CN114672230A - 一种抗静电耐刮型复合uv涂料及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电耐刮型复合UV涂料及其加工工艺，涉及复合UV涂料的加工工艺技术领域，如下原料配制制成：PEG200DA、HDDA、EO3‑TMPTA、PUA、二乙醇胺、氟硼酸的40％乙醚溶液和光引发剂，包括如下步骤：(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；(3)EO3‑TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；(4)配制；(5)性能测试；(6)成品。本发明通过以二丙烯酸酯或三丙烯酸酯与二乙醇胺经制得氨基改性丙烯酸酯，进而与氟硼酸反应制备出3种可UV固化的季铵盐，所得产物经HNMR和FTIR分析表征，合成的季铵盐单体为低黏度液体，所得季铵盐经复配后光固化速度快，固化膜具有优良的抗静电性及耐擦洗性。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗静电耐刮型复合UV涂料，涉及复合UV涂料的加工工艺技术领域，具体涉及一种抗静电耐刮型复合UV涂料及其加工工艺。
背景技术
塑料抗静电改性的方法主要有两种：一是添加法，在非极性树脂中添加抗静电剂或导电性填料，使塑料的抗静电性或导电性得到提高，添加的导电填料量及加工工艺对所得材料的性能影响很大，用量也较多。二是表面法，即对塑料制品表面采用电镀、涂覆、粘贴等方法，使其制品表面形成导电层，电镀的成本高，难以处理形状复杂的制品，涂覆法一般是将有效的抗静电剂组分配制成水或醇的溶液，通过浸渍、喷涂或刷涂等方法处理塑料制品表面，随后干燥脱除溶剂得到抗静电剂包裹膜，该方法具有用量少、加工方便、不影响材料的内部性能的特点。针对现有技术存在以下问题：
常用的抗静电剂已有很多种，但由于小分子抗静电剂易迁移及溶解性大，其抗静电性耐久性较差，如何解决耐久性的问题是表面涂覆型抗静电处理的关键。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种抗静电耐刮型复合UV涂料及其加工工艺，其中一种目的是为了具备抗静电的效果，解决静电对涂料产生干扰的问题；其中另一种目的是为了解决涂料容易受损不耐刮的问题，以达到提高涂料强度的效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗静电耐刮型复合UV涂料，如下原料配制制成：
PEG200DA、HDDA、EO3-TMPTA、PUA、二乙醇胺、氟硼酸的40％乙醚溶液和光引发剂。
一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(4)配制；
(5)性能测试；
(6)成品。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，所述步骤(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗和冷凝管的250ML三口瓶中加入17.77g(0.05mol)PEG200DA，在电磁搅拌下于0.5h内滴加5.25g(0.05mol)二乙醇胺，反应10h后得到22.74g黄色透明液体(样品1a)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)的氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)，反应3h至瓶内液体pH＝7，减压抽去乙醚，得到27.781g浅黄色透明液体(样品2a)，产率为98％(质量分数)。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，所述步骤(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，11.47g(0.05mol)HDDA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到16.76g无色透明液体(样品1b)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到19.76g无色透明液体(样品2b)，产率为93％(质量分数)。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，所述步骤(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，21.87g(0.05mol)EO3-TMPTA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到26.35g黄色透明液体(样品1c)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到30.54g浅黄色透明液体(样品2b)，产率为98％(质量分数)。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，所述步骤(4)配制还包括以下步骤：
将步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中合成的样品、原料、与低聚物PUA按3∶12∶12∶1均匀混合后，再加入1％(质量分数)的光引发剂(50％二苯甲酮，50百分之DAROCUR 1173)，即得复合UV涂料。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，所述步骤(5)性能测试还包括以下步骤：
黏度测试：参照国际标准ISO3219—1979，在25℃下，利用旋转黏度计测定单体黏度；
UV固化测试：将复配好的UV固化胶在PS片材上涂膜，膜厚度为50μm。使用UV固化机固化，固化时的能量为130mj/cm2，并记录固化时间(开始光照至其表面不粘手这个过程所用的时间)；
涂膜测试：涂膜固化后，硬度采用GB/T6739—1986标准测定，以铅笔硬度表示；附着力采用QFH漆膜划格仪按照GB/T1720—1979标准测定；涂膜的抗静电性采用微型表面电阻仪在相对湿度为40％，温度为25℃环境下测定；
抗静电耐久性测试：固化膜附着PS片材上浸在水中擦洗10次、20次、30次后取出吹干测表面电阻。
由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
1、本发明提供一种抗静电耐刮型复合UV涂料，以二丙烯酸酯或三丙烯酸酯与二乙醇胺经制得氨基改性丙烯酸酯，进而与氟硼酸反应制备出3种可UV固化的季铵盐，所得产物经HNMR和FTIR分析表征，合成的季铵盐单体为低黏度液体，所得季铵盐经复配后光固化速度快，固化膜具有优良的抗静电性及耐擦洗性。
2、本发明提供一种一种抗静电耐刮型复合UV涂料，将抗静电剂键合到固化膜上的膜具有较好的抗静电性及耐久性，通过采用通过与低聚物PUA的复配得到的复合胶，光固化后的膜具有优良的抗静电性能及耐久性，该UV涂料可以应用在各种小五金涂装领域，具有环保、快速固化的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
本发明提供了一种抗静电耐刮型复合UV涂料，由如下原料配制制成：
PEG200DA、HDDA、EO3-TMPTA、PUA、二乙醇胺、氟硼酸的40％乙醚溶液和光引发剂。
实施例2
本发明提供了一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(4)配制；
(5)性能测试；
(6)成品。
具体的，步骤(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗和冷凝管的250ML三口瓶中加入17.77g(0.05mol)PEG200DA，在电磁搅拌下于0.5h内滴加5.25g(0.05mol)二乙醇胺，反应10h后得到22.74g黄色透明液体(样品1a)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)的氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)，反应3h至瓶内液体pH＝7，减压抽去乙醚，得到27.781g浅黄色透明液体(样品2a)，产率为98％(质量分数)。
CH2C＝CHC(O)OPEG200———(样品1a、2a)
具体的，步骤(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，11.47g(0.05mol)HDDA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到16.76g无色透明液体(样品1b)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到19.76g无色透明液体(样品2b)，产率为93％(质量分数)。
CH2＝CHC(O)O(CH2)6———(样品1b、2b)
具体的，步骤(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，21.87g(0.05mol)EO3-TMPTA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到26.35g黄色透明液体(样品1c)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到30.54g浅黄色透明液体(样品2b)，产率为98％(质量分数)。
(CH2CHC(O)OCH2OCH2)2C(CH2CH3)CH2OCH2CH2———(样品1c、2c)
具体的，步骤(4)配制还包括以下步骤：
将步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中合成的样品、原料、与低聚物PUA按3∶12∶12∶1均匀混合后，再加入1％(质量分数)的光引发剂(50％二苯甲酮，50百分之DAROCUR 1173)，即得复合UV涂料。
具体的，步骤(5)性能测试还包括以下步骤：
黏度测试：参照国际标准ISO3219—1979，在25℃下，利用旋转黏度计测定单体黏度；
UV固化测试：将复配好的UV固化胶在PS片材上涂膜，膜厚度为50μm。使用UV固化机固化，固化时的能量为130mj/cm2，并记录固化时间(开始光照至其表面不粘手这个过程所用的时间)；
涂膜测试：涂膜固化后，硬度采用GB/T6739—1986标准测定，以铅笔硬度表示；附着力采用QFH漆膜划格仪按照GB/T1720—1979标准测定；涂膜的抗静电性采用微型表面电阻仪在相对湿度为40％，温度为25℃环境下测定；
抗静电耐久性测试：固化膜附着PS片材上浸在水中擦洗10次、20次、30次后取出吹干测表面电阻。
将得到的固化所形成的膜在水中擦洗10次、20次、30次，吹干后测定其表面电阻仍保持在107Ω，和传统将季铵盐与涂料物理混合所得涂膜相比，UV固化季铵盐自身具有可光固化的基团，经紫外光固化活性基团参加反应，形成大分子，季铵盐基团通过化学键联结在固化膜网络中，当其迁移到膜表面时虽经反复水洗，但也不会被溶解，固仍具有很好的抗静电耐久性。
下面具体说一下该一种抗静电耐刮型复合UV涂料及其加工工艺的工作原理。
一种抗静电耐刮型复合UV涂料，该抗静电耐刮型复合UV涂料由如下原料配制制成：
PEG200DA、HDDA、EO3-TMPTA、PUA、二乙醇胺、氟硼酸的40％乙醚溶液和光引发剂。
一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，包括如下步骤：
(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(4)配制；
(5)性能测试；
(6)成品。
步骤(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗和冷凝管的250ML三口瓶中加入17.77g(0.05mol)PEG200DA，在电磁搅拌下于0.5h内滴加5.25g(0.05mol)二乙醇胺，反应10h后得到22.74g黄色透明液体(样品1a)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)的氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)，反应3h至瓶内液体pH＝7，减压抽去乙醚，得到27.781g浅黄色透明液体(样品2a)，产率为98％(质量分数)。
步骤(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，11.47g(0.05mol)HDDA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到16.76g无色透明液体(样品1b)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到19.76g无色透明液体(样品2b)，产率为93％(质量分数)。
步骤(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应还包括以下步骤：
按上述反应条件，21.87g(0.05mol)EO3-TMPTA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到26.35g黄色透明液体(样品1c)，向上述体系中加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到30.54g浅黄色透明液体(样品2b)，产率为98％(质量分数)。
步骤(4)配制还包括以下步骤：
将步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中合成的样品、原料、与低聚物PUA按3∶12∶12∶1均匀混合后，再加入1％(质量分数)的光引发剂(50％二苯甲酮，50百分之DAROCUR 1173)，即得复合UV涂料。
步骤(5)性能测试还包括以下步骤：
黏度测试：参照国际标准ISO3219—1979，在25℃下，利用旋转黏度计测定单体黏度；
UV固化测试：将复配好的UV固化胶在PS片材上涂膜，膜厚度为50μm。使用UV固化机固化，固化时的能量为130mj/cm2，并记录固化时间(开始光照至其表面不粘手这个过程所用的时间)；
涂膜测试：涂膜固化后，硬度采用GB/T6739—1986标准测定，以铅笔硬度表示；附着力采用QFH漆膜划格仪按照GB/T1720—1979标准测定；涂膜的抗静电性采用微型表面电阻仪在相对湿度为40％，温度为25℃环境下测定；
抗静电耐久性测试：固化膜附着PS片材上浸在水中擦洗10次、20次、30次后取出吹干测表面电阻。
上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗静电耐刮型复合UV涂料，其特征在于，该抗静电耐刮型复合UV涂料由如下原料配制制成：
PEG200DA、HDDA、EO3-TMPTA、PUA、二乙醇胺、氟硼酸的40％乙醚溶液和光引发剂。
2.一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应；
(4)配制；
(5)性能测试；
(6)成品。
3.根据权利要求2所述的一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于：所述(1)PEG200DA与二乙醇胺和氟硼酸的反应步骤还包括以下步骤：
在装有温度计、滴液漏斗和冷凝管的250ML三口瓶中加入17.77g(0.05mol)PEG200DA，在电磁搅拌下于0.5h内滴加5.25g(0.05mol)二乙醇胺，反应10h后得到22.74g黄色透明液体(样品1a)，加入11.00g(0.05mol)的氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)，反应3h至瓶内液体pH＝7，减压抽去乙醚，得到27.781g浅黄色透明液体(样品2a)，产率为98％(质量分数)。
4.根据权利要求2所述的一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于：所述(2)HDDA与二乙醇胺和氟硼酸的反应步骤还包括以下步骤：
按上述反应条件，11.47g(0.05mol)HDDA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到16.76g无色透明液体(样品1b)，加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到19.76g无色透明液体(样品2b)，产率为93％(质量分数)。
5.根据权利要求2所述的一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于：所述(3)EO3-TMPTA与二乙醇胺和氟硼酸的反应步骤还包括以下步骤：
按上述反应条件，21.87g(0.05mol)EO3-TMPTA与5.25g(0.05mol)二乙醇胺反应得到26.35g黄色透明液体(样品1c)，加入11.00g(0.05mol)氟硼酸乙醚溶液(质量分数40％)进行反应，得到30.54g浅黄色透明液体(样品2b)，产率为98％(质量分数)。
6.根据权利要求2所述的一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于：所述(4)配制步骤还包括以下步骤：
将步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中合成的样品、原料、与低聚物PUA按3∶12∶12∶1均匀混合后，再加入1％(质量分数)的光引发剂(50％二苯甲酮，50百分之DAROCUR 1173)，即得复合UV涂料。
7.根据权利要求2所述的一种抗静电耐刮型复合UV涂料的加工工艺，其特征在于：所述(5)性能测试步骤还包括以下步骤：
黏度测试：参照国际标准ISO3219—1979，在25℃下，利用旋转黏度计测定单体黏度；
UV固化测试：将复配好的UV固化胶在PS片材上涂膜，膜厚度为50μm，使用UV固化机固化，固化时的能量为130mj/cm2，并记录固化时间(开始光照至其表面不粘手这个过程所用的时间)；
涂膜测试：涂膜固化后，硬度采用GB/T6739—1986标准测定，以铅笔硬度表示；附着力采用QFH漆膜划格仪按照GB/T1720—1979标准测定；涂膜的抗静电性采用微型表面电阻仪在相对湿度为40％，温度为25℃环境下测定；
抗静电耐久性测试：固化膜附着PS片材上浸在水中擦洗10次、20次、30次后取出吹干测表面电阻。
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