1）称取上述重量份的聚氨酯丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和光引发剂并混合，以800-2000rpm的转速下搅拌10-30min备用。

2）称取上述重量份的壳聚糖、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物并在800-1200rpm转速下混合10-30min，再加入上述重量份的导电炭黑、氧化锡、聚硅氧烷、流平剂、玻璃微珠、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410，在800-1200rpm转速下混合10-30min得到混合物。

3）将步骤1）-2）制得的混合物在800-1200rpm转速下混合10-30min，然后调整转速至2000-3000rpm分散10-20min即得。

与现有技术相比，本发明具有以下突出优点和有益效果：

1）随着壳聚糖分子量增加，其对金属的附着力越高，但同时壳聚糖与膜材的相容性降低，会导致涂膜表面的粗糙度不均匀。随着壳聚糖分子量的减小，壳聚糖与膜材的相容性增加，但成膜的抗拉强度降低。本发明通过添加脱乙酰度≥80%，分子量为50-200KDa的壳聚糖，利用其分子中的氨基、羟基与金属离子形成稳定的螯合物，不仅提升涂膜对金属基材的附着力同时不会影响成膜性。

2）羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯含有磷氧键，不仅与膜材有较好的相容性，而且磷酸酯可以与金属表面键合，进而提升涂膜对金属基材的附着力。

3）通过添加醋酸乙烯含量为12%～24%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物，从而提高膜材的柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和涂膜对金属的附着力。

具体实施方式

为了使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不限制发明的范围。

实施例1

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为5）25份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份、安息香二甲醚5份、导电炭黑15份、氧化锡14份、聚硅氧烷0.7份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.6份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为50KDa）0. 5份、玻璃微珠1.2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.15份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）2.5份。

上述涂料制备方法如下：

1）称取上述重量份的聚氨酯丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和光引发剂并混合，以1500rpm的转速下搅拌20min备用。

2）称取上述重量份的壳聚糖、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物并在1000rpm转速下混合20min，再加入上述重量份的导电炭黑、氧化锡、聚硅氧烷、流平剂、玻璃微珠、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410，在1000rpm转速下混合20min得到混合物。

3）将步骤1）-2）制得的混合物在1000rpm转速下混合20min，然后调整转速至2500rpm分散15min即得。

实施例2

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为3）20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯8份、1- 羟基 - 环己基- 苯基甲酮2份、导电炭黑18份、氧化锡12份、聚硅氧烷0.8份、烷基改性有机硅氧烷流平剂0.4份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为100KDa）1.2份、玻璃微珠0.5份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯3份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.05份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）4份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

实施例3

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为4）30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.1份、2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1- 丙酮6份、导电炭黑12份、氧化锡16份、聚硅氧烷0.6份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.8份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为150KDa）0.25份、玻璃微珠2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯1份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.3份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）1份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

实施例4

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为6）15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、2- 羟基 -2- 甲基-1- 苯基 -1- 丙酮1份、导电炭黑20份、氧化锡8份、聚硅氧烷1份、烷基改性有机硅氧烷流平剂0.2份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为50KDa）1.5份、玻璃微珠0.2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯5份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.01份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）5份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

实施例5

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为7）35份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.01份、1- 羟基 - 环己基 - 苯基甲酮8份、导电炭黑10份、氧化锡18份、聚硅氧烷0.4份、流平剂1份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为200KDa）0.1份、玻璃微珠2.5份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯0.5份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 -0.4份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）0.5份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

对比例1

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为3）25份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份、安息香二甲醚5份、导电炭黑15份、氧化锡14份、聚硅氧烷0.7份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.6份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为300KDa）0. 5份、玻璃微珠1.2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.15份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）2.5份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

对比例2

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为3）25份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份、安息香二甲醚5份、导电炭黑15份、氧化锡14份、聚硅氧烷0.7份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.6份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为20KDa）0. 5份、玻璃微珠1.2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.15份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）2.5份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

对比例3

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为3）25份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份、安息香二甲醚5份、导电炭黑15份、氧化锡14份、聚硅氧烷0.7份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.6份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为100KDa）0. 5份、玻璃微珠1.2份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.15份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯含量为12%～24%）2.5份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

对比例4

聚氨酯丙烯酸酯（官能度为3）25份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4份、安息香二甲醚5份、导电炭黑15份、氧化锡14份、聚硅氧烷0.7份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂0.6份、壳聚糖（脱乙酰度≥80%，分子量为100KDa）0. 5份、玻璃微珠1.2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯2份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.15份。

上述涂料的制备方法同实施例1。

试验例1

分别将实施例1~5、对比例1~4制得的涂料涂布在磁选机磁辊基材上，在1000w紫外灯的照射下固化成膜，涂层厚度保持一致。分别采用GB/T9286《色漆和清漆-漆膜的划格试验》、GB/T 1768《漆膜耐磨性测定法》和GB/T 6742《色漆和清漆弯曲试验（圆柱轴）》的测定方法对涂层的附着力、耐磨性和柔韧性进行测定，结果如下表所示。

表1 对涂层附着力强性、硬度和抗拉伸强度测定结果

表1结果显示，相比较于对比例1-4，实施例1-5所制得的涂层在附着力、耐磨性和柔韧性上有显著增加。表明本发明所得涂层不仅具有优异的耐磨性和柔韧性，尤其对金属基材的附着力显著增强，提高磁辊的使用性能。

Claims (8)

1.一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：按重量份计，由下述原料组成：聚氨酯丙烯酸酯15-35份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.01-10份、光引发剂1-8份、导电炭黑10-20份、氧化锡8-18份、聚硅氧烷0.4-1份、流平剂0.2-1份、壳聚糖0.1-1.5份、玻璃微珠0.2-2.5份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯0.5-5份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.01-0.4份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-5份。

2.根据权利要求1所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：按重量份计，由下述原料组成：聚氨酯丙烯酸酯20-30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.1-8份、光引发剂2-6份、导电炭黑12-18份、氧化锡12-16份、聚硅氧烷0.6-0.8份、流平剂0.4-0.8份、壳聚糖0.25-1.2份、玻璃微珠0.5-2份、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯1-3份、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410 0.05-0.3份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物1-4份。

3.根据权利要求1或2所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯官能度≥3。

4.根据权利要求1或2所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：所述光引发剂为1- 羟基 - 环己基 - 苯基甲酮、安息香二甲醚、 2- 羟基 -2- 甲基 -1- 苯基 -1-丙酮中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷流平剂或聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：所述壳聚糖的脱乙酰度≥80%，分子量为50-200KDa。

7.根据权利要求1或2所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于：所述乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯含量为12%～24%。

8.根据权利要求1-7所述的一种附着力强紫外固化磁辊涂料，其特征在于通过以下步骤制备：

1）称取上述重量份的聚氨酯丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和光引发剂并混合，以800-2000rpm的转速下搅拌10-30min备用；

2）称取上述重量份的壳聚糖、羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物并在800-1200rpm转速下混合10-30min，再加入上述重量份的导电炭黑、氧化锡、聚硅氧烷、流平剂、玻璃微珠、改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮BYK-410，在800-1200rpm转速下混合10-30min得到混合物；

3）将步骤1）-2）制得的混合物在800-1200rpm转速下混合10-30min，然后调整转速至2000-3000rpm分散10-20min即得。