CN112322177A - 一种uv彩色透明漆及其制备和涂装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体公开一种UV彩色透明漆及其制备和涂装方法。所述UV彩色透明漆，包括以下质量百分比的组分：硅氧烷UV树脂20～30％，聚氨酯丙烯酸树脂10～15％，UV单体4～10％，阳离子聚合光引发剂1～3％，自由基聚合光引发剂0.5～2％，流平剂0.1～0.5％和溶剂50～55％；所述硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂。本发明提供的UV彩色透明漆膜硬度适中，兼具良好的韧性和硬度，应用其进行涂装的产品具有优异的耐水、耐候、耐腐蚀、稳定性和光泽度，尤其适用于金属铝合金表面，并能满足喷涂工艺要求，具有优良的施工性能和重要的推广应用价值。

Description

一种UV彩色透明漆及其制备和涂装方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种UV彩色透明漆及其制备和涂装方法。
背景技术
卡巴轮是指车辆的车轮毂，其多为铝合金材质。车轮在使用过程中铝金属在自然环境下会发生氧化生成氧化铝，生成的氧化铝层会阻止腐蚀进一步深入发展。因此，卡巴轮在加工完成后经过简单的除油清洗就进行安装。目前还没有出现对卡巴轮进行表面防腐处理的工艺。但是自然环境条件下形成的氧化铝层不够致密，防腐性能较差，会导致卡巴轮外观明显失光，而且在使用中还会混入灰尘、泥土、油污等杂质，很难清理干净。
此外，卡巴轮结构复杂，多暴露于室外多变、恶劣的环境下，使其对涂料的喷施工艺、防腐性、附着力和耐老化性能要求极高。目前常用的防腐漆的喷施工艺、稳定性、防腐性、附着力和耐老化性能无法同时满足卡巴轮的使用要求。
现用主流油漆涂装后需要进行高温固化，通常需要在150-160℃固化35-45min，所以需要庞大的固化炉，以满足固化时间要求。占地面积大，设备复杂、能耗高，特别是商用车用卡巴由于尺寸较大，需要更高的固化能量，使用普通的涂装工艺，存在固化时间长，能量消耗大等问题。
UV漆相比传统油漆或涂料，具有固化速度快、光泽度高、防腐蚀性能好的优势，并可以大幅提高施工效率。但是传统的UV漆在引发剂引发聚合干燥时容易出现氧阻聚(受到空气中氧气影响，导致漆膜表面干燥不良)以及收缩性大导致的附着力差的缺陷。且传统的UV漆只适用于木材和塑料基材表面，不能满足铝合金基材的表面喷涂使用要求。
发明内容
针对现有防腐漆的喷施工艺、稳定性、防腐性、附着力和耐老化性能上无法同时满足铝合金基材的使用要求的问题，本发明提供一种UV彩色透明漆及其制备和涂装方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种UV彩色透明漆，包括以下质量百分比的组分：
硅氧烷UV树脂20～30％，聚氨酯丙烯酸树脂10～15％，UV单体4～10％，阳离子聚合光引发剂1～3％，自由基聚合光引发剂0.5～2％，流平剂0.1～0.5％、色浆1-8％和溶剂50～55％；
所述硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂；所述色浆可选自涂料用市售常规色浆。
相对于现有技术，本发明提供的UV彩色透明漆采用特定含量的硅氧烷改性的硅氧烷UV树脂和聚氨酯丙烯酸树脂双组份成膜物质，同时采用特定含量的阳离子聚合光引发剂和自由基聚合光引发剂配合作用，在紫外光的作用下，阳离子聚合光引发剂被激发出的特定阳离子和自由基聚合光引发剂被激发出的特定自由基可以使硅氧烷UV树脂和聚氨酯丙烯酸树脂与UV单体快速发生交联反应，形成致密的透明漆膜，该透明漆膜克服了传统UV油漆在引发剂引发聚合干燥时容易出现氧阻聚(受到空气中氧气影响，导致漆膜表面干燥不良)以及收缩性大导致的附着力差的缺陷。同时，本发明得到的透明漆膜硬度适中，兼具良好的韧性和硬度，以及优异的耐水、耐候、耐腐蚀、稳定性和光泽度。
本发明提供的UV彩色透明漆对色浆相容性极好，在储存过程中加入的色浆不会出现沉淀，分散性较好；在长期使用过程中加入的色浆也不会出现失光和褪色现象。
本发明提供的UV彩色透明漆，突破了传统的UV漆只适用于木材和塑料基材表面的限制，尤其适用于金属铝合金表面，并满足喷涂工艺要求，具有优良的施工性能和重要的推广应用价值。
优选的，所述硅氧烷UV树脂中硅氧烷的含量为18～22％，该特定硅氧烷含量的硅氧烷UV树脂可进一步提高漆膜的耐候性、耐磨性和附着力。
优选的，所述UV单体为丙烯酸异冰片酯(IBOA)、四氢呋喃丙烯酸酯(THFA)、1,6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)和丙烯酸吗啉(AMCO)中的至少一种。
优选的，所述阳离子聚合光引发剂为二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐中的至少一种。
优选的，所述自由基聚合光引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)和二苯基2,4,6三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)中的至少一种。
优选的，所述流平剂为有机硅流平剂和高分子丙烯酸流平剂中的至少一种，其中，高分子丙烯酸流平剂优选为法国先创的丙烯酸流平剂MODAREZ MFPE。
优选的，所述有机硅流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，优选采用凯美特型号为KMT-5502的有机硅流平剂。
优选的，所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丁酮中的至少一种。
本发明还提供所述UV彩色透明漆的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
a、将所述硅氧烷UV树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和UV单体混合并搅拌均匀，得到基础浆料；
b、向所述基础浆料中依次加入所述流平剂、阳离子聚合光引发剂、自由基聚合光引发剂和溶剂，搅拌均匀，得到所述UV彩色透明漆。
相对于现有技术，本发明提供的UV彩色透明漆的制备方法简单，无需特殊环境和设备要求，制备成本低，稳定性好。
本发明还提供所述利用所述的UV彩色透明漆进行车轮涂装的方法，该方法依次包括车轮的预处理、预热、喷涂UV彩色透明漆和烘烤；
所述预处理的方法依次包括预清洗、预脱脂、脱脂、水洗、酸洗、水洗、钝化、水洗、封闭、水洗和烘干；预清洗的温度：40-60℃，喷压：0.8-2.0kg/cm2；其它工艺参数如表1所示；
表1
Figure BDA0002773824010000041
所述喷涂UV彩色透明漆采用静电悬杯、静电枪和空气枪喷涂结合的方法，具体参数为：枪距：15-25cm；吐漆量：悬杯1：30-100cc，悬杯2：80-160cc；静电枪：20-100cc；空气枪：20-50cc；空气枪与车轮表面距离为15-20mm，空气枪雾化压力为2.8bar，扇形压力为2.6bar，吐漆量为20-40cc/min，工件表面温度为30-60℃；
所述预热和烘烤的具体工艺参数如表2所示；
表2
Figure BDA0002773824010000042
利用所述的UV彩色透明漆进行车轮涂装的工艺中，所述预处理工序可以实现车轮表面形成钝化膜，保证车轮涂装后的漆膜性能；所述烘烤工序使UV油漆喷涂后首先经红外加热挥发掉大部分稀释剂，然后通过紫外线照射，紫外线产生UVA、UVB、UVC等不同波段的光波，UV油漆在不同波长紫外线照射下有额外添加的光引发剂产生具有引发聚合能力的自由基，进而引发UV树脂聚合反应，进而最终形成致密的UV漆膜，满足卡巴轮喷涂要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种UV彩色透明漆，包括以下质量百分比的组分：
硅氧烷UV树脂25％，聚氨酯丙烯酸树脂12％，丙烯酸异冰片酯6％，二芳基碘鎓盐2％，过氧化苯甲酰1％，KMT-5502有机硅流平剂0.3％，丙二醇甲醚醋酸酯53％和蓝色色浆0.7％。
其中，硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂，硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂中硅氧烷的含量为20％。
上述UV彩色透明漆的制备方法包括以下步骤：
a、将硅氧烷UV树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和丙烯酸异冰片酯按质量百分比混合，900r/min高速搅拌25分钟，得到基础浆料；
b、向基础浆料中缓慢加入蓝色色浆，1100r/min高速搅拌35min；再加入KMT-5502有机硅流平剂，900r/min高速搅拌25min；再加入二芳基碘鎓盐和过氧化苯甲酰700r/min搅拌15min；最后加入丙二醇甲醚醋酸酯，400r/min搅拌25min，得到UV彩色透明漆。
实施例2
一种UV彩色透明漆，包括以下质量百分比的组分：
硅氧烷UV树脂30％，聚氨酯丙烯酸树脂10％，四氢呋喃丙烯酸酯4％，三芳基硫鎓盐1％，二苯基2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦2％，丙烯酸流平剂MODAREZ MFP E0.1％，醋酸丁酯52％和黄色色浆0.9％。
其中，硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂，硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂中硅氧烷的含量为18％。
上述UV彩色透明漆的制备方法包括以下步骤：
a、将硅氧烷UV树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和四氢呋喃丙烯酸酯按质量百分比混合，800r/min高速搅拌20分钟，得到基础浆料；
b、向基础浆料中缓慢加入黄色色浆，1000r/min高速搅拌30min；再加入丙烯酸流平剂MODAREZ MFP E，800r/min高速搅拌20min；再加入三芳基硫鎓盐和二苯基2,4,6三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦600r/min搅拌10min；最后加入醋酸丁酯，400r/min搅拌20min，得到UV彩色透明漆。
实施例3
一种UV彩色透明漆，包括以下质量百分比的组分：
硅氧烷UV树脂20～30％，聚氨酯丙烯酸树脂10～15％，1,6己二醇二丙烯酸酯4～10％，三芳基硫鎓盐1～3％，过氧化苯甲酰0.5～2％，KMT-5502有机硅流平剂0.1～0.5％，丁酮50～55％和红色色浆0-1％。
其中，硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂，硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂中硅氧烷的含量为22％。
上述UV彩色透明漆的制备方法包括以下步骤：
a、将硅氧烷UV树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和1,6己二醇二丙烯酸酯按质量百分比混合，1000r/min高速搅拌30min，得到基础浆料；
b、向基础浆料中缓慢加入红色色浆，1200r/min高速搅拌40min；再加入KMT-5502有机硅流平剂，1000r/min高速搅拌30min；再加入三芳基硫鎓盐和过氧化苯甲酰800r/min搅拌20min；最后加入丁酮，500r/min搅拌30min，得到UV彩色透明漆。
对比例1
用等量的聚氨酯丙烯酸树脂代替实施例1中的硅氧烷UV树脂，其它组分和制备方法与实施例1相同，得到UV彩色透明漆。
对比例2
用等量的过氧化苯甲酰代替实施例1中的二芳基碘鎓盐，其它组分和制备方法与实施例1相同，得到UV彩色透明漆。
对实施例1～3和对比例1～2得到的UV彩色透明漆分别喷涂到铝合金测试板上，喷涂膜厚为30μm，60℃烘烤10min，再进行UV能量干燥，能量为7300mj/㎝2，然后对涂层进行性能测试，测试结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002773824010000071
Figure BDA0002773824010000081
用实施例1～3和对比例1～2得到的UV彩色透明漆进行现场卡巴轮喷涂验证，UV彩色透明漆进行卡巴轮涂装的工艺，该工艺依次包括卡巴轮的预处理、预热、喷涂UV彩色透明漆和烘烤；
预处理的方法依次包括预清洗、预脱脂、脱脂、水洗、酸洗、水洗、钝化、水洗、封闭、水洗和烘干；预清洗的温度：50℃，喷压：1.5kg/cm2；其它工艺参数如表4所示；
表4
Figure BDA0002773824010000082
喷涂UV彩色透明漆采用静电悬杯、静电枪和空气枪喷涂结合的方法，具体参数为：枪距：20cm；吐漆量：悬杯1：50cc，悬杯2：120cc；静电枪：50cc；空气枪：30cc；空气枪与车轮表面距离为15mm，空气枪雾化压力为2.8bar，扇形压力为2.6bar，吐漆量为30cc/min，工件表面温度为45℃；
预热和烘烤工艺如表5所示。
表5
Figure BDA0002773824010000091
喷涂效果如表6所示。
表6
Figure BDA0002773824010000092
Figure BDA0002773824010000101
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种UV彩色透明漆，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
硅氧烷UV树脂20～30％，聚氨酯丙烯酸树脂10～15％，UV单体4～10％，阳离子聚合光引发剂1～3％，自由基聚合光引发剂0.5～2％，流平剂0.1～0.5％、色浆1-8％和溶剂50～55％；
所述硅氧烷UV树脂为硅氧烷接枝改性的聚氨酯丙烯酸树脂。
2.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述硅氧烷UV树脂中硅氧烷的含量为18～22％。
3.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述UV单体为丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯和丙烯酸吗啉中的至少一种。
4.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述阳离子聚合光引发剂为二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐中的至少一种。
5.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述自由基聚合光引发剂为过氧化苯甲酰和二苯基2,4,6三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。
6.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述流平剂为有机硅流平剂和高分子丙烯酸流平剂中的至少一种。
7.如权利要求6所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述有机硅流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液。
8.如权利要求1所述的UV彩色透明漆，其特征在于：所述溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯和丁酮中的至少一种。
9.权利要求1～8任一项所述的UV彩色透明漆的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
a、将所述硅氧烷UV树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和UV单体混合并搅拌均匀，得到基础浆料；
b、向所述基础浆料中依次加入所述流平剂、阳离子聚合光引发剂、自由基聚合光引发剂和溶剂，搅拌均匀，得到所述UV彩色透明漆。
10.利用权利要求1～8任一项所述的UV彩色透明漆进行车轮涂装的方法，其特征在于：依次包括车轮的预处理、预热、喷涂UV彩色透明漆和烘烤；
所述预处理的方法依次包括预清洗、预脱脂、脱脂、水洗、酸洗、水洗、钝化、水洗、封闭、水洗和烘干；所述喷涂UV彩色透明漆采用静电悬杯、静电枪和空气枪喷涂结合的方法。
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