CN114539908A - 一种应用于装饰板材上高耐黄变uv光固化涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料及其制备方法，包括以下重量份原料：聚氨酯丙烯酸酯50‑70份、耐黄变改性环氧丙烯酸酯20‑40份、高耐黄变助剂改性丙烯酸单体20‑40份、助剂1‑5份、阳离子光引发剂3‑5份、填料10‑20份、UV光固化活性稀释剂20‑40份；所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体利用高耐黄变助剂、丙烯酸单体间的酰化反应制备而成的；所述高耐黄变助剂为N,N‑双‑(3‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酰基)己二胺。本发明采用阳离子光引发剂代替传统自由基光引发剂，大大降低UV光固化涂料中自由基的产生量，避免因活性自由基的过量残余而导致的黄变老化现象，并利用高耐黄变助剂改性丙烯酸单体实现分子内耐黄变抗氧化的作用。
Description
技术领域
本发明属于光固化涂料领域，具体涉及一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料及其制备方法。
背景技术
光固化涂料又称光敏涂料，是以紫外光为涂料固化能源，又称紫外光固化涂料，主要由光敏树脂、光引发剂(光敏剂)和稀释剂组成，同时加入一些添加剂，如热稳定剂，制备色漆时加入颜料和填料。光固化涂料不需加热，即可在纸张、塑料、皮革和木材等底材上迅速固化成膜。光固化涂料优点是固化时间短、固化温度低、挥发分低，为绿色无公害、高效率的新品种涂料。目前，光固化涂料主要利用自由基引发剂分解产生的自由基引发不饱和单体聚合，但自由基型光固化涂料固化过程受氧气抑制，导致固化收缩率高、粘结强度低，表面固化不良，且由于固化体系中大量过氧化氢、羟基自由基等活性氧自由基的存在，也会引起聚合物的氧化黄变，尤其是自由基引发剂过量时，容易产生分子链活性集中现象，聚合物分子链中碳碳键或碳氢键更易断裂，且多余的自由基碎片重排为带有色团的共轭结构的有色产物，黄变现象更为严重。此外，目前行业内UV耐黄变涂料的耐黄变性能普遍不高，只能达到ΔЕ≤3，在一些特殊的、高耐黄变要求的工艺上无法应用。
因此，如何克服传统光固化涂料耐黄变性能不高以及因氧阻聚而引起的固化不良问题具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料及其制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，包括以下重量份原料：
所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法为：按重量份将4-8份高耐黄变助剂加入15-20份氯仿溶剂中，搅拌溶解后，与20-40份丙烯酸单体混合均匀后，加入0.5-2份二环己基碳二亚胺，20-50℃搅拌反应3-6h后，升温至65-85℃，继续搅拌1-2h，以挥发脱除氯仿溶剂，得高耐黄变助剂改性丙烯酸单体；
所述高耐黄变助剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
优选的是，所述聚氨酯丙烯酸酯为耐黄变聚氨酯丙烯酸酯，具体为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(1000-3000分子量)、芳香族聚氨酯丙烯酸酯(1000-3000分子量)的一种或几种。
优选的是，所述耐黄变改性环氧丙烯酸酯为酸酐改性环氧丙烯酸酯、聚酯改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的一种或几种。
优选的是，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中一种或两种。
优选的是，所述助剂为消泡剂，具体为硅油、聚醚改性硅油、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的一种或多种。
优选的是，所述阳离子光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮或三芳基硅氧醚中的一种或多种。
优选的是，所述填料为玻璃粉、透明粉、二氧化硅、钛白粉、重质碳酸钙、滑石粉中一种或多种。
优选的是，所述UV光固化活性稀释剂为二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢化糠基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、环三羟基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中一种或多种。
本发明还提供一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法：将高耐黄变助剂改性丙烯酸单体与聚氨酯丙烯酸酯、耐黄变改性环氧丙烯酸酯混合均匀后，分散于UV光固化活性稀释剂中，再加入助剂、阳离子光引发剂，搅拌均匀后，加入填料，充分搅拌后，即得所述应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料。
本发明的有益效果：
1、本发明首次利用耐黄变改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备用于高耐黄变UV光固化涂料，耐黄变改性环氧丙烯酸酯为酸酐改性环氧丙烯酸酯、聚酯改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的一种或几种，明显提高UV光固化涂料的耐黄变性能、耐老化性能，高耐黄变助剂改性丙烯酸单体的引入赋予UV光固化涂料清除自体自由基能力，进而阻止涂料氧化、黄变的发生。
2、本发明采用阳离子光引发剂代替传统自由基光引发剂，大大降低UV光固化涂料中自由基的产生量，避免因活性自由基的过量残余而导致的黄变老化现象，且阳离子光引发剂在固化过程中体积收缩小、粘结性能强，固化过程不受氧气阻聚，反应不易终止，后固化性能强。
3、本发明利用高耐黄变助剂中氨基与丙烯酸单体中的羧基间的酰化反应实现二者的有机结合，以共价键的形式连接高耐黄变助剂与丙烯酸单体，进而使高耐黄变助剂稳定地嵌入聚合物分子链及网状结构中，实现UV光固化涂料的分子内耐黄变抗老化性能，达到聚合物自体高效耐黄变的作用，使光固化后涂膜黄变值ΔЕ＜1。
附图说明
图1为本发明应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法流程图；
图2为本发明中高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，包括以下重量份原料：
所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法为：按重量份将4份高耐黄变助剂加入15份氯仿溶剂中，搅拌溶解后，与20份甲基丙烯酸混合均匀后，加入0.5份二环己基碳二亚胺，20℃搅拌反应3h后，升温至65℃，继续搅拌1h，以挥发脱除氯仿溶剂，得高耐黄变助剂改性丙烯酸单体；
所述高耐黄变助剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法：将高耐黄变助剂改性丙烯酸单体与分子量为1000的芳香族聚氨酯丙烯酸酯、酸酐改性环氧丙烯酸酯混合均匀后，分散于二缩丙二醇二丙烯酸酯中，再加入硅油、三芳基硫鎓盐，搅拌均匀后，加入玻璃粉，充分搅拌后，即得所述应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料。
实施例2
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，包括以下重量份原料：
所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法为：按重量份将6份高耐黄变助剂加入17.5份氯仿溶剂中，搅拌溶解后，与30份丙烯酸混合均匀后，加入1份二环己基碳二亚胺，35℃搅拌反应4h后，升温至75℃，继续搅拌1.5h，以挥发脱除氯仿溶剂，得高耐黄变助剂改性丙烯酸单体；
所述高耐黄变助剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法：将高耐黄变助剂改性丙烯酸单体与分子量为2000的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、聚酯改性环氧丙烯酸酯混合均匀后，分散于四氢化糠基丙烯酸酯中，再加入聚醚改性硅油、磺酰氧基酮，搅拌均匀后，加入钛白粉，充分搅拌后，即得所述应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料。
实施例3
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，包括以下重量份原料：
所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法为：按重量份将8份高耐黄变助剂加入20份氯仿溶剂中，搅拌溶解后，与40份丙烯酸混合均匀后，加入2份二环己基碳二亚胺，50℃搅拌反应6h后，升温至85℃，继续搅拌2h，以挥发脱除氯仿溶剂，得高耐黄变助剂改性丙烯酸单体；
所述高耐黄变助剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法：将高耐黄变助剂改性丙烯酸单体与分子量为3000的芳香族聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯混合均匀后，分散于丙烯酰吗啉中，再加入环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、三芳基硅氧醚，搅拌均匀后，加入滑石粉，充分搅拌后，即得所述应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料。
对比例1与实施例1相同，区别在于：对比例1中不含高耐黄变助剂改性丙烯酸单体。
对比例2与实施例1相同，区别在于：对比例2中的光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯。
根据GBT 39294-2020测定实施例1-3及对比例1-2制出的UV光固化涂料的黄变值(总色差)ΔЕ，试验结果如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| ΔЕ | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 3.8 | 3.1 |
实施例1-3首次利用耐黄变改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备用于高耐黄变UV光固化涂料，耐黄变改性环氧丙烯酸酯为酸酐改性环氧丙烯酸酯、聚酯改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的一种或几种，明显提高UV光固化涂料的耐黄变性能、耐老化性能，高耐黄变助剂改性丙烯酸单体的引入赋予UV光固化涂料清除自体自由基能力，进而阻止涂料氧化、黄变的发生。
实施例1-3采用阳离子光引发剂代替传统自由基光引发剂，大大降低UV光固化涂料中自由基的产生量，避免因活性自由基的过量残余而导致的黄变老化现象，且阳离子光引发剂在固化过程中体积收缩小、粘结性能强，固化过程不受氧气阻聚，反应不易终止，后固化性能强。
实施例1-3利用高耐黄变助剂中氨基与丙烯酸单体中的羧基间的酰化反应实现二者的有机结合，以共价键的形式连接高耐黄变助剂与丙烯酸单体，进而使高耐黄变助剂稳定地嵌入聚合物分子链及网状结构中，实现UV光固化涂料的分子内耐黄变抗老化性能，达到聚合物自体高效耐黄变的作用，使光固化后涂膜黄变值ΔЕ＜1。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (9)
1.一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：
所述高耐黄变助剂改性丙烯酸单体制备方法为：按重量份将4-8份高耐黄变助剂加入15-20份氯仿溶剂中，搅拌溶解后，与20-40份丙烯酸单体混合均匀后，加入0.5-2份二环己基碳二亚胺，20-50℃搅拌反应3-6h后，升温至65-85℃，继续搅拌1-2h，以挥发脱除氯仿溶剂，得高耐黄变助剂改性丙烯酸单体；
所述高耐黄变助剂为N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
2.根据权利要求1所述的一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯为耐黄变聚氨酯丙烯酸酯，具体为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(1000-3000分子量)、芳香族聚氨酯丙烯酸酯(1000-3000分子量)的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述耐黄变改性环氧丙烯酸酯为酸酐改性环氧丙烯酸酯、聚酯改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯的一种或几种。
4.根据权利要求1所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中一种或两种。
5.根据权利要求1所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂，具体为硅油、聚醚改性硅油、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述阳离子光引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮或三芳基硅氧醚中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述填料为玻璃粉、透明粉、二氧化硅、钛白粉、重质碳酸钙、滑石粉中一种或多种。
8.根据权利要求1所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料，其特征在于，所述UV光固化活性稀释剂为二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢化糠基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、环三羟基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中一种或多种。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料的制备方法，其特征在于：将高耐黄变助剂改性丙烯酸单体与聚氨酯丙烯酸酯、耐黄变改性环氧丙烯酸酯混合均匀后，分散于UV光固化活性稀释剂中，再加入助剂、阳离子光引发剂，搅拌均匀后，加入填料，充分搅拌后，即得所述应用于装饰板材上高耐黄变UV光固化涂料。
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