CN112760017A - 一种新型无味高耐候性led-uv光固化白色面漆及其生产方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型无味高耐候性LED‑UV光固化白色面漆及其生产方式，组分按质量百分数计，包括环氧丙烯酸酯20‑30％、聚氨酯丙烯酸酯15‑30％、丙烯酸酯类化合物15‑30％、光引发剂3‑6％、助剂0‑3％，填料补充余量至100％。将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、部分丙烯酸酯类化合物、光引发剂放入制漆容器中，搅拌分散，再加入助剂，搅拌分散，接着加入填料，搅拌分散，最后加入剩余丙烯酸酯类化合物，调节粘度。本发明生产的光固化白色面漆能广泛应用于各种家居木制品家具，同时，本发明生产的光固化白色面漆净味、清透，具有良好的耐黄变性能、硬度和光泽。
Description
技术领域
本发明涉及涂料组合物领域，具体涉及一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆及其生产方式。
技术背景
UV光固化涂料主要指在紫外光照射下迅速交联固化成膜的一类新型涂料，因其高效涂装固化和环境友好特征，已为世界涂料行业和绝大多数的管理机构所认可，在家具行业已广泛使用。LED-UV光固化涂料是UV光固化涂料的一种，是利用LED-UV光源作为光化学反应的固化能源，与传统汞灯UV光源对比，可节约80％以上的电能，无汞、不产生臭氧，符合国家的节能减排政策。
目前LED-UV光固化涂料都需要光引发剂来促进低聚物的交联固化。光引发裂解形成小分子，引发低聚物聚合成膜，未反应的小分子对漆膜黄变产生影响，致使家具采用常规LED-UV光固化涂料涂装后，漆膜黄变不耐候，气味经久不散，严重影响了居家环境的身心健康。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-30％、丙烯酸酯类化合物15-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
进一步地，组分按质量分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-25％、丙烯酸酯类化合物20-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
进一步地，所述环氧丙烯酸酯为低官能度改性环氧丙烯酸酯。
进一步地，所述聚氨酯丙烯酸酯包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种。
进一步地，所述丙烯酸酯类化合物为新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述光引发剂为LED专用光引发剂、酰基磷氧化物类、苯偶酰类、烷基苯酮类中的一种或多种。
进一步地，所述助剂为流平剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。
进一步地，所述填料为钛白粉、滑石粉、二氧化硅、硅微粉中一种或多种。
本发明第二个方面提供了一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产方法，步骤包括：
A将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、部分丙烯酸酯类化合物、光引发剂放入制漆容器中，在800-950rpm下搅拌分散15-20min；
B往制漆容器中加入助剂，在1000-1300rpm转速下搅拌分散5-10min；
C往制漆容器中加入填料，在1200-1500rpm转速下搅拌分散20-30min；
D往制漆容器中加入剩余丙烯酸酯类化合物，调节粘度至25℃下为500-800cps，得到白色面漆。
进一步地，所述白色面漆的细度为20-30um。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1.本法明生产的白色面漆在LED-UV光照射下能快速固化，尤其适合于395nm波长的紫外线作为LED-UV光源；面漆固化过程可节约大量的电能，且不产生温室气体，符合国家的节能减排政策。
2.改性环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯在光引发剂、流平剂、分散剂、消泡剂的共同作用下，加快了交联作用，增大了交联密度，同时光引发剂、流平剂、分散剂、消泡剂等的配比提高了面漆的流动性能，减少了缩孔的生产，增加了面漆的光泽，增强了面漆的耐黄变性能。
3.本发明生产的白色面漆，可以运用在木门、橱柜、套房家具、饰面板、定制类家具等各种木制品家具上。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-30％、丙烯酸酯类化合物15-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
进一步地，组分按质量分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-25％、丙烯酸酯类化合物20-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
进一步地，所述环氧丙烯酸酯为低官能度改性环氧丙烯酸酯。
低官能度改性环氧丙烯酸酯列举的型号有：4252、621A-80、4303、3340、W5320、PU-5602、6100D-85。
进一步地，所述聚氨酯丙烯酸酯包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯。
进一步地，所述聚氨酯丙烯酸酯为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯列举的型号有：DR-U092、CR91047、6145-100、895、5800-5、UA-10E3。
进一步地，所述丙烯酸酯类化合物为新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述光引发剂为LED专用光引发剂、酰基磷氧化物类、苯偶酰类、烷基苯酮类中的一种或多种。
进一步地，所述光引发剂为LED专用光引发剂、光引发剂2959、Irgacure369、光引发剂819、光引发剂TPO中的至少两种。
进一步地，所述光引发剂为LED专用光引发剂和光引发剂TPO。
光引发剂TPO为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。
进一步地，所述LED专用光引发剂和光引发剂TPO的体积比为1：(0.5-0.8)。
进一步地，所述助剂为流平剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。
流平剂列举的型号有：TEGO432、BYK358N、BYK306、TEGO450、EFKA3777、BYK333。
分散剂列举的型号有：BYK164、BYK103、BYK110、EFKA4010、EFKA4010、TEGO245、BYK2009。
消泡剂列举的型号有：BYK055、EFKA2022、TEGO920、Defom6500、Defom2700。
进一步地，所述流平剂、分散剂、消泡剂的体积比为3：5：(10-15)。
进一步地，所述填料为钛白粉、滑石粉、二氧化硅、硅微粉中一种或多种。
本发明第二个方面提供了一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产方法，步骤包括：
A将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、部分丙烯酸酯类化合物、光引发剂放入制漆容器中，在800-950rpm下搅拌分散15-20min；
B往制漆容器中加入助剂，在1000-1300rpm转速下搅拌分散5-10min；
C往制漆容器中加入填料，在1200-1500rpm转速下搅拌分散20-30min；
D往制漆容器中加入剩余丙烯酸酯类化合物，调节粘度至25℃下为500-800cps，得到白色面漆。
进一步地，所述白色面漆的细度为20-30um。
进一步地，所述白色面漆的细度为20-23um。
本发明选用的流平剂具有流动性好、减少缩孔生成的作用。
本发明选用的分散剂可以防止颜料的絮凝，使色相和着色力稳定化，并防止了浮色、发花的现象发生，同时通过空间位阻使颜料解絮凝，大幅度地降低了颜料在体系中的粘度，提升了涂料的流平性，增进涂料色牢度。
本发明选用的消泡剂可保证漆幕的稳定性。
本发明选用的光引发剂有快速的LED光固化效果，也增强了本发明白色面漆的耐黄变性能。
本发明选用的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯具有高官能度，在本发明选用的光引发剂、和流平剂、分散剂、消泡剂的共同作用下，加快了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯与改性环氧丙烯酸树脂的交联作用，增大了交联密度。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计：6100D-85：25％，6145-100：5％，895：12％，新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯：15.4％，1,6-己二醇二丙烯酸酯：10％，LED光引发剂：3.5％，光引发剂TPO：2％，TEGO432：0.1％，BYK358N：0.2％，BYK055：0.3％，TEGO920：0.2％，BYK103：0.3％，BYK110：1％，钛白粉：20％，二氧化硅补充余量至100％。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产工艺，步骤如下：
A将6100D-85、6145-100、895、部分新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、部分1,6-己二醇二丙烯酸酯、LED光引发剂、光引发剂TPO放入制漆容器中，在800rpm下搅拌分散20min；
B加入TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110，在1200rpm转速下搅拌分散5min；
C加入钛白粉、二氧化硅，在1200rpm转速下搅拌分散25min；
D加入剩余新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、剩余1,6-己二醇二丙烯酸酯，调节粘度至25℃下为500cps，得到白色面漆1。
其中：
6100D-85购买于江门市恒光新材料有限公司。
6145-100购买于长兴材料工业股份有限公司。
895购买于肇庆市宝骏化工有限公司。
新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯，CAS号：84170-74-1。
1,6-己二醇二丙烯酸酯，CAS号：13048-33-4。
LED光引发剂购买于天津久日新材料股份有限公司，型号：JRCure-2778。
钛白粉，CAS号：1317-80-2。
二氧化硅，CAS号：7631-86-9。
光引发剂TPO、TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110为常见市售型号。
实施例2
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计：6100D-85：25％，6145-100：5％，895：12％，新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯：15.4％，1,6-己二醇二丙烯酸酯：10％，LED光引发剂：3％，光引发剂TPO：3％，TEGO432：0.1％，BYK358N：0.2％，BYK055：0.3％，TEGO920：0.2％，BYK103：0.3％，BYK110：0.5％，钛白粉：20％，二氧化硅补充余量至100％。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产工艺，步骤如下：
A将6100D-85、6145-100、895、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、LED光引发剂、光引发剂TPO放入制漆容器中，在800rpm下搅拌分散20min；
B加入TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110，在1200rpm转速下搅拌分散5min；
C加入钛白粉、二氧化硅，在1200rpm转速下搅拌分散25min；
D加入剩余新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、剩余1,6-己二醇二丙烯酸酯，调节粘度至25℃下为500cps，得到白色面漆2。
实施例3
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计：6100D-85：25％，6145-100：5％，895：12％，新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯：15.4％，1,6-己二醇二丙烯酸酯：10％，LED光引发剂：3.5％，光引发剂TPO：2％，TEGO432：0.1％，BYK358N：0.1％，BYK055：0.1％，TEGO920：0.2％，BYK103：0.3％，BYK110：1％，钛白粉：20％，二氧化硅补充余量至100％。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产工艺，步骤如下：
A将6100D-85、6145-100、895、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、LED光引发剂、光引发剂TPO放入制漆容器中，在800rpm下搅拌分散20min；
B加入TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110，在1200rpm转速下搅拌分散5min；
C加入钛白粉、二氧化硅，在1200rpm转速下搅拌分散25min；
D加入剩余新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、剩余1,6-己二醇二丙烯酸酯，调节粘度至25℃下为500cps，得到白色面漆3。
对比例1
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计：6100D-85：25％，6145-100：5％，895：12％，新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯：15.4％，1,6-己二醇二丙烯酸酯：10％，LED光引发剂：3.5％，TEGO432：0.1％，BYK358N：0.2％，BYK055：0.3％，TEGO920：0.2％，BYK103：0.3％，BYK110：1％，钛白粉：20％，二氧化硅补充余量至100％。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产工艺，步骤如下：
A将6100D-85、6145-100、895、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、LED光引发剂放入制漆容器中，在800rpm下搅拌分散20min；
B加入TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110，在1200rpm转速下搅拌分散5min；
C加入钛白粉、二氧化硅，在1200rpm转速下搅拌分散25min；
D加入剩余新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、剩余1,6-己二醇二丙烯酸酯，调节粘度至25℃下为500cps，得到白色面漆4。
对比例2
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，组分按质量百分数计：6100D-85：25％，6145-100：5％，895：12％，新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯：15.4％，1,6-己二醇二丙烯酸酯：10％，光引发剂TPO：3％，TEGO432：0.1％，BYK358N：0.2％，BYK055：0.3％，TEGO920：0.2％，BYK103：0.3％，BYK110：1％，钛白粉：20％，二氧化硅补充余量至100％。
一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆的生产工艺，步骤如下：
A将6100D-85、6145-100、895、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、光引发剂TPO放入制漆容器中，在800rpm下搅拌分散20min；
B加入TEGO432、BYK358N、BYK055、TEGO920、BYK103、BYK110，在1200rpm转速下搅拌分散5min；
C加入钛白粉、二氧化硅，在1200rpm转速下搅拌分散25min；
D加入剩余新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、剩余1,6-己二醇二丙烯酸酯，调节粘度至25℃下为500cps，得到白色面漆5。
性能测试
将实施例和对比例制得的光固化白色面漆进行硬度、耐黄变性能、光泽测试。结果记录在表1中。硬度测定参考：GB/T 3398.2-2008。耐黄变性能是在QUV耐老化箱中经过168h后进行测定。光泽测试参考：GB/T 4893.6-2013。
表1
| 实施例 | 硬度 | 耐黄变/ΔE | 光泽 |
| 实施例1 | 2H | 0.36 | 30％ |
| 实施例2 | 2H | 0.41 | 32％ |
| 实施例3 | 2H | 0.39 | 30％ |
| 对比例1 | 2H | 1.5 | 35％ |
| 对比例2 | H | 1.2 | 34％ |
Claims (10)
1.一种新型无味高耐候性LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，组分按质量百分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-30％、丙烯酸酯类化合物15-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
2.根据权利要求1所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，组分按质量分数计，包括环氧丙烯酸酯20-30％、聚氨酯丙烯酸酯15-25％、丙烯酸酯类化合物20-30％、光引发剂3-6％、助剂0-3％，填料补充余量至100％。
3.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯为低官能度改性环氧丙烯酸酯。
4.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种。
5.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物为新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述光引发剂为LED专用光引发剂、酰基磷氧化物类、苯偶酰类、烷基苯酮类中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述助剂为流平剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的LED-UV光固化白色面漆，其特征在于，所述填料为钛白粉、滑石粉、二氧化硅、硅微粉中一种或多种。
9.一种根据权利要求1所述的LED-UV光固化白色面漆的生产方法，其特征在于，步骤包括：
A将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、部分丙烯酸酯类化合物、光引发剂放入制漆容器中，在800-950rpm下搅拌分散15-20min；
B往制漆容器中加入助剂，在1000-1300rpm转速下搅拌分散5-10min；
C往制漆容器中加入填料，在1200-1500rpm转速下搅拌分散20-30min；
D往制漆容器中加入剩余丙烯酸酯类化合物，调节粘度至25℃下为500-800cps，得到白色面漆。
10.根据权利要求9所述的LED-UV光固化白色面漆的生产方法，其特征在于，所述白色面漆的细度为20-30um。
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