CN113817403A

CN113817403A - 一种水性耐污加色uv涂料及其制备方法与应用

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Publication number: CN113817403A
Application number: CN202110937846.8A
Authority: CN
Inventors: 刘少宇; 胡江天; 吴纯超
Original assignee: Shanghai Kinlita Chemical Co ltd
Current assignee: Shanghai Kinlita Chemical Co ltd
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2041-08-16
Also published as: CN113817403B

Abstract

本发明公开了一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，按重量百分比计算，包括：高官能度UV树脂分散体40‑55％；抗污UV树脂10‑15％；水性聚氨酯分散体10‑20％；光引发剂2‑4％；成膜助剂3‑6％；消光粉1‑3％；润湿流平剂0.1‑0.5％；消泡剂0.1‑0.5％；耐污助剂0.5‑2％；增稠剂0.05‑0.3％；防沉剂0.5‑2％；色浆0.1‑2％；银粉1‑3％；分散剂0.1‑1％；PH调节剂0.1‑0.3％；稀释剂1‑10％。本发明还公开了其制备方法和应用。本发明的水性耐污加色UV涂料符合环保标准，相比现有的水性UV涂料的抗污能力明显提升，可以采用喷涂的方式进行快速固化，容易使用。

Description

一种水性耐污加色UV涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及水性UV涂料制备领域，具体涉及一种水性耐污加色UV涂料及其制备方法与应用。

背景技术

随着科学技术的进步，手机.电脑等电子产品与人类生活联系越来越紧密。这些产品在使用过程中经常沾染油污、手汗或化妆品等污染物，影响外观。目前通过在产品表面喷涂涂料来改善此问题。

随着新的环保法规GB/T30981-2020的出台，国家大力发展低VOC的环境友好型涂料，为了顺应这个发展潮流，很多涂料企业开发出水性耐污透明清漆，这类涂料一般仅为短期抗污效果。

经过摩擦后，抗污能力急剧下降或者失去抗污能力，并且这类涂料需要和调色中涂搭配使用，一般需要2涂(色漆+清漆)或者3涂(底漆+色漆+清漆)以上才能使用，降低了生产效率，增加了生产成本。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种水性耐污加色UV涂料及其制备方法与应用。所制造的水性耐污加色UV涂料在符合低VOC的指标要求的同时，能够有效延长抗污效果，减少调色涂层，提高生产效率，降低成本。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种水性耐污加色UV涂料，按重量百分比计算，包括：

高官能度UV树脂分散体40-55％；

抗污UV树脂10-15％；

水性聚氨酯分散体10-20％；

光引发剂2-4％；

成膜助剂3-6％；

消光粉1-3％；

润湿流平剂0.1-0.5％；

消泡剂0.1-0.5％；

耐污助剂0.5-2％；

增稠剂0.05-0.3％；

防沉剂0.5-2％；

色浆0.1-2％；

银粉1-3％；

分散剂0.1-1％；

PH调节剂0.1-0.3％；

稀释剂1-10％。

所述的高官能度UV树脂分散体为6官能度以上的高官能度UV树脂分散体，优选为脂肪族聚氨酯丙烯酸分散体。

在本发明的一个优选实施例中，所述抗污UV树脂为6官能度的氟改性丙烯酸酯树脂，所述氟改性丙烯酸酯树脂为反应型树脂，参与UV固化反应，达到长效抗污的要求。

在本发明的一个优选实施例中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、379(2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮)中的任意一种或者几种。

在本发明的一个优选实施例中，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚中的任意一种或者几种。

在本发明的一个优选实施例中，所述消光粉为气相二氧化硅。

在本发明的一个优选实施例中，所述润湿流平剂为有机硅表面改性剂或聚醚硅氧烷共聚物中的任意一种或者二者的混合。

在本发明的一个优选实施例中，所述消泡剂为破泡聚硅氧烷聚合物、八甲基环四硅氧烷或聚醚矽氧烷共聚物中的任意一种或者几种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的耐污助剂为有机硅表面助剂；

所述的增稠剂为聚氨酯型增稠剂；

所述的防沉剂为改性乙烯-醋酸乙烯共聚物；

所述的色浆为水性无树脂黑浆；

所述的银粉为钝化处理的水性银粉；

所述的分散剂为水性高分子量化合物，优选为填料；

所述的PH调节剂为二甲基乙醇胺。

所述的稀释剂为去离子水。

一种水性耐污加色UV涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述银粉和去离子水按照1：1.5混合后，在400-700r/min速度下边搅拌边加入所述分散剂进行分散得银浆待用；

将所述高官能度UV树脂分散体加入另一分散缸中后加入剩余去离子水，在300-500r/min速度下边搅拌边加入所述消泡剂、润湿流平剂、成膜助剂、防沉剂、抗污UV树脂和耐污助剂后，在1100-1500r/min速度下分散得第一粗料；

将分散转速调节至300-500r/min,边搅拌边在所述第一粗料内加入所述水性聚氨酯分散体、光引发剂、消光粉和色浆，在1000-1300r/min转速下分散15-20分钟，检测细度≤12um为合格得第二粗料；

将分散转速调节至300-500r/min,边搅拌边在检测合格的第二粗料内加入所述PH调节剂，调节涂料PH值在8-8.5范围内加入银浆，加入增稠剂调节粘度后过滤得所述水性耐污加色UV涂料产品。

一种水性耐污加色UV涂料的应用，所述应用为喷涂使用，所述喷嚏使用首先将所述水性耐污加色UV涂料产品稀释至EZ3#@25℃，12-35秒，在50-60℃下流平10-15mins,在800-1000mj/cm²，100-200mw/cm²条件下固化，干膜膜厚15-20um。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷涂为手工喷涂、Spindle喷涂或往复机喷涂。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷涂的基材对象为ABS或PC基材时，需要在喷涂之前对所述基材的表面先进行除油，除尘处理。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷涂的环境温度为20℃-28℃，相对湿度为60％-75％。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷涂的基材对象为金属底材时，须配套底漆使用，所述底漆为水性油性高温烤漆、水性油性环氧底漆、水性油性聚氨酯底漆。

本发明的有益效果在于：

本发明的水性耐污加色UV涂料符合GB/T30981-2020的VOC标准，相比现有的水性UV涂料的抗污能力明显提升，可以采用喷涂的方式进行快速固化，在大多数使用场景当中，不需要和调色中涂搭配使用。

具体实施方式

以下实施例对本发明进一步详细说明。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种水性耐污加色UV涂料，按重量百分比计，包括以下组分：

高官能度UV树脂分散体40-55％；

抗污UV树脂10-15％；

水性聚氨酯分散体10-20％；

光引发剂2-4％；

成膜助剂3-6％；

消光粉1-3％；

润湿流平剂0.1-0.5％；

消泡剂0.1-0.5％；

耐污助剂0.5-2％；

增稠剂0.05-0.3％；

防沉剂0.5-2％；

色浆0.1-2％；

银粉1-3％；

分散剂0.1-1％；

PH调节剂0.1-0.3％；

稀释剂1-10％。

高官能度UV树脂分散体为主要成膜树脂，该树脂固含40-50％，为聚氨酯丙烯酸酯类型，提供涂料主要的物理，化学性能。具有硬度高，耐磨好，耐化性好的特点。

高官能度UV树脂分散体可以为锐石化学的RS7910,RS7915,RS7916。

抗污UV树脂为氟改性丙烯酸酯，为涂料提供长效的耐污性，该树脂为90-100％固含的水溶性树脂。可以为杰士达化学DSP-656F,DSP-670F,DSP-552F。

水性聚氨酯分散体固含为35-45％，提供涂料的表干速度，增加在塑料基材上的附着力，易消光，可以为DSM的R-2203，E-123。

光引发剂为UV涂料的交联剂，光引发剂分子在紫外光区(250-400nm)或可见光区(400-800nm)有一定吸光能力，在直接或间接吸收光能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态；在激发单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性基团。可以为巴斯夫的1173、TPO、379。

成膜助剂为市售的DPM(二丙二醇甲醚)，DPNB(二丙二醇丁醚)，DB(二乙二醇丁醚)，PM(丙二醇甲醚)中的一种或者几种。

消光粉为气相二氧化硅，为东曹的E-1011，格蕾丝的CP4-8991。

润湿流平剂可以提高涂料在素材上的润湿能力，提供涂料的流平性。为迪高的4100，280，毕克的BYK-3456。

消泡剂为毕克的BYK-024,BYK-019,迪高的902W,810。

耐污助剂为降低涂料表面张力，提高涂料的耐污性。可以为毕克的BYK3760,BYK333,迪高的410。

增稠剂为涂料提供防沉防流挂，喷涂易雾化，流平好。为海明斯德谦的299。

防沉剂为涂料提供防沉防流挂，颜色的定向性，防止喷涂时出现发花，色斑的现象，避免储存过程中出现硬沉淀，结块,返粗。为毕克的BYK-8421。

色浆为公司自产的水性无树脂黑浆。炭黑质量固含量在30％。

银粉为市售的粒径在15um的钝化处理银粉，质量固含量在65％。

分散剂为颜填料提供好的分散性，防沉性。为毕克的BYK-190，BYK-192。

PH调节剂为市售的二甲基乙醇胺DMEA，调节涂料的PH值。

稀释剂为去离子水。

本发明还提供了水性耐污加色UV涂料的制备方法，包含以下步骤：

1.将银粉制备成银浆，银粉加入，加入(银粉：去离子水＝1：1.5)去离子水，400-700r/min边搅拌边缓慢加入分散剂，分散10分钟，停止分散，浸泡30分钟后。继续400-700r/min,分散10分钟得银浆备用。

2.将高官能度UV树脂分散体加入另一个分散缸中，加入去离子水，300-500r/min边搅拌边缓慢加入消泡剂，润湿流平剂，成膜助剂，防沉剂，抗污UV树脂，耐污助剂，1100-1500r/min分散20分钟。

3.将分散机转速调节至300-500r/min,边搅拌边缓慢加入水性聚氨酯分散体，光引发剂，消光粉，色浆。在1000-1300r/min转速下分散15-20分钟，检测细度≤12um，合格。

4.将分散机转速调节至300-500r/min,边搅拌边缓慢加入PH调节剂，调节涂料PH值在8-8.5范围，加入银浆，加入增稠剂调节粘度在60-70KU@25℃。75um过滤网过滤，制备完成。

本发明还提供了水性耐污加色UV涂料在ABS塑料基材上的应用，将水性耐污加色UV涂料用去离子水稀释至EZ3#@25℃，14秒，在23℃，65％相对湿度下喷涂与ABS基材上，在55℃下流平12mins,在850mj/cm²，180mw/cm²条件下固化，干膜膜厚15-17um。

具体的以下实施例中，高官能度UV分散体为锐石化学的RS7910；

抗污UV树脂为杰士达的DSP-552F；

水性聚氨酯分散体为DSM的R-2203；

光引发剂为Irgacure-TPO；

成膜助剂为市售的DPM；

消光粉为东曹的E-1011；

润湿流平剂为迪高的4100；

消泡剂为BYK-024；

耐污助剂为迪高410；

增稠剂为海明斯德谦的299；

防沉剂为BYK-8421；

色浆为公司自产的黑浆；

银粉为市售钝化处理的15um；

分散剂为BYK-192；

PH调节剂为市售的DMEA,稀释剂为去离子水。

实施例1水性银浆的组成如表1所示：

表1

上述水性银浆制备方法如下：

1.银粉加入，加入去离子水，400r/min边搅拌边缓慢加入分散剂，分散10分钟。

2.停止分散，浸泡30分钟后。继续400r/min,分散10分钟，备用。

实施例2水性耐污加色UV涂料的组成如表2所示：

表2

上述水性耐污加色UV涂料制备方法如下：

1.将高官能度UV树脂分散体加入分散缸中，加入去离子水，500r/min边搅拌边缓慢加入消泡剂，润湿流平剂，成膜助剂，防沉剂，抗污UV树脂，耐污助剂，1200r/min分散20分钟。

2.将分散机转速调节至300r/min,边搅拌边缓慢加入水性聚氨酯分散体，光引发剂，消光粉，色浆。在1000r/min转速下分散20分钟，检测细度≤12um，合格。

3.将分散机转速调节至500r/min,边搅拌边缓慢加入PH调节剂，调节涂料PH值在8.3，加入银浆，加入增稠剂调节粘度在65KU@25℃。75um过滤网过滤，制备完成。

实施例3水性耐污UV涂料的组成如表3所示：

表3

与实施例2相比，本实施例高官能度UV树脂分散体增加至50％，抗污UV树脂降低至10％,去离子水降低至3.1，防沉剂降低至1，增稠剂降低至0.1。

上述水性耐污加色UV涂料与实施例2制备方法相同。

实施例4水性耐污加色UV涂料的组成如表4所示：

表4

与实施例2相比，本实施例高官能度UV树脂分散体增加至52.5％，去离子水降低至0.85，防沉剂降低至0.5，水性聚氨酯降至18％，增稠剂降低至0.05。

上述水性耐污加色UV涂料与实施例2制备方法相同。

实施例5水性耐污加色UV涂料组成如表5所示

表5

与实施例2相比，本实施例高官能度UV树脂分散体增加至55％，抗污UV树脂降低至10％,去离子水降低至3.05，防沉剂降低至1，水性聚氨酯降至15％，增稠剂降低至0.05。

实施例6水性耐污加色UV涂料组成如表6所示：

表6

与实施例2相比，本实施例高官能度UV树脂分散体增加至55％，抗污UV树脂降低至10％，水性聚氨酯降至10％。

上述水性耐污加色UV涂料与实施例2制备方法相同。

实施例2至实施例6按以下指标测试性能如下表7所示：

表7

涂膜性能测试结果如表8所示

表8：

从以上测试结果可得，实施例5施工得到的涂膜性能最优异，硬度可达到2H，附着力好，RCA性能好，高温高湿及水煮结果优秀，MEK测试好，水接触角达到112°，且摩擦后水接触角达到106°。

本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和等同替换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，按重量百分比计算，包括：

高官能度UV树脂分散体40-55％；

抗污UV树脂10-15％；

水性聚氨酯分散体10-20％；

光引发剂2-4％；

成膜助剂3-6％；

消光粉1-3％；

润湿流平剂0.1-0.5％；

消泡剂0.1-0.5％；

耐污助剂0.5-2％；

增稠剂0.05-0.3％；

防沉剂0.5-2％；

色浆0.1-2％；

银粉1-3％；

分散剂0.1-1％；

PH调节剂0.1-0.3％；

稀释剂1-10％。

2.如权利要求1所述的一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，所述的高官能度UV树脂分散体为6官能度以上的高官能度UV树脂分散体。

3.如权利要求1所述的一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，所述抗污UV树脂为6官能度的氟改性丙烯酸酯树脂。

4.如权利要求1所述的一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、379(2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮)中的任意一种或者几种。

5.如权利要求1所述的一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚中的任意一种或者几种；

所述消光粉为气相二氧化硅；

所述润湿流平剂为有机硅表面改性剂或聚醚硅氧烷共聚物中的任意一种或者二者的混合；

所述消泡剂为破泡聚硅氧烷聚合物、八甲基环四硅氧烷或聚醚矽氧烷共聚物中的任意一种或者几种。

6.如权利要求1所述的一种水性耐污加色UV涂料，其特征在于，所述的耐污助剂为有机硅表面助剂；

所述的增稠剂为聚氨酯型增稠剂；

所述的防沉剂为改性乙烯-醋酸乙烯共聚物；

所述的色浆为水性无树脂黑浆；

所述的银粉为钝化处理的水性银粉；

所述的分散剂为水性高分子量化合物；

所述的PH调节剂为二甲基乙醇胺。

所述的稀释剂为去离子水。

7.如权利要求1-6所述的一种水性耐污加色UV涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求1-6所述的一种水性耐污加色UV涂料的应用，其特征在于，所述应用为喷涂使用，所述喷嚏使用首先将所述水性耐污加色UV涂料产品稀释至EZ3#@25℃，12-35秒，在50-60℃下流平10-15mins,在800-1000mj/cm²，100-200mw/cm²条件下固化，干膜膜厚15-20um。

9.如权利要求8所述的一种水性耐污加色UV涂料的应用，其特征在于，所述喷涂为手工喷涂、Spindle喷涂或往复机喷涂；

喷涂的环境温度为20℃-28℃，相对湿度为60％-75％。

10.如权利要求8所述的一种水性耐污加色UV涂料的应用，其特征在于，所述喷涂的基材对象为ABS或PC基材时，需要在喷涂之前对所述基材的表面先进行除油，除尘处理；

所述喷涂的基材对象为金属底材时，须配套底漆使用，所述底漆为水性油性高温烤漆、水性油性环氧底漆、水性油性聚氨酯底漆。