CN115260852B - 一种eb阻燃淋涂光油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种EB阻燃淋涂光油及其制备方法，涉及涂料技术领域，按照重量份数计，包括如下组分：阻燃聚氨酯丙烯酸酯19‑30份；丙烯酸酯改性低聚物15‑25份；改性环氧丙烯酸酯15‑25份；阻燃剂3‑7份；活性单体20‑40份；耐候助剂0.2‑0.6份；流平剂0.2‑0.8份。本发明提供的EB阻燃淋涂光油，通过引入可固化的阻燃树脂，使其涂膜具有优异的阻燃性；该淋涂光油采用EB固化的形式进行固化，使体系在高膜厚的情况下也可以充分固化；此外，由于采用EB进行固化，体系中无需引入光引发剂，因此，固化过程中转化率高，小分子残留低，固化后的漆膜具有低黄变、低气味和耐候性佳的特点，非常适合用于装饰面板。

Description

一种EB阻燃淋涂光油及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种EB阻燃淋涂光油及其制备方法。

背景技术

装饰面板是胶合板的一种，通常是用硅质材料或钙质材料为主要原料，与一定比例的纤维材料、轻质骨料、黏合粘和化学添加剂混合，经蒸压技术制成的装饰板材，再通过喷墨打印于其上打印相应的图案，用UV淋涂光油进行保护而制作的成品。这类装饰面板具有成本低、图案丰富、光泽丰满高、硬度好和抗刮性好的特点，广泛应用于各种室内空间的表面装饰。为了使这类装饰面板具有更好的丰满度和光泽，都会使用UV淋涂光油进行保护，而这些传统的UV淋涂光油形成的UV涂层具有可燃性，起不到防火作用，阻燃性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中用于装饰面板的UV淋涂光油阻燃性能差的问题，本发明提供一种EB阻燃淋涂光油及其制备方法，该EB固化阻燃淋涂光油通过引入可固化反应的阻燃树脂，使得制备的涂层具有优异的阻燃性，解决了现有技术中用于装饰面板的UV淋涂光油阻燃性能差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种EB阻燃淋涂光油，按照重量份数计，包括如下组分：

可选地，所述阻燃聚氨酯丙烯酸酯按照如下方法制备：

S1：将双酚A二缩水甘油醚升温至70℃，滴加磷酸二丁酯，升温至90℃，保温，得到第一产物；

S2：将TDI、二月桂酸二丁基锡和对苯二酚混合，升温至45℃，加入PETA，保温1小时后，加入所述第一产物和TPGDA，升温至70℃，保温2小时，得到所述阻燃聚氨酯丙烯酸酯。

可选地，步骤S1中双酚A二缩水甘油醚与磷酸二丁酯的摩尔比为1:1；步骤S2中TDI、PETA与第一产物的摩尔比为1:1:1。

可选地，所述丙烯酸酯改性低聚物为胺改性的聚酯丙烯酸酯。

可选地，所述改性环氧丙烯酸酯选自胺改性环氧丙烯酸酯和脂肪酸改性环氧丙烯酸酯中的至少一种。

可选地，所述阻燃剂为有机磷系阻燃剂。

可选地，所述活性单体选自三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

可选地，所述耐候助剂选自苯并三氮唑类混合物、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯与1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物、羟基三嗪衍生物中的至少一种。

可选地，所述流平剂选自聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅和丙烯酸酯中的至少一种。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的EB阻燃淋涂光油的制备方法，其特征在于，包括如下过程：在搅拌缸中依次加入活性单体、阻燃聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯改性低聚物和改性环氧丙烯酸酯，在500转/分钟的速度下搅拌15分钟，随后加入阻燃剂、耐候助剂和流平剂，在800转/分钟下搅拌30分钟，得到EB阻燃淋涂光油。

本发明的有益效果是：

本发明提供的EB阻燃淋涂光油，通过引入可固化的阻燃树脂，即阻燃聚氨酯丙烯酸酯，使其涂膜具有优异的阻燃性；并且，该淋涂光油采用EB固化的形式进行固化，使体系在高膜厚的情况下也可以充分固化；此外，由于采用EB进行固化，体系中无需引入光引发剂，因此，固化过程中转化率高，小分子残留低，固化后的漆膜具有低黄变、低气味和耐候性佳的特点，非常适合用于装饰面板。

具体实施方式

现在对本发明作进一步详细的说明。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术中用于装饰面板的UV淋涂光油阻燃性能差的问题，本发明提供一种EB阻燃淋涂光油，按照重量份数计，该EB阻燃淋涂光油包括如下组分：

本发明提供的EB阻燃淋涂光油，通过引入可固化的阻燃树脂，即阻燃聚氨酯丙烯酸酯，使其涂膜具有优异的阻燃性；并且，该淋涂光油采用EB固化的形式进行固化，使体系在高膜厚的情况下也可以充分固化；此外，由于采用EB进行固化，体系中无需引入光引发剂，因此，固化过程中转化率高，小分子残留低，固化后的漆膜具有低黄变、低气味和耐候性佳的特点，非常适合用于装饰面板。

本发明优选阻燃聚氨酯丙烯酸酯按照如下方法制备：

S1：将双酚A二缩水甘油醚升温至70℃，滴加磷酸二丁酯，升温至90℃，保温，得到第一产物；为保证反应效果，优选缓慢滴加磷酸二丁酯，保温反应后，生成含磷二醇，即生成第一产物；

S2：将TDI、二月桂酸二丁基锡和对苯二酚混合，升温至45℃，加入PETA，保温1小时后，加入所述第一产物和TPGDA，升温至70℃，保温2小时，得到阻燃聚氨酯丙烯酸酯；具体的，为保证反应效果，本发明优选缓慢加入PETA，保温1小时，直至体系的-NCO值不再变化，再加入第一产物，并加入TPGDA来调整体系的粘度，升温至70℃，保温2小时，检查体系中-NCO值为0时停止加热，即可得到阻燃聚氨酯丙烯酸酯。

本发明提供的阻燃聚氨酯丙烯酸酯为含磷酸酯改性的聚氨酯丙烯酸酯，通过以该含磷酸酯改性的聚氨酯丙烯酸酯作为主体树脂，使得涂层本身就具有不可燃性，应用在装饰面板上时，使得装饰面板具有阻燃性和自熄性，进而提高淋涂光油的阻燃性能。

为保证EB阻燃淋涂光油的综合性能，本发明优选步骤S1中双酚A二缩水甘油醚与磷酸二丁酯的摩尔比为1:1；步骤S2中TDI、PETA与第一产物的摩尔比为1:1:1；二月桂酸二丁基锡的添加量为反应物总重量的0.2％，即二月桂酸二丁基锡的添加量为双酚A二缩水甘油醚、TDI与PETA总重量的0.2％；对苯二酚的添加量为反应物总重量的0.1％；TPGDA的添加量视合成物的粘度而定，本发明优选TPGDA的添加量是反应物总重量的20％-30％。

本发明优选丙烯酸酯改性低聚物为胺改性的聚酯丙烯酸酯，以便于在保证气味低、刺激性低的基础上，提高固化速率，同时提高光泽度，增加涂层的硬度和耐磨性；具体的，本发明优选丙烯酸酯改性低聚物的牌号选自7220(广东科田化学材料有限公司)、7231(广东科田化学材料有限公司)、7410(广东科田化学材料有限公司)、7420(广东科田化学材料有限公司)中的至少一种。

为增加体系的柔韧性以及反应速度，本发明优选改性环氧丙烯酸酯选自胺改性环氧丙烯酸酯和脂肪酸改性环氧丙烯酸酯中的至少一种。

其中胺改性环氧丙烯酸酯的改性方法可以为，利用少量伯胺或者仲胺与环氧树脂中部分的环氧基结合，剩余的环氧基再进行丙烯酯酯化，得到胺改性环氧丙烯酸酯；胺改性环氧丙烯酸酯有助于提高固化速率，增加涂层的柔韧性、附着力以及对颜料的润湿性。

脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的改性方法可以为，通过用少量的脂肪酸与环氧树脂中的部分环氧基酯化，剩余的环氧基再丙烯酸化得到脂肪酸改性环氧丙烯酸酯；脂肪酸改性环氧丙烯酸酯可以改善涂层的柔韧性以及对颜料的润湿性。

具体的，本发明优选改性环氧丙烯酸酯的牌号选自4235(广东科田化学材料有限公司)、4234(广东科田化学材料有限公司)、HE3131(广东昊辉新材料有限公司)、SU322(广东昊辉新材料有限公司)中的至少一种。

本发明优选阻燃剂为有机磷系阻燃剂，并具体优选阻燃剂的牌号选自K-600(苏州嘉怡化工)、K-503(苏州嘉怡化工)中的至少一种。

本发明优选活性单体选自三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TM3EOTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)中的至少一种。

本发明优选耐候助剂选自苯并三氮唑类混合物、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯与1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物、羟基三嗪衍生物中的至少一种；具体的，优选苯并三氮唑类混合物平均分子量620，其牌号为TINUVIN 1130(巴斯夫)；癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯与1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物的牌号为TINUVIN 292(巴斯夫)；羟基三嗪衍生物的牌号为TINUVIN 400。

本发明优选流平剂选自聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅和丙烯酸酯中的至少一种；并具体优选流平剂选自BYK-306、BYK-361N中的至少一种。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的EB阻燃淋涂光油的制备方法，该制备方法包括如下过程：在搅拌缸中依次加入活性单体、阻燃聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯改性低聚物和改性环氧丙烯酸酯，在500转/分钟的速度下搅拌15分钟，随后加入阻燃剂、耐候助剂和流平剂，在800转/分钟下搅拌30分钟，得到EB阻燃淋涂光油；并且，本发明优选该制备过程现场需要完全隔绝紫外线，采用黄光灯照明。

本发明提供的EB阻燃淋涂光油的制备方法，制备过程简单；制备的EB阻燃淋涂光油通过引入可固化的阻燃树脂，即阻燃聚氨酯丙烯酸酯，使其涂膜具有优异的阻燃性；并且，该淋涂光油采用EB固化的形式进行固化，使体系在高膜厚的情况下也可以充分固化；此外，由于采用EB进行固化，体系中无需引入光引发剂，因此，固化过程中转化率高，小分子残留低，固化后的漆膜具有低黄变、低气味和耐候性佳的特点，非常适合用于装饰面板。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明各实施例以及对比例中阻燃聚氨酯丙烯酸酯按照如下方法制备：

S1：将1mol双酚A二缩水甘油醚加入反应釜中，升温至70℃，在1小时内缓慢滴加1mol磷酸二丁酯，升温至90℃，保温3小时，得到第一产物；

S2：在反应釜中加入1molTDI、反应物总重量0.2％的二月桂酸二丁基锡和反应物总重量0.1％的对苯二酚，搅拌均匀后，升温至45℃，再将1mol的PETA在30分钟内缓慢的加入反应釜中，保温1小时，直至体系的-NCO值不再变化，再加入1mol第一产物和TPGDA调整体系粘度，升温至70℃，保温2小时，检查体系中-NCO值为0时停止加热，得到阻燃聚氨酯丙烯酸酯。

本发明对比例中的自制聚氨酯丙烯酸酯按照如下方法制备：

在反应釜中加入1molTDI、0.2％固含(反应物总重量0.2％)的二月桂酸二丁基锡和反应物总重量0.1％的对苯二酚，搅拌均匀后，升温至45℃，向体系中慢慢滴加0.5mol的聚醚二元醇，加入后升温到60℃，保温一小时，再将1mol的PETA在30分钟内缓慢的加入反应釜中，保温1小时，直至体系的-NCO值不再变化，再加入1mol双酚A二缩水甘油醚和TPGDA调整体系粘度，升温至70℃，保温2小时，检查体系中-NCO值为0时停止加热，得到自制聚氨酯丙烯酸酯。

本发明对比例中的聚氨酯丙烯酸酯为6145-100(珠海长兴)。

本发明对比例中的聚酯丙烯酸酯为2303(中山科田)。

本发明对比例中的环氧丙烯酸酯为4210(中山科田)。

按照重量份数计，本发明各实施例及对比例的组成参见表1所示；

表1

将上述各实施例及对比例制备的EB阻燃淋涂光油按照以下工艺进行施工：

实木基板→淋涂EB阻燃光油(60-100微米)→常温流平2-3分钟→在氮气保护下EB固化→工件下线。

对制备的工件进行性能测试，测试方法如下：

附着力：标准为GB/T 9286色漆和清漆，漆膜的划格实验；

光泽：GB/T 9754色漆和清漆，不含金属原料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定；

硬度：GB/T 6739色漆和清漆，铅笔法测定漆膜硬度；

耐候性：使用氙灯加速老化机，根据基材分类规定的时间进行，达到规定时间后用肥皂水清洗表面后，在室温放2h，再检查外观、附着力、颜色、光泽等；

试验条件：

a.平均辐照度：550W/m2

b.工作室温度：空气温度45℃±2℃，黑板温度65℃±2℃

c.相对湿度：60％～80％

d.每120分钟光照中人工降雨18分钟，使用纯水(电导率小于2μs/cm)做水源

e.条件反复进行到指定总时间为止

其中：板面出现开裂、起泡、发白、失光、色差大于2为不合格；

黄变性：使用色差仪进行测试，淋涂后色差小于0.5视为不黄变；

耐钢丝绒：钢丝绒耐摩擦试验机，是将钢丝绒作为耐磨介质，用摩擦头作用钢丝绒于测试产品上，以一定的往复摩擦次数一般为40次/分钟，砝码重量为1KG，钢丝绒耐磨机往复摩擦形成为40mm，设定一定的摩擦次数后，观察板是否有划伤，划伤为不合格；

耐火极限：按《建筑构件耐火试验方法》GB/T 9978-2008进行测试。

测试数据详见表2所示。

表2

从上述数据看出，实木基板涂布本发明各实施例制备的EB阻燃淋涂光油后，具有较高的防火性、阻燃性，同时，制备的涂层还具有高硬度、高耐磨性和低黄变性的特点，非常适合用于室内的装饰面板。

对比例1与实施例1相比，将本发明自制的阻燃聚氨酯丙烯酸酯替换为现有的聚氨酯丙烯酸酯，实木基板涂布对比例1提供的光油后，耐火极限明显降低，同时硬度、耐钢丝绒以及耐候性也有所降低。

对比例2与实施例1相比，将本发明自制的阻燃聚氨酯丙烯酸酯替换为自制的聚氨酯丙烯酸酯，该自制的聚氨酯丙烯酸酯未引入磷酸酯，实木基板涂布对比例2提供的光油后，耐火极限以及耐候性均明显降低，同时硬度、耐钢丝绒也有所降低。

对比例3与实施例1相比，将丙烯酸酯改性低聚物替换为未改性的聚酯丙烯酸酯，实木基板涂布对比例3提供的光油后，光泽、硬度耐钢丝绒以及耐候性均有所降低。

对比例4与实施例1相比，将改性环氧丙烯酸酯替换为未改性的环氧丙烯酸酯，实木基板涂布对比例4提供的光油后，附着力、耐候性以及耐黄变性均有所降低。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种EB阻燃淋涂光油，其特征在于，按照重量份数计，包括如下组分：

阻燃聚氨酯丙烯酸酯               19-30份；

丙烯酸酯改性低聚物               10-20份；

改性环氧丙烯酸酯                 10-15份；

阻燃剂                           3-7份；

活性单体                         20-40份；

耐候助剂                         0.2-0.6份；

流平剂                           0.2-0.8份；

所述阻燃聚氨酯丙烯酸酯按照如下方法制备：

S1：将双酚A二缩水甘油醚升温至70℃， 滴加磷酸二丁酯，升温至90℃，保温，得到第一产物；

S2：将TDI、二月桂酸二丁基锡和对苯二酚混合，升温至45℃，加入PETA，保温1小时后，加入所述第一产物和TPGDA，升温至70℃，保温2小时，得到所述阻燃聚氨酯丙烯酸酯；

所述丙烯酸酯改性低聚物为胺改性的聚酯丙烯酸酯；

所述改性环氧丙烯酸酯选自胺改性环氧丙烯酸酯和脂肪酸改性环氧丙烯酸酯中的至少一种。

2.如权利要求1所述的EB阻燃淋涂光油，其特征在于，步骤S1中双酚A二缩水甘油醚与磷酸二丁酯的摩尔比为1:1；步骤S2中TDI、PETA与第一产物的摩尔比为1:1:1。

3.如权利要求1所述的EB阻燃淋涂光油，其特征在于，所述阻燃剂为有机磷系阻燃剂。

4.如权利要求1所述的EB阻燃淋涂光油，其特征在于，所述活性单体选自三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的EB阻燃淋涂光油，其特征在于，所述耐候助剂选自苯并三氮唑类混合物、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯与1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物、羟基三嗪衍生物中的至少一种。

6.如权利要求1所述的EB阻燃淋涂光油，其特征在于，所述流平剂选自聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅和丙烯酸酯中的至少一种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的EB阻燃淋涂光油的制备方法，其特征在于，包括如下过程：在搅拌缸中依次加入活性单体、阻燃聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯改性低聚物和改性环氧丙烯酸酯，在500转/分钟的速度下搅拌15分钟，随后加入阻燃剂、耐候助剂和流平剂，在800转/分钟下搅拌30分钟，得到EB阻燃淋涂光油。