CN114716903A - 一种耐磨耐污uv固化肤感涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及到一种耐磨耐污UV固化肤感涂料及其制备方法。其制备原料包括如下重量份的组分：多官能度聚氨酯树脂30～70份、低官能度单体10‑30份、消光粉5‑15份、手感粉5‑15份、光引发剂4‑8份、手感剂1‑5份、稀释剂10‑30份、助剂0.1～8份；所述多官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯低聚物。本发明所述肤感涂料可通过紫外光照射快速固化，生产效率高，不返粘，肤感效果佳，耐污，耐磨耐划伤性好，呈哑光或半哑光状态，外观雅致、庄重，可广泛用于家装建材、电器表面、手机背壳等领域。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及到一种耐磨耐污UV固化肤感涂料及其制备方法。
背景技术
肤感材料因其具有防指纹、不粘手、抗污、耐刮、可修复、哑光等特性，广泛应用与家装建材、电器表面、手机背壳等领域。现有技术中，通常通过在材料表面涂覆肤感涂料来获得肤感效果。目前市场应用的肤感涂料以双组份聚氨酯溶剂型涂料为主，主要成膜物质是线链的聚酯树脂和异氰酸酯，通过聚酯树脂和异氰酸酯混合后热固化反应，得到具有较好肤感效果的肤感膜。但是这种肤感膜存在容易反粘、耐磨性差的缺陷，并且热固化反应时存在效率低、能耗高、固化时间长等问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种UV紫外线光固化肤感涂料及其制备方法，旨在解决现有技术中肤感涂料固化速度慢，容易反粘、耐磨性差的缺陷。
具体的，本发明的第一方面提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
作为本发明的一种优选技术方案，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度不低于4；优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度为5～7。
作为本发明的一种优选技术方案，所述所述多官能度聚氨酯树脂的玻璃化转变温度为95～110摄氏度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述低官能度单体的官能度为2。
作为本发明的一种优选技术方案，所述低官能度单体为丙烯酸与二元醇反应得到的单体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新二醇、癸二醇中的至少一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂、流变助剂。
作为本发明的一种优选技术方案，所述手感粉为聚氨酯弹性粉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物。
本发明的第二个方面提供了如上所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)按配比称取各制备原料，先加入多官能度聚氨酯树脂、低官能度单体、稀释剂和助剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1500～2000rmp/min的转速分散20～ 40min，然后测细度，控制细度≤10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂以800～1200rmp/min分散10～20min得到所述耐磨耐污UV固化肤感涂料。
有益效果：本申请的肤感涂料中，通过对多官能度聚氨酯树脂和低官能度单体的官能度、分子结构，含量等的优化改进，使固化得到的涂料同时具有合理的交联程度，以保证好的弹性的手感，同时也具有好的流动性易于加工。此外，通过对上述参数的改进使所得涂料有效表面反粘、不耐磨等缺陷，使之具备优异的手感，从而扩大应用范围和应用领域。本发明所述肤感涂料可通过紫外光照射快速固化，生产效率高，不返粘，肤感效果佳，耐污，耐磨耐划伤性好，呈哑光或半哑光状态，外观雅致、庄重，可广泛用于家装建材、电器表面、手机背壳等领域。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。
本发明的第一方面提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯低聚物。本申请中的多官能度聚氨酯树脂结构中含有丙烯酸结构，其中的不饱和双键可以在引发剂的作用下进行加成反应，参加进一步的固化成型。
在一些优选的实施方式中，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度不低于4；优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度为5～7；优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度为6。本申请中所述的官能度是指聚合物链上所具有的活性官能团的平均数，可以根据本领域常规方式得到。
进一步优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的分子量为1000～2000。
进一步优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的玻璃化转变温度为95～110摄氏度；优选的，所述所述多官能度聚氨酯树脂的玻璃化转变温度为104摄氏度。
本申请中所述的多官能度聚氨酯树脂可以选用市面上的产品，例如中国台湾长兴Etercure6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
本申请中所述的低官能度单体是指官能度低于3的，可参与UV固化反应的单体。
在一些优选的实施方式中，所述低官能度单体的官能度为2。
进一步优选的，所述低官能度单体为丙烯酸与二元醇反应得到的单体。
进一步优选的，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新二醇、癸二醇中的至少一种。
进一步优选的，所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，采用长兴EM221。
本申请中所述消光粉是用于改善光线反射，调整光泽度的成分，可以选用本领域技术人员所熟知的各类消光粉即可。例如赢创OK500。
本申请中所述的手感粉是调整涂料产品手感的弹性组分，在一些优选的实施方式中，所述手感粉为聚氨酯弹性粉。可以采用市面上的各类手感粉。
本申请中所述的光引发剂又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuring agent)，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm) 吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。本申请中对所述光引发剂的具体种类并不做特殊限定，可以要选用本领域常规光引发剂，包括但不限于光引发剂184、光引发剂TPO等。
本申请中所述手感剂是通过降低组分表面张力，从而用于增进涂层的滑爽性，抗划伤和易清洁等特性的成分，可以选用本领域技术人员所熟知的各类手感剂即可。在一些实施方式中，所述手感剂为多丙烯酸酯官能团改性聚二甲基硅氧烷。可以选用byk3505。
本申请中所述稀释剂为调整体系粘度，用于调整组分施工性能的成分，包括但不限于各类芳香族、脂肪族等溶剂。
在一些优选的实施方式中，所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物；进一步的，所述乙酸乙酯和乙酸丁酯的重量比例为1:1。
本发明中对所述助剂的具体选择并不作特殊限定，在不降低涂料综合性能的前提下，可以选用本领域技术人员所熟知的各类助剂组分。
在一些优选的实施方式中，所述助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂、流变助剂。进一步的，所述助剂包括0.1-0.5份的消泡剂、分散剂0.5-5份、流平剂0.1-0.5 份、流变助剂。其中的消泡剂为用于给消除在制备涂料产品时产生的泡沫，可以选用包括但不限于dego902等消泡剂产品；其中的分散剂为用于分散体系中多种制备原料的组分，可以选用包括但不限于byk110等分散剂产品；其中的流平剂和流变助剂是调整体系组分的流动性能的成分，可以选用包括但不限于byk307 的流平剂产品，以及byk607流变助剂产品。
本发明的第二个方面提供了如上所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)按配比称取各制备原料，先加入多官能度聚氨酯树脂、低官能度单体、稀释剂和助剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1500～2000rmp/min的转速分散20～ 40min，然后测细度，控制细度≤10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂以800～1200rmp/min分散10～20min得到所述耐磨耐污UV固化肤感涂料。
进一步的，所述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1500～2000rmp/min的转速分散20～ 40min，然后测细度，控制细度≤10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以800～1200rmp/min 分散10～20min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
申请人对该实施案例中的样品采用旋涂法将其涂布在基材表面上，65℃下干燥3分钟，然后在高压水银灯下进行800mJ/cm2紫外线照射固化后，得到肤感涂层，膜厚控制约为10μm，然后涂层固化后24小时以上进行了透过率、雾度、光泽度和铅笔硬度测试。其中透过率测试：采用用浊度计(NDH-5000：日本电色工业(株)制)对上述样品进行透过率测试，其透过率达到90％；雾度测试：用浊度计 (NDH-5000：日本电色工业(株)制)进行测定，其雾度为70％；光泽度测试：根据 GB/T 1743—1979(89)标准，采用60度光泽计测定其60度光泽度，管泽度为3 度；铅笔硬度测试：负重1kG，测定铅笔硬度，其铅笔硬度达到3H级。
实施例2：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
实施例3：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
实施例4：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
实施例5：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯(HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
实施例6：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用长兴化学6145-100六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；所述低官能度单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯SR351 NS(TMPTA)；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
实施例7：本实施例提供了一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂采用烟台厚德功能高分子材料有限公司的2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯YK2101；所述低官能度单体为己二醇二丙烯酸酯 (HDDA)采用长兴EM221；所述消光粉采用赢创OK500；所述手感粉为聚氨酯弹性粉；所述光引发剂为光引发剂184；所述手感及采用byk3505；所述消泡剂采用dego902；所述分散剂采用byk110；所述流平剂采用byk307；所述流变助剂采用byk607；所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物，其重量比例为1：1。
上述耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配比称取各成分，先加入聚氨酯树脂、单体、稀释剂、消泡剂和分散剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1800rmp/min的转速分散30min，然后测细度，控制细度约为10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂、流平剂和流变助剂以1000rmp/min分散 15min得到耐磨耐污UV固化肤感涂料。
性能测试
申请人对上述实施例中的样品进行了一些性能测试，具体步骤如下：
涂布方法：采用旋涂法将其涂布在基材表面上，65℃下干燥3分钟，然后在高压水银灯下进行800mJ/cm2紫外线照射固化后，得到肤感涂层，膜厚控制约为 10μm，然后涂层固化后24小时以上进行检测。
肤感：对经过固化后的上述样品进行手摸，感受其是否有弹性，是否具有滑爽感，根据爽滑性和弹性的程度强弱进行分1～3级，其中1级爽滑性和弹性最强， 3级最弱，2级介于1级与3级之间。
耐指甲划：用指甲大致相同的粒度划固化后的漆膜，观察漆膜表面是否有划痕，其结果参见表1。
耐油性记号笔：采用常规油性笔在固化后的漆膜表面进行涂划，然后再擦拭，观察是否可以擦拭，擦拭后是否有痕，其结果参见表1。
粘度测试：涂四杯，然后保持温度在23±2摄氏度，然后用秒表测出流出的时间，得到的时间就是粘度的数值，数值越高粘度越低，测试结果参见表1。
附着力：根据百格法测(ASTM D3002)试样品的附着力，其中5B代表划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无油漆脱落；4B：在划线的边缘及交叉点处有小片油漆脱落，且脱落面积小于5％；3B：在划线的边缘及交叉点处有小片油漆脱落，且脱落面积在5～15％之间；2B：在划线的边缘及交叉点处有成片油漆脱落，且脱落面积在15～35％之间；1B：在划线的边缘及交叉点处有成片油漆脱落，且脱落面积在35～65％之间；0B：在划线的边缘及交叉点处有成片油漆脱落，且脱落面积大于65％，其结果参见表1。
长期保存稳定性：在室温下保存半年进行涂料稳定性(沉淀、凝胶)确认。半年后，如果没有沉淀和凝胶并可以用作硬涂料，则记为○，如果产生沉淀和凝胶等，则记为×，其结果参见表1。
表1
| 肤感 | 耐指甲划 | 耐油性记号笔 | 粘度测试 | 附着力 | 稳定性 | |
| 实施例1 | 1级 | 无划痕 | 可擦掉无痕 | 60s | 5B | ○ |
| 实施例2 | 1级 | 无划痕 | 可擦掉无痕 | 62s | 5B | ○ |
| 实施例3 | 1级 | 无划痕 | 可擦掉无痕 | 63s | 5B | ○ |
| 实施例4 | 2级 | 有划痕 | 可擦掉有痕 | 56s | 3B | × |
| 实施例5 | 3级 | 有划痕 | 可擦掉无痕 | 66s | 5B | ○ |
| 实施例6 | 2级 | 无划痕 | 可擦掉无痕 | 72s | 5B | ○ |
| 实施例7 | 3级 | 有划痕 | 可擦掉有痕 | 53s | 2B | × |
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例。
Claims (10)
1.一种耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，其制备原料包括如下重量份的组分：
所述多官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度不低于4；优选的，所述多官能度聚氨酯树脂的官能度为5～7。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述所述多官能度聚氨酯树脂的玻璃化转变温度为95～110摄氏度。
4.根据权利要求1所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述低官能度单体的官能度为2。
5.根据权利要求1所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述低官能度单体为丙烯酸与二元醇反应得到的单体。
6.根据权利要求5所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新二醇、癸二醇中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、分散剂、流平剂、流变助剂。
8.根据权利要求1～6任一项所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述手感粉为聚氨酯弹性粉。
9.根据权利要求1～6任一项所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料，其特征在于，所述稀释剂为乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物。
10.根据权利要求1～9任一项所述的耐磨耐污UV固化肤感涂料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)按配比称取各制备原料，先加入多官能度聚氨酯树脂、低官能度单体、稀释剂和助剂于分散机中，搅拌均匀；
(2)然后加入消光粉和手感粉，以1500～2000rmp/min的转速分散20～40min，然后测细度，控制细度≤10μm；
(3)然后加入光引发剂、手感剂以800～1200rmp/min分散10～20min得到所述耐磨耐污UV固化肤感涂料。
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