CN114133845B - 一种led喷涂白底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体公开了一种LED喷涂白底漆及其制备方法，由以下重量份的组分组成：单体溶解固体热塑丙烯酸树脂4‑6份；超支化丙烯酸树脂15‑25份；低粘度聚酯丙烯酸树脂20‑32份；丙烯酸酯单体10‑20份；钛白粉10‑15份；滑石粉18‑22份；消泡剂0.4‑0.6份；光引发剂2‑4份；胺助引发剂2‑4份；单体溶解固体热塑丙烯酸树脂由重量百分比为14‑17%的固体热塑丙烯酸树脂和余量的己二醇二丙烯酸酯单体组成；低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为150‑250CPS；本申请的LED喷涂白底漆具有附着力强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种LED喷涂白底漆及其制备方法。
背景技术
底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果；底漆一般为白色，通常称为白底漆。
市面上传统的白底漆通常为UV喷涂白底漆，主要通过高压汞灯进行UV固化，但使用过程中需要加入一定的有机溶剂进行开稀使用，造成使用过程中VOC超标，且高压汞灯使用过程中会产生臭氧，对环境污染大。随着科技的发展，人们逐渐采用环保性能较高的LED喷涂底漆，即采用LED进行底漆固化，由于固化过程中不产生臭氧，能耗也较小，因而越来越受到青睐。
通过上述相关技术，LED喷涂白底漆固化过程中，由于表层中氧浓度较高，容易出现氧阻聚问题，使得下层已固化，表层未固化，继而导致固化后的白底漆出现附着力差的问题。
发明内容
为了增强LED喷涂白底漆的附着力，本申请提供了一种LED喷涂白底漆及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种LED喷涂白底漆，采用如下的技术方案：
一种LED喷涂白底漆，由以下重量份的组分组成：
单体溶解固体热塑丙烯酸树脂4-6份；
超支化丙烯酸树脂15-25份；
低粘度聚酯丙烯酸树脂20-32份；
丙烯酸酯单体10-20份；
钛白粉10-15份；
滑石粉18-22份；
消泡剂0.4-0.6份；
光引发剂2-4份；
胺助引发剂2-4份；
所述单体溶解固体热塑丙烯酸树脂由重量百分比为14-17％的固体热塑丙烯酸树脂和余量的己二醇二丙烯酸酯单体组成；
所述低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为150-250CPS。
通过采用上述技术方案，己二醇二丙烯酸酯单体溶解的固体热塑丙烯酸树脂与超支化丙烯酸树脂共同配合，一方面降低整个配方的瞬间固化收缩率，从而赋予白底漆较好的附着力；另一方面氧阻聚反应较弱，进一步增强LED喷涂白底漆的附着力。粘度较低的低粘聚酯丙烯酸树脂可与单体溶解固体丙烯酸树脂、超支化丙烯酸树脂配合，进一步增强LED喷涂白底漆的柔韧性和附着力。丙烯酸单体和低粘聚酯丙烯酸树脂共同作用，调节白底漆的粘度，提高白底漆对基材等的润湿性，进一步增强白底漆的附着力。钛白粉和滑石粉一方面可提高 LED喷涂白底漆的硬度，另一方面滑石粉和单体溶解的固体丙烯酸树脂、超支化丙烯酸树脂配合，可在一定程度上降低LED喷涂白底漆固化瞬间的收缩率，进一步提高漆膜的附着力。光引发剂和胺助引发剂有助于降低白底漆固化过程中的氧阻聚问题，减少氧阻聚对白底漆附着力的影响。消泡剂用于抑制制备过程中的气泡，可以是BYK055、BYK141、TEGO920中的一种或几种。
综上所述，己二醇二丙烯酸酯单体溶解的固体热塑丙烯酸树脂与超支化丙烯酸树脂共同配合，并加入低粘聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体、钛白粉、滑石粉等物质辅助配合，减少固化过程中的氧阻聚问题，增强LED喷涂白底漆的附着力。
优选的，所述固体热塑丙烯酸树脂的固体含量为35-45％。
通过采用上述技术方案，若固体热塑丙烯酸树脂的固体含量较高，容易造成白底漆粘度过高，造成生产包装较为困难，若固体含量过低，容易导致粘度较低，生产时容易由于剪切力不够，导致固体热塑丙烯酸树脂不易分散溶解，从而影响LED喷涂白底漆的品质。优选固体热塑丙烯酸树脂的固体含量后，更好地控制白底漆粘度，从而提高生产效率。
优选的，所述固体热塑丙烯酸树脂的分子量为15000-30000。
通过采用上述技术方案，控制分子量在上述范围内，分子量较小，单体溶解固体热塑丙烯酸树脂的粘度较低，适用性较好；同时也可增强LED喷涂白底漆附着力。
优选的，所述丙烯酸酯单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三醇二丙烯酸酯中的至少一种。
通过采用上述技术方案，优选丙烯酸酯单体的具体组分，进一步调节白底漆粘度，提高白底漆附着力的同时，提高白底漆固化后的硬度。
优选的，所述光引发剂为光引发剂TPO、光引发剂819、光引发剂184中的至少一种。
通过采用上述技术方案，优选光引发剂的具体组分，更好地减少氧阻聚问题对白底漆附着力的影响，进一步增强LED喷涂白底漆的附着力。
优选的，所述胺助引发剂为胺助引发剂P113。
通过采用上述技术方案，优选胺助引发剂P113后，进一步降低了LED喷涂白底固化过程中的氧阻聚问题，从而给提高LED喷涂白底漆的表干性和附着力。
优选的，所述滑石粉的粒径为1200-1300目，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
通过采用上述技术方案，优选滑石粉的粒径，同时优选金红石型钛白粉，提升LED喷涂白底漆的白度的同时，增强耐候性和稳定性能。
第二方面，本申请提供一种LED喷涂白底漆的制备方法，采用如下的技术方案：一种LED喷涂白底漆的制备方法，包括以下制备步骤：
S1:将固体热塑丙烯酸树脂加入己二醇二丙烯酸酯单体中，混合均匀后得到单体溶解固体热塑丙烯酸树脂；
S2:将超支化丙烯酸树脂、单体溶解固体热塑丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体、钛白粉、滑石粉以及消泡剂混合，混合均匀后加入光引发剂、胺助引发剂、低粘度聚酯丙烯酸树脂进行混合，混合均匀后得到LED喷涂白底漆初品；
S3:将LED喷涂白底漆初品继续混合搅拌，搅拌速度为400-600r/min，搅拌时间为4-12min，后得到LED喷涂白底漆成品。
通过采用上述技术方案，首先采用己二醇二丙烯酸酯单体溶解固体热塑丙烯酸树脂，得到附着力优异的单体溶解固体丙烯酸树脂，后分步将各组分进行混合，通过搅拌混合，使得各组分之间接触充分，制备得到的LED喷涂白底漆具有附着力较好的优点。
优选的，所述步骤S2中，LED喷涂白底漆初品的粒径为15-50μm。
通过采用上述技术方案，若粒径较大，白底漆漆膜表面的平整度较差，具有明显的颗粒感，放置较久容易沉淀结块，同时也容易堵塞加工设备；若粒径过小，制备成本加大；通过控制LED喷涂白底漆初品的粒径，提高LED喷涂白底漆的漆膜品质，提高加工效率。
优选的，所述步骤S3中，搅拌速度为450-550r/min，搅拌时间为5-10min。
通过采用上述技术方案，优选步骤S3的搅拌速度和时间，对LED喷涂白底漆初品进一步加工，进一步提高LED喷涂白底漆的漆膜品质。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.在本申请中，采用己二醇二丙烯酸酯单体按比例溶解固体热塑丙烯酸树脂，并和超支化丙烯酸树脂共同配合，降低氧阻聚的同时，增强LED喷涂白底漆的附着力，同时通过低粘聚酯丙烯酸树脂、钛白粉辅助配合，进一步增强LED喷涂白底漆的附着力。
2.本申请中，优选固体热塑丙烯酸树脂的分子量和固体含量，进一步提高LED喷涂白底漆附着力；优选丙烯酸酯单体、光引发剂、胺助引发剂的具体组分，更好地减少氧阻聚问题对白底漆附着力的影响，进一步增强LED喷涂白底漆的附着力。
3.本申请的制备方法，通过分步混合，并控制搅拌速度，并控制制备过程中LED喷涂白底漆初品的粒径，提高LED喷涂白底漆的附着力的同时，提高漆膜品质，提高生产效率。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
各实施例中的组分及生产厂家如表1所示。
表1组分及生产厂家
实施例
实施例1:一种LED喷涂白底漆，所包括的具体组分及重量如表2所示，由以下步骤制得：
S1:将固体热塑丙烯酸树脂加入己二醇二丙烯酸酯单体中，混合均匀后得到单体溶解固体热塑丙烯酸树脂；其中固体热塑丙烯酸树脂的分子量为40000，固体含量为30％；
S2:将超支化丙烯酸树脂、单体溶解固体热塑丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体、锐钛型钛白粉、1100 目的滑石粉以及消泡剂混合搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌均匀后加入光引发剂、胺助引发剂、低粘度聚酯丙烯酸树脂继续进行搅拌，搅拌均匀并得到粒径为53±2μm的LED喷涂白底漆初品；其中低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为150CPS。
S3:将LED喷涂白底漆初品继续混合搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为4min，后得到LED喷涂白底漆成品。
实施例2:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的分子量为40000，固含量为30％；钛白粉为锐钛型钛白粉，滑石粉粒径为1200目，低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为250CPS，得到的初品粒径为55μm；步骤S3中的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为12min，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例3:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的固体含量为35％。
实施例4:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的固体含量为45％。
实施例5:一种LED喷涂白底漆，与实施例4的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的分子量为30000。
实施例6:一种LED喷涂白底漆，与实施例4的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的分子量为15000。
实施例7-8:一种LED喷涂白底漆，与实施例6的区别在于，丙烯酸酯单体的具体组分不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例9-10:一种LED喷涂白底漆，与实施例8的区别在于，光引发剂的具体组分不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例11-12:一种LED喷涂白底漆，与实施例10的区别在于，胺助引发剂的具体组分不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例13:一种LED喷涂白底漆，与实施例12的区别在于，滑石粉粒径为1200目，采用金红石型钛白粉替代锐钛型钛白粉。
实施例14:一种LED喷涂白底漆，与实施例12的区别在于，滑石粉粒径1300目，采用金红石型钛白粉替代锐钛型钛白粉。
实施例15:一种LED喷涂白底漆，与实施例14的区别在于，LED喷涂白底漆初品的粒径为50μm。
实施例16:一种LED喷涂白底漆，与实施例14的区别在于，LED喷涂白底漆初品的粒径为15μm。
实施例17:一种LED喷涂白底漆，与实施例16的区别在于，步骤S3中，搅拌速度为450r/min，搅拌时间为10min。
实施例18:一种LED喷涂白底漆，与实施例16的区别在于，步骤S3中，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为5min。
实施例19-20:一种LED喷涂白底漆，与实施例18的区别在于，固体热塑丙烯酸树脂的分子量为20000，固体含量为40％，滑石粉粒径为1250目，钛白粉为金红石型钛白粉，LED喷涂白底漆初品的粒径为17±2μm，低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为200cps，所包括的具体组分及重量如表2所示。
表2实施例1-2、实施例7-12、实施例19-20中的组分及重量如表2所示
对比例
对比例1:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，采用等量的固体热塑丙烯酸树脂替代单体溶解固体丙烯酸树脂。
对比例2:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，单体溶解固体热塑丙烯酸树脂中固体热塑丙烯酸树脂的重量百分比为20％。
对比例3:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，单体溶解固体热塑丙烯酸树脂中固体热塑丙烯酸树脂的重量百分比为10％。
对比例4:一种LED喷涂白底漆，与实施例1的区别在于，采用等量的丙烯酸树脂替代等量的超支化丙烯酸树脂。
对比例5:一种白底漆，由以下重量份组分组成：聚醚改性的环氧丙烯酸酯29kg、1,6己二醇二丙烯酸酯31kg、硬脂酸锌33kg、双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦5kg、消泡剂Tego920为0.5kg、流平剂BYK358N为0.3kg、气相二氧化硅为1.1kg、润湿分散剂X-405为0.1kg。
制备方法：将上述原料混合，混合搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌均匀后得到白底漆。
检测方法
实验一：附着力性能实验实验样品:将实施例1-20和对比例1-5分别涂覆在底板上，涂覆选用GB/T9271的规定处理；底板为GB/T 9271规定的底板，且尺寸为150mm×100mm的长方形试板，按照GB/T 1727-92 中的第7章的规定进行干燥；漆膜厚度为100微米。将涂覆有实施例1-20和对比例1-5的底板分别命名为实验样品1-20和对比样品1-5。
实验方法:根据GB/T 9286-1998的《色漆和清漆漆膜的划格试验》中的检测方法分别对实验样品1-20和对比样品1-5进行检测,并进行评级；评级标准根据上述GB/T 9286-1998 的评级标准进行评价。
实验结果：实验样品1-20和对比样品1-5的附着力性能如表3所示。
实验二：固化性能实验实验样品:将实施例1-20和对比例1-5的白底漆分别命名为实验样品1-20和对比样品1-5。
实验仪器:UV Power PuckⅡ美国EIT能量计全波段UV能量计(一般LED设备的能量在300-600mj/cm2范围)。
实验方法:将实验样品1-20和对比样品1-5分别涂覆在底板上，涂覆选用GB/T9271的规定处理；底板为GB/T 9271规定的底板，且尺寸为150mm×100mm的长方形试板；每个实验样品均有3个。后立即采用实验仪器UV Power PuckⅡ美国EIT能量计全波段UV能量计对白底漆进行固化检测，全波段UV能量计测试UVA波段的能量强度，一般LED设备的能量在300～600mj/cm2范围，此实验采用395nm，能量400mj/cm2；所以实验室测试时需保证在在此能量范围内有较好的固化效果。评分标准为1-5分，若在在此范围能量下固化效果好，评分越高，固化程度越差，分数越低。最后求出每种实验样品评分平均值作为最终的固化效果。
实验结果：实验样品1-20和对比样品1-5的固化性能如表3所示。
实验三:冷热循环开裂性实验实验样品:将实施例1-20和对比例1-5分别涂装在试板上，试板尺寸为30cm×15cm×1cm 的浅色贴面胶合板；并分别按照GB/T 9278规定的条件下干燥7天以上，并将由实施例1-20 涂装的试板命名为实验样品1-20，将由对比例1-5涂装的试板分别命名为对比样品1-5，每种样品均有3个。
实验仪器:恒温恒湿机。
实验方法:按照HG/T 0004-2012的《漆膜冷热循环测试方法》的检测方法分别对实验样品1-20和对比样品1-5进行冷热循环开裂性实验；观察实验样品是否有开裂情况，若未开裂标记为“0”，若开裂标记为“1”。
实验结果:实验样品1-20和对比样品1-5的开裂性能如表3所示。
实验四:其他性能实验实验样品:按照GB 3186-82的《涂料产品的取样》的规定，制备试样，分别得到实验样品1-20 和对比样品1-5,且每种样品为3个。
实验方法:
粘度：在25℃情况下，按照GB/T 1723-93的《涂料粘度测定法》中的检测方法分别对实验样品1-20和对比样品1-5进行粘度检测。
漆膜硬度：参照GB/T 1720-2007的《漆膜硬度测定法摆杆阻尼实验》中的检测方法分别对实验样品1-20和对比样品1-5进行硬度检测。
储存稳定性：参照GB/T 6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》中的实验方法分别对实验样品1-20和对比样品1-5进行储存稳定性检测。若漆膜无异常，则标记为‘10’，若有异常，例如结皮、腐蚀等问题，则标记为‘0’。
实验结果:实验样品1-20和对比样品1-5的其他性能实验结果如4所示。
表3实验样品1-20和对比样品1-5的附着力、固化性能以及开裂性能实验结果
表4实验样品1-20和对比样品1-5的其他性能实验结果
根据表3和表4的实验数据可知，实验样品1-20的附着力均≦2级，固化性能(表干)为4-4.5，固化性能(实干)为4.5-5，无异常开裂情况，粘度为730-790CPS，硬度均为H，储存稳定性较好。对比样品1-5的附着力为3级或者4级，固化性能(表干)为3-4，固化性能(实干)为3.5-4，有部分异常开裂情况，粘度为820-860CPS，硬度为2H，储存稳定性较差。说明实验样品1-20相比于对比样品 1-5的附着力较好，固化快，无开裂情况，粘度适中，且硬度和稳定性较好。
对比实验样品1和对比样品1可知，采用己二醇二丙烯酸酯单体溶解固体热塑丙烯酸树脂，LED喷涂白底漆的附着力增强，同时更容易固化，稳定性也较好，说明己二醇二丙烯酸酯单体溶解固体热塑丙烯酸树脂可以增强白底漆的附着力。对比实验样品1和对比样品2-3 可知，优选单体溶解固体热塑丙烯酸树脂中固体热塑丙烯酸树脂的含量，有效提高LED喷涂白底漆的附着力、提高固化速度；对比实验样品1和对比样品4可知，超支化丙烯酸树脂的加入，使得白底漆粘度降低，有效调节粘度，赋予白底漆较好的实用性，同时提高附着力。
对比实验样品1和实验样品3-4可知，优选固体热塑丙烯酸树脂的固体含量后，有助于更好地控制白底漆粘度；对比实验样品4-6可知，较低分子量的固体热塑丙烯酸树脂，经过己二醇二丙烯酸酯单体溶解后，粘度有所降低，固化速度快，附着力优异。
对比实验样品6-8可知，优选丙烯酸酯单体具体组分后，粘度有所降低，同时附着力也有了一定程度的提高，可能是由于丙烯酸酯单体可提高对基材表面的润湿性能，进而提高白底漆的附着力。
对比实验样品8-10可知，优选光引发剂后，可有效减少氧阻聚问题，提高了白底漆的附着力；对比实验样品10-12可知，优选胺助引发剂后，LED喷涂白底漆固化过程中氧阻聚问题减少，使得白底漆附着力增强，同时固化速度快；对比实验样品12-14可知，优选滑石粉粒径，并采用金红石型钛白粉后，有助于增强白底漆膜的硬度，同时降低白底漆固化瞬间的收缩率，进一步增强白底漆的附着力；对比实验样品14-16可知，优选LED喷涂白底漆初品粒径，可提高白底漆的品质，附着力、稳定性能均有一定提高；对比实验样品16-18可知，优选步骤S3的搅拌速度和搅拌时间，使得各组分混合均匀，漆膜品质更好，附着力提高。
对比实验样品1和实验样品19-20可知，优选具体组分，并优选制备步骤，可获得附着力优异，粘度适中，同时硬度、稳定性均较好的LED喷涂白底漆。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种LED喷涂白底漆，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
单体溶解固体热塑丙烯酸树脂4-6份；
超支化丙烯酸树脂15-25份；
低粘度聚酯丙烯酸树脂20-32份；
丙烯酸酯单体10-20份；
钛白粉10-15份；
滑石粉18-22份；
消泡剂0.4-0.6份；
光引发剂2-4份；
胺助引发剂2-4份；
所述单体溶解固体热塑丙烯酸树脂由重量百分比为14-17%的固体热塑丙烯酸树脂和余量的己二醇二丙烯酸酯单体组成；
所述低粘度聚酯丙烯酸树脂的粘度为150-250CPS。
2.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述固体热塑丙烯酸树脂的固体含量为35-45%。
3.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述固体热塑丙烯酸树脂的分子量为15000-30000。
4.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述丙烯酸酯单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三醇二丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述光引发剂为光引发剂TPO、光引发剂819、光引发剂184中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述胺助引发剂为胺助引发剂P113。
7.根据权利要求1所述的一种LED喷涂白底漆，其特征在于，所述滑石粉的粒径为1200-1300目，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
8.权利要求1-7中任意一项所述的一种LED喷涂白底漆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤:
S1:将固体热塑丙烯酸树脂加入己二醇二丙烯酸酯单体中，混合均匀后得到单体溶解固体热塑丙烯酸树脂；
S2:将超支化丙烯酸树脂、单体溶解固体热塑丙烯酸树脂、丙烯酸酯单体、钛白粉、滑石粉以及消泡剂混合，混合均匀后加入光引发剂、胺助引发剂、低粘度聚酯丙烯酸树脂进行混合，混合均匀后得到LED喷涂白底漆初品；
S3:将LED喷涂白底漆初品继续混合搅拌，搅拌速度为400-600r/min，搅拌时间为4-12min，后得到LED喷涂白底漆成品。
9.根据权利要求8所述的一种LED喷涂白底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，LED喷涂白底漆初品的粒径为15-50μm。
10.根据权利要求8所述的一种LED喷涂白底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，搅拌速度为450-550r/min，搅拌时间为5-10min。
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