CN115304987A - 一种uv固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，包括以下按质量百分比计算的组分：改性环氧丙烯酸酯低聚物10‑40%、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物5‑10%、双官能基反应单体10‑30%、单官能基反应单体1‑10%、助剂1‑6%、光引发剂3‑8%、填料1‑10%，所述助剂包括紫外线吸收剂和无机纳米色浆，二者的质量比为1:0.1~0.3。本发明面漆具有良好的基材附着力、抗刮性、极低的黄变性，可降低涂装成本及减少有机溶剂排放，极大提高涂装效率，对环境友好。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆。
背景技术
传统木材供应远远赶不上木材的需求，特别是国内蓬勃发展的家具、木门制造行业，对木材的需求持续增长。面对不断减少的木材供应，顺应需求出现了科技木材、染色木材或科技染色木材（统称科技木材）。这些木材一定程度缓解了木材的短缺问题，但是又出现了另一个技术难题：科技木材在漂染过程中，导入的染料非常容易变色，特别是在紫外线照射下，颜色突变难以接受，影响科技木材的推广应用。
传统的解决方法是在面漆中添加大量的紫外线吸收剂，从而提升面漆的保护效果，保护木材不变色。其加入传统PU漆和水性漆都能很好地解决这一问题，紫外线吸收剂的加入并不影响涂料漆膜的其他物理性能，产品调整相对容易很多，仅仅会提高成本。相对于传统PU漆，UV漆有着无溶剂、高效、环保、性能优异等优势。但是UV固化的机理是通过光引发剂吸收紫外线中的光子，产生自由基，从而引发双键聚合反应，与紫外线吸收剂形成竞争关系。常规光引发剂的吸收窗口与常规紫外线吸收剂的吸收窗口是重叠的，两者相遇，必会导致UV漆固化不了，所以需要做光引发剂与紫外线吸收剂的筛选测试。在选择好紫外线吸收剂后，再跟据紫外线吸收剂的窗口遴选合适的光引发剂，形成嵌波段组合，从而达到最优的抗紫外线组合体系。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆。该面漆具有良好的基材附着力、抗刮性、极低的黄变性，可降低涂装成本及减少有机溶剂排放，极大提高涂装效率，对环境友好。
本发明将通过以下技术方案实现上述目的：
一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，包括以下按质量百分比计算的组分：改性环氧丙烯酸酯低聚物10-40%、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物5-10%、双官能基反应单体10-30%、单官能基反应单体1-10%、助剂1-6%、光引发剂3-8%、填料1-10%，所述助剂包括紫外线吸收剂与无机纳米色浆，二者的质量比为1：0.1~0.3。
进一步的，所述改性环氧丙烯酸酯低聚物为脂肪酸改性环氧丙烯酸酯低聚物。环氧丙烯酸酯低聚物结构中同时含有环氧基团与碳碳双键，具有更高的反应活性，另外含有的脂肪酸链可以赋予材料良好的粉料润湿性与哑粉排列定向作用，使面漆获得更好的表面性能。
进一步的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物包括光折射率低，易于消光的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物。相比于聚酯丙烯酸酯低聚物，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物中含有氨酯键，可以在高分子链与链之间构成多种氢键，使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性，形成的漆膜致密均匀，搭配改性环氧丙烯酸酯低聚物，制成的面漆自身的黄变性极低，排除了漆膜本身黄变性，对材料的保护作用达到最大化。脂肪族聚氨酯丙烯酸低聚物相比于芳香族聚氨酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨丙烯酸酯中的氨酯键不容易被紫外线分解生成易被氧化的芳胺从而产生黄变，其耐黄变性更优异,硬度更佳。
进一步的，所述紫外线吸收剂为质量比1：0.8~1.2的苯并三唑类光稳定剂与受阻胺类光稳定剂搭配，苯并三唑类光稳定剂可有效吸收280-400nm波长的紫外线，受阻胺类光稳定剂可通过捕获自由基等多种途径抑制光氧降解反应，同时还可抑制苯并三唑类光稳定剂本身的光化学降解，二者搭配能有效吸收阳光中的绝大部分具有一定穿透力的紫外线；所述无机纳米色浆为颜料颗粒粒径在300nm以下的色浆，可吸收接近可见光部分的远紫外线。紫外线吸收剂与无机纳米色浆二者复配可以多波段吸收紫外线，弥补紫外线吸收剂无法全波段吸收的固有缺陷，在漆膜固化后，抵抗后续紫外线的照射。
进一步的，所述双官能基反应单体为双官能团型丙烯酸酯单体HDDA。HDDA含有的双键可在紫外光照射下引发聚合反应，较长的脂肪链可提供一定的柔韧性，固化时形成交联产物，可以作为交联剂，同时还具有稀释作用，降低涂料粘度，其低官能度结构特性还起到辅助消光作用，从而达到哑光面漆的技术标准。
进一步的，所述单官能基反应单体选自羟基丙烯酸酯类，自带羟基可大幅度提高漆膜附着力，由于其反应活性低，拉长固化过程，有助于填料颗粒上浮到漆膜表面，大幅降低光泽度。
进一步的，所述光引发剂为裂解型光引发剂中1:2~2.5的氧化磷类光引发剂和苯甲酰类光引发剂，可覆盖紫外线全波段。光引发剂的筛选需匹配紫外线吸收剂与无机纳米色浆的吸收范围，且光引发剂的添加量随着紫外线吸收剂与无机纳米色浆的添加量的增加而增加，优选质量比为1:0.2~0.3，因此此类光引发剂紫外吸收范围广，能够密切控制体系的固化速率，配合低反应活性的低聚物与单体，获得更好的哑光效果。且吸收波长不与紫外线吸收剂和无机纳米色浆的吸收范围重合，利用紫外线吸收剂和无机纳米色浆的窗口吸收足够的能量，从而引发双键反应，形成物理性能合格的漆膜，最大限度地降低紫外线的影响。
进一步的，所述填料为格雷斯专用于喷涂的消光粉RAD2105。RAD2105在UV体系中，吸油量极低，对无溶剂体系特别适用。对于低粘度的真空喷涂，非常适配，且消光粉排列致密均匀，有利于面漆的美观效果。
应用本发明的技术方案，将改性环氧丙烯酸酯低聚物与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物共同作为面漆涂料的主体部分，赋予面漆更好的柔韧性与耐黄变性，加入的单官能基反应单体与双官能基反应单体作为反应稀释剂有利于提高面漆的附着度与降低光泽感，双官能基反应单体HDDA还可做交联剂提高硬度，在光引发剂的作用下，面漆组分发生光固化反应，提高固化反应的活性与速率。加入的助剂包括紫外线吸收剂和无机纳米色浆，二者协同，增加全波段紫外光的吸收能力。不同原料的搭配使用对体系本身反应动力学有着直接的影响并直接决定面漆的基本性能，本发明通过搭配使用不同反应活性的低聚物和单体来获得可应用于木材上并具有满意的性能和目标哑光度的漆膜，使用的助剂中含有紫外线吸收剂与无机纳米色浆，二者复配可使其具有更优异的抗紫外线特性。
本发明具有如下有益效果：
1、选用脂肪酸改性的环氧丙烯酸酯低聚物存在接枝的脂肪酸链，具有粉料润湿性，且对材料的附着力强，柔软的脂肪酸链同时还赋予了材料更优异的柔韧性，使其具有更良好的应变力与持久力，搭配脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，自身的黄变性极低，排除了涂层本身黄变性，对材料的保护作用达到最大化。
2、本发明选用的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物具有易消光的特点，同时对填料润湿性极佳，提高了消光粉的润湿性，从而使漆膜涂层致密均匀，赋予了面漆持久稳定的保护性能。
3、科技木材在漂染过程中，导入的染料非常容易变色，特别是在紫外线照射下，颜色突变难以接受，而UV面漆需要吸收紫外光来引发聚合反应，故须同时加入紫外线吸收剂与光引发剂，二者呈竞争作用。紫外线吸收剂与光引发剂复配嵌段吸收不同波长的紫外光，本发明选用紫外线吸收剂与无机纳米色浆复配，可以吸收更大波段的紫外光，赋予了面漆更好的抗紫外性能和耐黄变性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
本发明的一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，一种优选组分由以下按质量百分比计算的组分组成：
改性环氧丙烯酸酯低聚物 10-40%
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 5-10%
双官能基反应单体 10-30%
单官能基反应单体 1-10%
助剂 1-6%
光引发剂 3-8%
填料 1-10%；
所述助剂包括紫外线吸收剂和无机纳米色浆，二者的质量比为1：0.1~0.3；所述改性环氧丙烯酸酯低聚物为脂肪酸改性环氧丙烯酸酯低聚物，包括但不限于博兴B-151，昊辉HE421P,恒光6100D，三木6106和长兴621A中的一种或多种；所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，包括但不限于博兴B-2051，长兴611B，千佑AU3416和科田3250中的一种或多种；所述双官能基反应单体为HDDA；所述单官能基反应单体选自羟基丙烯酸酯类，包括但不限于HEA，HEMA，HPA，HPMA中的一种或多种；所述紫外线吸收剂为苯并三唑类光稳定剂与受阻胺类光稳定剂质量比1：1合用的紫外线吸收组合物，其中可选用的苯并三唑类光稳定剂包括但不限于BASF Tinuvin329,BASF UV234,利安隆UV384-2，BASF994利安隆UV-531中的一种或多种,可选用的受阻胺类光稳定剂为BASF765；所述无机纳米色浆的颜料颗粒粒径小于300nm，包括但不限于AStrong纳米系列，SFEP纳米系列，科迪SC系列中的一种或多种；所述光引发剂为裂解型光引发剂中1:2~2.5的氧化磷类光引发剂和苯甲酰类光引发剂，其中可选用的氧化磷类光引发剂包括但不限于引发剂819，TPO中的一种或多种，可选用的苯甲酰类光引发剂包括但不限于引发剂184, 1173，MBF中的一种或多种；所述填料为消光粉RAD2105。
以下为各实施例中所述UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆的具体组分，制备方法均为本领域常规的混合搅拌：
实施例1：
本实施例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：35%恒光6100D，8%长兴611B，30% HDDA，10% HEMA，10% RAD2105，1.6%引发剂TPO，3.9%引发剂184，0.3% AStrong纳米系列，0.6% BASF329，0.6% BASF765。
实施例2：
本实施例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：40%恒光6100D，10%长兴611B，25% HDDA，10% HEMA，8% RAD2105，1.6%引发剂TPO，3.9%引发剂184，0.3% AStrong纳米系列，0.6% BASF329，0.6% BASF765。
实施例3：
本实施例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：40%恒光6100D，10%长兴611B，25% HDDA，5% HEMA，10% RAD2105，2.5%引发剂TPO，5.5%%引发剂184，0.2% AStrong纳米系列，0.9% BASF329，0.9% BASF765。
对比例1：
本对比例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：35%恒光6100D，8%科田2202，30% HDDA，10% HEMA，10% RAD2105，1.6%引发剂TPO，3.9%%引发剂184，0.3% AStrong纳米系列，0.6% BASF329，0.6% BASF765。
对比例2：
本对比例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：40%恒光6100D，10%长兴611B，25% TPGDA，10% HEMA，8% RAD2105，1.6%引发剂TPO，3.9%%引发剂184，0.3%AStrong纳米系列，0.6% BASF329，0.6% BASF765。
对比例3：
本对比例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：40%恒光6100D，10%长兴611B，25% HDDA，5% HEMA，10% UV70C，8%引发剂184，0.2% AStrong纳米系列，0.9% BASF329，0.9% BASF765。
对比例4：
本实施例中所述一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆由下列原料按照质量百分比计算的组分制成：40%恒光6100D，10%长兴611B，25% HDDA，5% HEMA，10% RAD2105，2.5%引发剂TPO，5.5%%引发剂184，1% BASF329，1% BASF765。
测试本发明UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆3个实施例和4个对比例的各项性能，以下测试方法均采用国际测试标准，为本领域技术人员常用的测评方法，测试结果见下表：
实施例1选用的是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，对比例1选用的是聚酯丙烯酸酯低聚物，由实施例1与对比例1可知，相比于聚酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物可赋予面漆更优异的耐黄变性，形成的漆膜致密均匀，持久稳定。
由实施例2与对比例2比较可知，双官能基反应单体HDDA相比于TPGDA具有更良好的辅助消光作用。
由实施例3与对比例3比较可知，选用格雷斯专用于喷涂的消光粉RAD2105可使漆膜表面致密均匀，有利于面漆的美观效果。
实施例3中加入了无机纳米色浆，对比例4中没有加无机纳米色浆，二者比较可知，添加无机纳米色浆可进一步地提高面漆的耐黄变性，使其抗紫外性能更加优异。
可见，本发明面漆通过各组分的合理选用，获得了良好的耐黄变性、正常的物化性能，对基材附着力好，效果美观。
Claims (8)
1.一种UV固化真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，包括以下按质量百分比计算的组分：
改性环氧丙烯酸酯低聚物 10-40%
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物 5-10%
双官能基反应单体 10-30%
单官能基反应单体 1-10%
助剂 1-6%
光引发剂 3-8%
填料 1-10%；
所述助剂包括紫外线吸收剂和无机纳米色浆，二者的质量比为1：0.1~0.3。
2.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述改性环氧丙烯酸酯低聚物为脂肪酸改性环氧丙烯酸酯低聚物。
3.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述双官能基反应单体为HDDA。
4.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述单官能基反应单体选自羟基丙烯酸酯类。
5.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述紫外线吸收剂为质量比1：0.8~1.2的苯并三唑类光稳定剂与受阻胺类光稳定剂合用的紫外线吸收组合物。
6.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述无机纳米色浆的颜料颗粒粒径小于300nm。
7.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述光引发剂为裂解型光引发剂中1:2~2.5的氧化磷类光引发剂和苯甲酰类光引发剂。
8.根据权利要求1所述的真空喷涂抗紫外线哑光清面漆，其特征在于，所述填料为消光粉RAD2105。
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