CN112852283B - 一种自消光的uv木器涂料及其制备方法 - Google Patents

一种自消光的uv木器涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自消光的UV木器涂料及其制备方法，该自消光的UV木器涂料由多种不同收缩率的丙烯酸酯树脂、多种不同收缩率的丙烯酸酯单体、光引发剂及助剂按特定配比组成；其中，多种不同收缩率的丙烯酸酯树脂为双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物和纯丙烯酸酯齐聚物；多种不同收缩率的丙烯酸酯单体为单官能基丙烯酸酯单体、双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体。利用上述多种不同收缩率的丙烯酸酯树脂和丙烯酸酯单体在固化时收缩率的不同，使固化后的漆膜因表面收缩而变得不平整，如此，无需添加消光剂即能得到哑光漆膜，且漆膜的透明度及抗刮性佳、光泽均匀。

Description

一种自消光的UV木器涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于UV木器涂料技术领域，特别是涉及一种自消光的UV木器涂料及其制备方法。
背景技术
UV木器涂料是通过辊涂、淋涂等涂装方法将涂料涂装至家具板面上，在紫外光的照射下促使引发剂分解产生自由基来引发树脂及单体反应，瞬间固化成膜的一种环保漆。由于UV木器涂料具有固化速度快、环保、无污染等特点，近年来被大力研发。
例如，CN201811135749.1公开了一种高密度木材用UV木器涂料及其制造方法，该UV木器涂料以环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、四乙基溴化铵、环己烷羧酸钴、甲壳素粉末、足量无水乙醇、活性碳粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚、氧化镁、从山羊角中提取的功能成份、封闭型异氰酸酯和消泡剂为原料，以去离子水为介质，70-85℃下充分反应获得；其中，功能成份的制备过程包括浸润、切粒、焖煮、净化及浓缩；本发明具有专适用于炭化木材表面、紫外光固化、不伤木质、高附着力、高耐磨、高渗透及自憎水的技术效果。又例如，CN201310649408.7公开了一种用于木器开放效果涂装的低光水性紫外光固化(UV)涂料及其生产方法，其由水性UV树脂、消泡剂、消光剂、增稠剂、助溶剂、光引发剂、润湿剂、水性纳米蜡乳液、pH调节剂和水组成，光引发剂由异丙醇、羟基环己基苯基甲酮(184)、二苯甲酮(BP)和三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)组成，本发明的低固含低光水性UV木器涂料具有低VOC，几乎无味，用水稀释，紫外光固化，效率高，固含低等优点，适合于开放效果涂装；光泽低，得到的漆膜效果自然；涂膜除了有很好的物化性能外，还有极好的抗划伤性和硬度。然而，现有技术一般是通过加入消光剂来获得哑光UV木器涂料，这种哑光UV木器涂料中加入的消光剂在涂料体系中难以分散均匀，容易导致漆膜表面光泽不均；所得漆膜的透明性不好；而且，消光剂还容易被刮掉，漆膜的抗刮性能差，且消光剂被刮掉后，漆膜表面会产生亮痕，使得漆膜的消光效果难以保持；影响哑光UV木器涂料的推广和应用。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种自消光的UV木器涂料，该UV木器涂料既能够在不添加粉质消光剂的情况下使漆膜达到消光效果，又能增加漆膜的透明度，且所得漆膜还具有光泽均匀、抗刮性佳的特点。
本发明的目的之二在于克服现有技术的不足，提供一种自消光的UV木器涂料的制备方法，该制备方法具有工艺简单、生产成本低、能适合大规模生产的优点。
基于此，本发明公开了一种自消光的UV木器涂料，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000021
优选地，所述的一种自消光的UV木器涂料，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000022
优选地，所述双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物为帝斯曼新力美(DSM-Agi)生产的型号为AgiSynTM 1030-I80的双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物。
优选地，所述四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物为我国台湾长兴生产的型号为ETERCURE 6320的四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物。
优选地，所述多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物为DSM-Agi生产的型号为AgiSynTM230A3和AgiSynTM230S1-B85的多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。
进一步优选地，AgiSynTM230A3与AgiSynTM230S1-B85的质量比为1：1。
优选地，所述纯丙烯酸酯齐聚物为DSM-Agi生产的型号为AgiSynTM260-AB50的纯丙烯酸酯齐聚物。
优选地，所述单官能基丙烯酸酯单体为四氢呋喃丙烯酸酯(THFA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) 中的一种或多种。
优选地，所述双官能基丙烯酸酯单体为1、6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)或聚乙二醇(600)二丙烯酸酯(PEG(600)DA)。
优选地，所述多官能基丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯(THEICTA)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(PPTTA)和双季戊四醇六丙烯酸酸酯(DPHA)中的一种或多种。
优选地，所述光引发剂为光引发剂184和光引发剂TPO配合而成。
进一步优选地，所述光引发剂为光引发剂184和光引发剂TPO按质量比1：3配合得到。
优选地，所述助剂为消泡剂、流平剂和润湿分散剂。
进一步优选地，所述消泡剂为BYK-1760，流平剂为BYK-329，润湿分散剂为DISPERBYK-2014。
本发明还公开了一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤一，加入所述双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物、单官能基丙烯酸酯单体、双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体，中速搅拌均匀；
步骤二，再加入所述光引发剂，低速搅拌均匀；
步骤三，再加入所述助剂，高速搅拌均匀，即得自消光的UV木器涂料。
优选地，步骤一中，所述中速搅拌的搅拌转速为800rpm、搅拌时间为40分钟。
优选地，步骤二中，所述低速搅拌的搅拌转速为600rpm、搅拌时间为10分钟。
优选地，步骤三中，所述高速搅拌的搅拌转速为1000rpm、搅拌时间为10分钟。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
针对现有添加消光剂的哑光UV木器涂料存在的需额外添加消光剂来获得消光效果、且所得漆膜的抗刮性和透明性差、漆膜光泽不均的问题。本发明的自消光的UV木器涂料，其由多种不同固化收缩率的丙烯酸酯树脂、多种不同固化收缩率的丙烯酸酯单体、光引发剂及助剂按特定重量百分比组成。其中，多种不同固化收缩率的丙烯酸酯树脂为双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物和纯丙烯酸酯齐聚物；多种不同固化收缩率的丙烯酸酯单体为单官能基丙烯酸酯单体、双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体；利用上述多种不同固化收缩率的丙烯酸酯树脂和丙烯酸酯单体在固化反应时的收缩率的不同，使固化后的漆膜因表面收缩而变得不平整，如此，能获得低光泽的哑光漆膜，因此，该自消光的UV木器涂料在不添加粉质消光粉的情况下即能达到消光效果，获得哑光漆膜；而且，漆膜固化后的透明度增加，漆膜表面的抗刮性佳、光泽均匀。
附图说明
图1是实施例1的自消光的UV木器涂料与现有添加粉质消光剂的UV木器涂料的漆膜透明性对比图。
图2是实施例1的自消光的UV木器涂料与现有添加粉质消光剂的UV木器涂料的漆膜抗刮性对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例的一种自消光的UV木器涂料，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000041
Figure BDA0002951126380000051
其中，双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物为帝斯曼新力美(DSM-Agi)生产的型号为AgiSynTM 1030-I80的双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物。
其中，四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物为我国台湾长兴生产的型号为ETERCURE6320 的四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物。
其中，多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物为DSM-Agi生产的型号为AgiSynTM230A3 和AgiSynTM230S1-B85的多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。具体地，多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物由AgiSynTM230A3与AgiSynTM230S1-B85按质量比1：1组成。
其中，纯丙烯酸酯齐聚物为DSM-Agi生产的型号为AgiSynTM260-AB50的纯丙烯酸酯齐聚物。
其中，单官能基丙烯酸酯单体由10％(按重量百分比计，下同)的ETERMRE 70C (我国台湾长兴生产)和5.35％的ETERMRE 211(我国台湾长兴生产)生产。
其中，双官能基丙烯酸酯单体为PEG(600)DA。
其中，多官能基丙烯酸酯单体由PPTTA和THEICTA按质量比2：1组成。
其中，光引发剂由光引发剂184和光引发剂TPO按质量比1：3配合得到。
其中，助剂由0.05％(按重量百分比计，下同)的BYK-1760、0.5％的BYK-329和0.1％的DISPERBYK-2014组成。若无特殊说明，本发明中的原料添加量均按重量百分比计。
本实施例的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤一，加入上述重量百分比的双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物、单官能基丙烯酸酯单体、双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体，于800rpm下搅拌40分钟；
步骤二，再加入上述重量百分比的光引发剂，于600rpm下搅拌10分钟；
步骤三，再加入上述重量百分比的助剂，于1000rpm下搅拌10分钟，即得本实施例的自消光的UV木器涂料。
实施例2
本实施例的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000061
其中，双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物和光引发剂如实施例1所示。
其中，单官能基丙烯酸酯单体为IBOA。
其中，双官能基丙烯酸酯单体为DPGDA。
其中，多官能基丙烯酸酯单体为TMPTA。
其中，助剂由0.05％的BYK-1760、0.4％的BYK-329和0.05％的DISPERBYK-2014 组成。
参照实施例1的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，制备得到本实施例的自消光的UV木器涂料。
实施例3
本实施例的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000062
Figure BDA0002951126380000071
其中，双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物和双官能基丙烯酸酯单体如实施例1所示。
其中，单官能基丙烯酸酯单体由5％的THFA和15％的GMA组成。
其中，多官能基丙烯酸酯单体由8％的TMPTA和2％的DPHA组成。
其中，光引发剂由光引发剂184和光引发剂TPO按质量比1：2配合得到。
其中，助剂由0.1％(按重量百分比计)的BYK-1760、0.6％的BYK-329和0.3％的DISPERBYK-2014组成。
参照实施例1的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，制备得到本实施例的自消光的UV木器涂料。
实施例4
本实施例的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0002951126380000072
Figure BDA0002951126380000081
其中，双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物、多官能基丙烯酸酯单体和光引发剂如实施例1所示。
其中，单官能基丙烯酸酯单体由3％的EOEOEA和7％的GMA组成。
其中，双官能基丙烯酸酯单体为HDDA。
其中，助剂由0.2％的BYK-1760、1.3％的BYK-329和0.5％的DISPERBYK-2014组成。
参照实施例1的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，制备得到本实施例的自消光的UV木器涂料。
对比例1
本对比例的UV木器涂料及其制备方法与实施例1基本相同，其区别在于：
本对比例的UV木器涂料未添加实施例1中的双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体。
对比例2
本对比例的UV木器涂料及其制备方法与实施例1基本相同，其区别在于：
本对比例的UV木器涂料未添加实施例1中的双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物和多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。
对比例3
本对比例的UV木器涂料及其制备方法与实施例1基本相同，其区别在于：
本对比例的UV木器涂料未添加实施例1中的双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物和纯丙烯酸酯齐聚物。
性能测试
对实施例1-4、对比例1-3及现有添加粉质消光剂的UV木器涂料进行铅笔硬度、抗刮性、光泽和透明性测试；其中，参照标准ISO 15184:1998进行硬度测试，参照标准 CEN/TS16611进行抗刮性测试，参照标准GB/T 9754-1988进行光泽度测试，在相同膜厚下目测漆膜的透明性；测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002951126380000091
表1中，数值为5时，漆膜的抗刮性最好；数值为1时，漆膜的抗刮性最差；具体参见标准CEN/TS 16611。表1中О、Δ+、Δ、Δ-和X分别表示漆膜的透明性好、较好、一般、较差和差。
从表1可知，对比例1所得UV木器涂料的漆膜无法完全固化，导致漆膜抗刮性差；对比例2所得UV木器涂料的漆膜表面呈现波浪状，无法呈现细微收缩，导致漆膜呈现高光泽，哑光效果不好；对比例3所得UV木器涂料的漆膜表面无法呈现细微收缩，导致漆膜呈现高光泽，哑光效果不好。
结合表1及图1-2可知，现有添加粉质消光剂的UV木器涂料的漆膜的透明性和抗刮性能差。
综上，与对比例1-3及现有添加粉质消光剂的UV木器涂料相比，实施例1-4所得 UV木器涂料的漆膜兼具良好的硬度、抗刮性和透明性，且在不添加粉质消光剂的情况下，还能保持较低的光泽度、消光效果好；其中，实施例1所得UV木器涂料的漆膜的综合性能最佳。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure FDA0003494089340000011
所述单官能基丙烯酸酯单体为四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种；
所述光引发剂为光引发剂184和光引发剂TPO配合而成。
2.根据权利要求1所述的一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，其由以下重量百分比的原料组成：
Figure FDA0003494089340000012
3.根据权利要求1所述的一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，所述双官能基丙烯酸酯单体为1、6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇(600)二丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，所述多官能基丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，所述光引发剂为光引发剂184和光引发剂TPO按质量比1：3配合得到。
6.根据权利要求1所述的一种自消光的UV木器涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、流平剂和润湿分散剂。
7.权利要求1-6任一项所述的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：
步骤一，加入所述双官能基环氧丙烯酸酯齐聚物、四官能基聚酯类丙烯酸酯齐聚物、多官能基聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、纯丙烯酸酯齐聚物、单官能基丙烯酸酯单体、双官能基丙烯酸酯单体和多官能基丙烯酸酯单体，中速搅拌均匀；
步骤二，再加入所述光引发剂，低速搅拌均匀；
步骤三，再加入所述助剂，高速搅拌均匀，即得自消光的UV木器涂料。
8.根据权利要求7所述的一种自消光的UV木器涂料的制备方法，其特征在于，
步骤一中，所述中速搅拌的搅拌转速为800rpm、搅拌时间为40分钟；
步骤二中，所述低速搅拌的搅拌转速为600rpm、搅拌时间为10分钟；
步骤三中，所述高速搅拌的搅拌转速为1000rpm、搅拌时间为10分钟。
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