CN111607316A - 一种uv涂料配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UV涂料配方及其制备方法，其UV涂料配方，包括成膜物质、着色剂与添加剂，所述成膜物质由光固化树脂与光引发剂构成，所述光固化树脂包括不饱和聚酯、丙烯酸酯化的聚丙烯酸酯、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚酯丙烯酸树脂中任一但不唯一树脂类型，其UV涂料配方的制备方法，包括以下步骤，S1，将光引发剂、添加剂、其他助剂加入溶有光固化树脂的反应瓶中,升温搅拌使其充分混合。本发明通过黏度分析、通过相溶性对透明度的影响和机械能性实现不同配合，进而搭配出不同的性能涂料，适用于不同的性能需求场所，提高UV涂料的可扩展性。

Description

一种UV涂料配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及UV涂料技术领域，尤其涉及一种UV涂料配方及其制备方法。
背景技术
紫外光固化涂料以高能量的紫外光为涂料固化的能源，通过光引发剂吸收紫外光，产生活性自由基，进而引发可光固化的树脂发生一系列聚合反应，使涂膜固化。其固化速度快、能量利用率高、节省能源、涂料100％反应成膜、无溶剂挥发污染，是新一代环保型涂料。它具有高强度、高硬度、高耐磨性、高光泽、高耐溶剂性等性能，在许多表面涂装领域得到应用。
但是现有的UV涂料针对的都是独立使用场景，很多时候影响UV涂料的品质因素有，温度、结晶组成物、无定型组分类型和结晶混合物超过25％能导致粉碎问题，但是在配合过程中忽略配方中的不同要求性能，使涂料性能打折扣。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种UV涂料配方及其制备方法。
本发明提出的一种UV涂料配方，包括成膜物质、着色剂与添加剂，所述成膜物质由光固化树脂与光引发剂构成，所述光固化树脂包括不饱和聚酯、丙烯酸酯化的聚丙烯酸酯、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚酯丙烯酸树脂中任一但不唯一树脂类型，所述光引发剂包括氢接受型光引发剂、BAPO光引发剂和胺烷基苯酮光引发剂中任一但不唯一引发剂类型，所述着色剂包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、云母、陶土、硅藻土、苯甲酸、低相对分子质量尼龙中任一但不唯一着色剂类型，所述添加剂包括流平剂、边角覆盖力改性剂、消泡剂、消光剂、紫外光吸收剂、涂膜增光剂、粉末构散剂和固化促进剂中任一但不唯一添加剂类型。
优选地，所述不饱和聚酯包括不饱和聚丙烯酸酯、不饱和聚酯和丙烯酸酯的混合物、甲基丙烯酸酯改性聚酯、丙烯酸酯接枝的聚酯和特别设计的固体环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯醚类、聚氨酯共混聚合物中任一但不唯一聚酯类型，
优选地，所述环氧丙烯酸树脂包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯、马来酸(酐)和官能化丙烯酸酯，
优选地，所述环氧树脂包括水甘油醚(或酯)类环氧和脂肪族环氧中任一但不唯一类型，
优选地，所述环氧丙烯酸树脂由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而得。
优选地，所述氢接受型光引发剂包括Irgacure184和2959(CIBA)，所述BAPO光引发剂包括Irgacure819或1800。
一种UV涂料配方的制备方法，其特征在于UV涂料配方的制备方法是按照以下步骤进行的：
S1：将光引发剂、添加剂、其他助剂加入溶有光固化树脂的反应瓶中,升温搅拌使其充分混合；
S2：采用熔融混合法将粉末涂料挤出，用静电喷枪喷涂于物件表面，涂层厚度为50-90μm，粉末涂层使用中波红外光源结合烘箱加热，熔融流平温度为90-110℃；
S3：融化流平后的膜层用两个1600W/cm的汞灯，以3m/min的速度使之固化。
S4：需要对涂料和固化涂层进行性能采样测试，包括黏度、固化速率、附着力、光泽、耐磨性、柔韧性、耐冲击性和耐老化性。
本发明中的有益效果为：
1.本UV涂料配方通过黏度分析调整不同配合，混合体系中结晶UA树脂越多，体系黏度则越低；无定型与结晶之间越不相溶，混合体黏度越高，因而为调节产品黏度，通常会采用两种不同黏度有结晶聚酯搭配使用来达到合适的黏度；
2.本UV涂料配方通过相溶性对透明度的影响实现不同配合，不同的结晶聚酯其所制成的透明粉末涂料透明度是不一样的，降低结晶树脂的结晶度，可以减少透明粉末涂料的不相容性；
3.本UV涂料配方通过机械能性达到不同配合，无定型与结晶型聚氨酯丙烯酸树脂单独作用树脂使用性能是不足的，为弥补单独使用的不足，通过使用不同性能的结晶聚酯将有效弥补或改善单一结晶树脂在产品性能上的不足，有效提高产品机械综合性能指数。
附图说明
图1为本发明提出的一种UV涂料配方的配方表格图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种UV涂料配方，包括成膜物质、着色剂与添加剂，所述成膜物质由光固化树脂与光引发剂构成，所述光固化树脂包括不饱和聚酯、丙烯酸酯化的聚丙烯酸酯、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚酯丙烯酸树脂中任一但不唯一树脂类型，所述光引发剂包括氢接受型光引发剂、BAPO光引发剂和胺烷基苯酮光引发剂中任一但不唯一引发剂类型，所述着色剂包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、云母、陶土、硅藻土、苯甲酸、低相对分子质量尼龙中任一但不唯一着色剂类型，所述添加剂包括流平剂、边角覆盖力改性剂、消泡剂、消光剂、紫外光吸收剂、涂膜增光剂、粉末构散剂和固化促进剂中任一但不唯一添加剂类型。
不饱和聚酯包括不饱和聚丙烯酸酯、不饱和聚酯和丙烯酸酯的混合物、甲基丙烯酸酯改性聚酯、丙烯酸酯接枝的聚酯和特别设计的固体环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯醚类、聚氨酯共混聚合物中任一但不唯一聚酯类型，环氧丙烯酸树脂包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯、马来酸(酐)和官能化丙烯酸酯，环氧树脂包括水甘油醚(或酯)类环氧和脂肪族环氧中任一但不唯一类型，环氧丙烯酸树脂由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而得。氢接受型光引发剂包括Irgacure184和2959(CIBA)，所述BAPO光引发剂包括Irgacure819或1800。
一种UV涂料制备方法，包括以下四种常见实施例：
实施例1
聚酯丙烯酸树脂体系
聚酯丙烯酸UV固化体系，采用常温下为固体、结晶性的聚酯丙烯酸为主体树脂，通过紫外光引发树脂上的丙烯酸自由基聚合反应而固化。例如，用环己基二甲醇与己二酸进行缩聚反应，己二酸过量以获得两端带羧基的聚酯。然后再利用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)上的环氧基与端羧基聚酯的羧基反应，形成聚酯丙烯酸酯，UVECOAT9104、UVECOATBDK为添加剂，UVECOAT9010、UVECOAT9029为结晶树脂；
粉末涂料的制备采用熔融混合法，熔融挤出温度为65-85℃，用静电喷枪喷涂于物件表面，涂层厚度为50-90μm。粉末涂层使用中波红外光源结合烘箱加热，熔融流平温度为90-110℃。融化流平后的膜层用两个1600W/cm的汞灯，以3m/min的速度使之固化。
实施例2
不饱和聚酯/乙烯基醚体系
乙烯基醚与富马酸不饱和聚酯配制光-热双重固化的粉末涂料。自由基光引发剂采用TPO、Irgacure184等；自由基热引发剂采用过氧化物，粉末通过摩擦喷枪静电喷涂于基材表面，涂层由IR加热30秒，可以完全熔融流平，随后在UV照射下5s内固化成膜。
实施例3
低光泽UV固化粉末涂料
UV固化涂料，加到挤出机中，在82℃熔融温度下挤出空气冷却，破碎成碎片，然后加入氧化铝C6 0.2％加到研磨机中粉碎成粉末过150目筛，用一把电晕放电喷枪UV固化粉末喷涂到预热底材上，接着将底材放回到对流烘箱中熔化涂覆的粉末，熔化的涂料再在94℃烘烤5min流平成连续光滑熔融的涂膜，此刻表面温度达到83-88℃。然后使板以20英尺/min的速度通过内置600WV-灯(400-420nm)的固化箱照射1s使涂层辐射固化。
实施例4
聚氨酯丙烯酸体系
聚互丙烯酸体系由无定型聚氨酯丙烯酸树脂、结晶聚氨酯丙烯酸树脂组成，采用聚氨酯丙烯酸树脂与聚酯丙烯酸树脂体系、不饱和聚酯/乙烯基醚体系的配方结构是相似的，也是由光固化树脂、光引发剂、颜料、添加剂等组成。UV100：UV500比例为85：15；配料在干燥条件下进行预混，然后在桶壁约70℃温度或约90℃熔融物温度、转速250rpm下挤出，冷却的挤出物然后进行粉碎，其后过筛使用平均粒径在100μm以下，采用合适的材料，使用中波红外线115℃熔融约10s，然后辐射强度约300mJ/cm2(250—445nm，汞蒸气灯)下辐射固化。
对涂料和固化涂层进行性能采样测试具体步骤如下：
1.黏度：在25℃，用旋转黏度计测量。
2.固化速率：用临界固化速率表示，临界固化速率定义为：使漆膜表面达到完全固化时传送带的较大允许速度。
3.附着力：将涂层切割成1mm×1mm方格，用600#胶带测试。
4.光泽：用光泽度计测定涂膜60°时的光泽，取平均值。
5.耐磨性：在一定负载下经规定的磨转次数后，以漆膜的失重量(mg)表示。
6.硬度：用标准铅笔测试涂膜硬度。
7.柔韧性：测试涂膜在弯曲后不断裂的较小弯曲直径。
8.耐冲击性：用落球式涂膜冲击试验仪测试漆膜的耐冲击性。
9.耐老化性：将涂料喷涂于金属铝板上，在一支UV灯下强光照射至完全固化后，放入QUV耐候测试仪中，经过一段时间之后，检测涂膜的失光情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种UV涂料配方，包括成膜物质、着色剂与添加剂，其特征在于，所述成膜物质由光固化树脂与光引发剂构成，所述光固化树脂包括不饱和聚酯、丙烯酸酯化的聚丙烯酸酯、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯和超支化聚酯丙烯酸树脂中任一但不唯一树脂类型，所述光引发剂包括氢接受型光引发剂、BAPO光引发剂和胺烷基苯酮光引发剂中任一但不唯一引发剂类型，所述着色剂包括碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、云母、陶土、硅藻土、苯甲酸、低相对分子质量尼龙中任一但不唯一着色剂类型，所述添加剂包括流平剂、边角覆盖力改性剂、消泡剂、消光剂、紫外光吸收剂、涂膜增光剂、粉末构散剂和固化促进剂中任一但不唯一添加剂类型。
2.根据权利要求1所述的一种UV涂料配方，其特征在于，所述不饱和聚酯包括不饱和聚丙烯酸酯、不饱和聚酯和丙烯酸酯的混合物、甲基丙烯酸酯改性聚酯、丙烯酸酯接枝的聚酯和特别设计的固体环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯醚类、聚氨酯共混聚合物中任一但不唯一聚酯类型。
3.根据权利要求1所述的一种UV涂料配方，其特征在于，所述环氧丙烯酸树脂包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯、马来酸(酐)和官能化丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种UV涂料配方，其特征在于，所述环氧树脂包括水甘油醚(或酯)类环氧和脂肪族环氧中任一但不唯一类型。
5.根据权利要求1所述的一种UV涂料配方，其特征在于，所述环氧丙烯酸树脂由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸酯化而得。
6.根据权利要求1所述的一种UV涂料配方，其特征在于，在透明粉末涂料，选用氢接受型光引发剂，所述氢接受型光引发剂包括Irgacure184和2959(CIBA)，在重着色粉末涂料固化，所述BAPO光引发剂包括Irgacure819或1800，优选采用BAPO光引发剂与胺烷基苯酮光引发剂混合使用。
7.如权利要求1所述的一种UV涂料配方的制备方法，其特征在于UV涂料配方的制备方法是按照以下步骤进行的：
S1：将光引发剂、添加剂、其他助剂加入溶有光固化树脂的反应瓶中,升温搅拌使其充分混合；
S2：采用熔融混合法将粉末涂料挤出，用静电喷枪喷涂于物件表面，涂层厚度为50-90μm，粉末涂层使用中波红外光源结合烘箱加热，熔融流平温度为90-110℃；
S3：融化流平后的膜层用两个1600W/cm的汞灯，以3m/min的速度使之固化。
S4：需要对涂料和固化涂层进行性能采样测试，包括黏度、固化速率、附着力、光泽、耐磨性、柔韧性、耐冲击性和耐老化性。
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