CN115537067A - 一种高硬度防污uv装饰板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硬度防污UV装饰板及其制备方法，涉及装饰板技术领域。本发明高硬度防污UV装饰板的制备方法，包括以下步骤：(1)在基板的表面进行喷墨印花，得到图案层，其中喷墨印花所用的墨水为UV溶剂型墨水，按质量份数，UV溶剂型墨水的原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份；齐聚物中包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂；(2)在图案层的表面喷涂改性硅清漆，在图案层的表面形成清漆层，得到高硬度防污UV装饰板。通过本发明的制备方法制得的高硬度防污UV装饰板具有硬度高、耐污性好、耐黄变性能强和装饰图案清晰的优点，解决了现有装饰板表面硬度低、易黄变、防污性能不好和装饰图案清晰度不足等问题。

Description

一种高硬度防污UV装饰板及其制备方法
技术领域
本发明涉及装饰板技术领域，尤其涉及一种高硬度防污UV装饰板及其制备方法。
背景技术
目前，市场上的建筑外墙越来越多的采用已经涂装好涂料的硅酸钙板进行组装或钢挂，硅酸钙板表面起装饰效果的纹理图案的涂装工序都是在工厂完成的，然后直接发往工地组装，硅酸钙板的标准化模块为涂料施工不同效果提供了可能。
装饰板主要是应用于建筑的外墙或内墙起到装饰和保护效果的板材，随着社会物质文化的不断提高，消费者消费理念的改变，人们对建筑装饰板的性能和装饰效果有更高的需求。
目前，市面上的装饰板的制备工艺依次包括以下步骤：基板打磨、平整及除尘处理、涂覆UV腻子层、涂底漆、固化、UV墨水打印、清漆封闭、固化、涂面漆和固化，采用上述制备工艺得到的装饰板因使用的UV涂料，容易导致装饰板表面的硬度低、易黄变且防污性能不好，导致装饰板使用区域非常有限，目前，装饰板材表面的铅笔硬度通常为1-2H，200h内会出现变色，失光及变色＞2级，且不具有自清洁能力。另外，目前市面上的装饰板主要是采用丝网印、热转印和水转印等装饰工艺，赋予装饰板纹理、图案和色彩等装饰效果，但丝网印、热转印和水转印等装饰工艺存在加工成本高、图案失真、清晰度不足等问题。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种高硬度防污UV装饰板的制备方法，制备得到的高硬度防污UV装饰板具有硬度高、耐污性好、耐黄变性能强和装饰图案清晰的优点，解决了现有装饰板表面硬度低、易黄变、防污性能不好和装饰图案清晰度不足等问题。
本发明的另一目的在于提出一种高硬度防污UV装饰板，具有硬度高、耐污性好、耐黄变性能强和装饰图案清晰的优点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高硬度防污UV装饰板的制备方法，包括以下步骤：
(1)在基板的表面进行喷墨印花，得到图案层，其中喷墨印花所用的墨水为UV溶剂型墨水，按质量份数，UV溶剂型墨水的原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份；齐聚物中包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂；
(2)在图案层的表面喷涂改性硅清漆，在图案层的表面形成清漆层，得到高硬度防污UV装饰板。
进一步的，在所述步骤(1)中，所述齐聚物的制备方法如下：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇6000和环氧树脂E-51制成反应性乳化剂；将反应性乳化剂与环氧树脂E-44混合，加入三乙烯四胺进行反应，制得齐聚物。
进一步的，在所述UV溶剂型墨水中，所述光引发剂由2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮组成。
进一步的，在所述UV溶剂型墨水中，所述助剂由丙三醇0.8～2份和消泡剂0.2～1份组成；所述稀释剂为乙醇。
进一步的，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆为硅氧键含量为54％的华润改性硅清漆。
进一步的，在所述图案层的表面喷涂改性硅清漆之前，需要先对图案层进行打磨和清洁处理，操作方法如下：
使用800～1200目的砂纸对图案层进行打磨；
使用有机溶剂对打磨后的图案层进行清洁。
进一步的，在所述步骤(1)中，在基板的表面进行喷墨印花前，需先对基板进行前处理、涂覆腻子粉和涂覆底漆，待底漆固化后得到底漆层，在底漆层的表面进行喷墨印花；
对基板进行前处理的操作方法如下：对基板进行打磨和除尘处理。
进一步的，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆的喷涂量为80～120g/m2。
进一步的，所述基板为硅酸钙基板。
一种高硬度防污UV装饰板，由上述的高硬度防污UV装饰板的制备方法制备得到，从下至上依次包括基板、腻子层、底漆层、图案层和清漆层。
以上技术方案具有以下的有益效果：本技术方案中所使用的打印墨水为UV溶剂型墨水，具体原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份，本技术方案的UV溶剂型墨水具有固化速度快，装饰图案清晰、色彩逼真的效果。另外，本技术方案中UV溶剂型墨水含有与改性硅清漆相近的环氧树脂体系，使得图案层和清漆层的结合性更佳；同时，UV溶剂型墨水中光引发剂的添加量仅为2～3份(占比2～3％)，相对于现有的UV墨水(占比5～10％)，降低了光引发剂的添加量，能有效提升图案层的耐黄变性能。另外，改性硅清漆中的烷氧基参与硅氧烷中Si-OH、Si-OR的脱水缩合反应，形成有机-无机复合涂层，使改性硅清漆兼具有机树脂的成膜性、透明性及无机聚合物的高硬度；同时本技术方案的改性硅清漆能降低基板的表面能，使污染物难以附着在基板的表面，使得制备得到的装饰板具有自洁性，同时能够在基板表面缺陷内形成憎水交联网络，从而有效阻止污染物进入内部，从而实现防污性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
一种高硬度防污UV装饰板的制备方法，包括以下步骤：
(1)在基板的表面进行喷墨印花，得到图案层，其中喷墨印花所用的墨水为UV溶剂型墨水，按质量份数，UV溶剂型墨水的原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份；齐聚物中包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂；
(2)在图案层的表面喷涂改性硅清漆，在图案层的表面形成清漆层，得到高硬度防污UV装饰板。
值得说明的是，本技术方案中所使用的打印墨水为UV溶剂型墨水，具体原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份，本技术方案的UV溶剂型墨水具有固化速度快，装饰图案清晰、色彩逼真的效果。另外，本技术方案中UV溶剂型墨水含有与改性硅清漆相近的环氧树脂体系，使得图案层和清漆层的结合性更佳；同时，UV溶剂型墨水中光引发剂的添加量仅为2～3份(占比2～3％)，相对于现有的UV墨水(占比5～10％)，降低了光引发剂的添加量，能有效提升图案层的耐黄变性能。
进一步是说明，改性硅清漆中的烷氧基参与硅氧烷中Si-OH、Si-OR的脱水缩合反应，形成有机-无机复合涂层，使改性硅清漆兼具有机树脂的成膜性、透明性及无机聚合物的高硬度；同时本技术方案的改性硅清漆能降低基板的表面能，使污染物难以附着在基板的表面，使得制备得到的装饰板具有自洁性，同时能够在基板表面缺陷内形成憎水交联网络，从而有效阻止污染物进入内部，从而实现防污性能。
具体来说，在步骤(2)喷涂改性硅清漆前，需要先在改性硅清漆中加入0.2～2％的流平剂BYK33，提升产品表面涂层的流平性，使得平整度得到提升。
进一步的说明，在所述步骤(1)中，所述齐聚物的制备方法如下：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇6000和环氧树脂E-51制成反应性乳化剂；将反应性乳化剂与环氧树脂E-44混合，加入三乙烯四胺进行反应，制得齐聚物。
具体来说，上述齐聚物的制备的制备过程中，按摩尔比计算，异佛尔酮二异氰酸酯：聚乙二醇6000：环氧树脂E-51＝(0.8～1.1)：1：1；
反应性乳化剂：环氧树脂E-44：三乙烯四胺＝(0.15～0.2)：1。
值得说明的是，本技术方案采用上述的制备方法制备得到的齐聚物中包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂，使得UV溶剂型墨水具有更好的附着力、成膜性、柔韧性和环保性。同时制备得到的齐聚物中改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂的质量比为1：3，使得UV溶剂型墨水的综合性能最优异。
优选的，本技术方案中UV溶剂型墨水的黏度为20～30mPa·s，固含量为20～25％，打印效果更好。
进一步的说明，在所述UV溶剂型墨水中，所述光引发剂由2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮组成。
在本发明一个实施例中，选用的光引发剂为复合光引发剂，其中，复合光引发剂由2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮组成，采用该复合光引发剂使得UV溶剂型墨水在不同波长范围内都能引发固化(与选用的高压汞灯发射谱线匹配)，具有良好的溶解性和反应活性，用量少，引发效率高，光固化后黄变现象不明显。
具体来说，复合光引发剂中2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮(即光引发剂907)和2-异丙基硫杂蒽酮((即光引发剂ITX)可以以任何的比例混合使用。
进一步的说明，在所述UV溶剂型墨水中，所述助剂由丙三醇0.8～2份和消泡剂0.2～1份组成；所述稀释剂为乙醇。
进一步的说明，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆为硅氧键含量为54％的华润改性硅清漆。
值得说明的是，本技术方案中的改性硅清漆为硅氧键含量为54％的华润改性硅清漆，喷涂此种涂料后，样品可进行较高温的烘干，耐温性好(≤120℃均没问题)，烘干后的表面具有硬度高(铅笔硬度≥5H)、耐污性好(具有自洁能力，接触角≥115°)、耐黄变性能强(1000h不起泡、不脱落、不开裂、不粉化，失光及变色≤2级)的优点，使得制备的高硬度防污UV装饰板可用于外墙等领域的使用，拓宽了装饰板材的使用范围。
具体来说，改性硅清漆的原料包括有机硅树脂和聚氨酯树脂，有机硅树脂和聚氨酯树脂的质量比为19：1。有机硅树脂是以Si-O-Si为主链，硅原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物，硅原子电负性较低，使得Si-O键具有一定的离子性；而且Si-O-Si键能、键角均比C-C键大，这种特殊的价键结构使它具有许多不同于碳基聚合物的优异的物理、化学性质，从而使得本技术方案的改性硅清漆具有耐高低温性、耐候性、憎水性及低表面能特性的优点。
具体的，本技术方案中的改性硅清漆购买于广东华润涂料有限公司，型号为PLJWT-6500-C。
具体来说，本技术方案中的有机硅树脂选自编号为EC-5488的有机硅树脂；聚氨酯树脂选自编号为EC-297M的聚氨酯树脂。
值得指出的是，为了避免装饰板表面的清漆层具有出现尘点等缺陷，因此选用30万无尘喷涂空间进行改性硅清漆喷涂的喷涂，且由于改性硅清漆的特性，固化速度慢，因此喷涂完后在同样级别的空间自干或者较高温(小于或等于120℃)快速固化，从而保证空间无明显的粉尘落在未干的清漆层表面。
优选的，在100～120℃的温度下固化改性硅清漆，得到清漆层，由于改性硅清漆的固化速度较慢，自干固化时间较长(约12h)，在大批量生产中需增加存储空间，在100～120℃的温度下进行，能够将固化时间缩短至1h左右。
进一步的说明，在所述图案层的表面喷涂改性硅清漆之前，需要先对图案层进行打磨和清洁处理，操作方法如下：
使用800～1200目的砂纸对图案层进行打磨；
使用有机溶剂对打磨后的图案层进行清洁。
值得指出的是，在喷涂改性硅清漆之前，通过使用800-1200目的砂纸对图案层进行打磨，既可以增强图案层与清漆层之间的结合力，又不会破坏图案层的装饰图案，另外还可以提高产品的平整度。
对图案层进行打磨后，采用喷枪将有机溶剂喷涂在打磨后的图案层的表面，通过该喷涂有机溶剂，对打磨后的图案层进行清洁，能进一步促进图案层与表面清漆层的结合，并减少表面油窝、针孔等现象的出现。
优选的，有机溶剂为醋酸丁酯。
进一步的说明，在所述步骤(1)中，在基板的表面进行喷墨印花前，需先对基板进行前处理、涂覆腻子粉和涂覆底漆，待底漆固化后得到底漆层，在底漆层的表面进行喷墨印花；
对基板进行前处理的操作方法如下：对基板进行打磨和除尘处理。
具体来说，在进行喷墨印花之前，需要采用磨具或砂纸对基板的表面进行打磨，打磨处理完成后，使用除尘机除去表面颗粒物，不仅能使基板表面更平整，同时通过打磨处理能增加基板表面的粗糙度，从而能增强基板和腻子层的结合力。
具体来说，采用多次辊涂的方式涂底漆。
进一步的说明，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆的喷涂量为80～120g/m2。
优选的，在本发明一个实施例中改性硅清漆的喷涂量为80～120g/m2，该喷涂量范围可保证在表面形成0.8～1.7μm的清漆层，此厚度既可以显著的提高装饰板表面的光泽度及表面强度，又对其底层打印图案的呈现没有不良影响。
进一步的说明，所述基板为硅酸钙基板。
优选的，本技术方案中的硅酸钙基板为密度≥1.45g/cm3的高密度硅酸钙板，高密度硅酸钙板具有强度硬、吸水性好等优势，能有效提高装饰板的硬度。
一种高硬度防污UV装饰板，由上述的高硬度防污UV装饰板的制备方法制备得到，从下至上依次包括基板、腻子层、底漆层、图案层和清漆层。
下面结合具体实施例和对比例进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1～5
实施例1～5中高硬度防污UV装饰板的制备方法，包括以下步骤：
(1)对基板(高密度硅酸钙基板)依次进行前处理(进行打磨和除尘处理)、涂覆腻子粉和涂覆底漆，待底漆固化后得到底漆层，在底漆层的表面进行喷墨印花，得到图案层，其中喷墨印花所用的墨水为UV溶剂型墨水，按质量份数，UV溶剂型墨水的原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份；UV溶剂型墨水中的光引发剂由2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮组成；助剂由丙三醇0.8～2份和消泡剂0.2～1份组成，稀释剂为乙醇，齐聚物包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂；其中，齐聚物的制备方法如下：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇6000和环氧树脂E-51制成反应性乳化剂；将反应性乳化剂与环氧树脂E-44混合，加入三乙烯四胺进行反应，制得齐聚物；
(2)使用800～1200目的砂纸对图案层进行打磨，然后使用有机溶剂(醋酸丁酯)对打磨后的图案层进行清洁，在清洁后图案层的表面喷涂改性硅清漆(硅氧键含量为54％的华润改性硅清漆)，改性硅清漆的喷涂量为80～120g/m2，固化后在图案层的表面形成清漆层，得到高硬度防污UV装饰板。
具体的，实施例1～5中UV溶剂型墨水的配方以及改性硅清漆的喷涂量如下表1所示：
表1实施例1～5中墨水的配方和改性硅清漆的喷涂量
Figure BDA0003821435050000091
具体的，采用以下的方法或测试标准，分别检测实施例1～5制备得到的高硬度防污UV装饰板的硬度、附着力、耐黄变性能、防污性、表面接触角和图案效果，检测结果如下表2所示。
硬度：根据GB/T 6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法》进行检测；
附着力：根据GB/T 9286-2021《色漆和清漆划格试验》进行检测；
耐黄变性能：根据GB/T 1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露滤过的氙弧辐射》进行检测；
防污性：根据GB/T 9780-2013《建筑涂料涂层耐沾污试验方法》进行检测；
接触角：使用接触角仪进行测试，
图案效果：通过目测观察装饰板表面的图案是否清晰，色彩是否逼真。
表2实施例1-5的测试结果
Figure BDA0003821435050000101
从表2可知，实施例1-5制备得到的高硬度防污UV装饰板样品具有硬度高、附着力强、耐污性好和耐黄变性能强的优点，铅笔硬度≥5H，附着力≤1级，1000h不起泡、不脱落、不开裂、不粉化、失光及变色≤2级，具有自洁能力，接触角≥115°，同时，高硬度防污UV装饰板表面的装饰图案清晰、色彩逼真，能够将高硬度防污UV装饰板用于建筑外墙、橱柜、隔板等领域，拓宽了装饰板材的使用范围。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在基板的表面进行喷墨印花，得到图案层，其中喷墨印花所用的墨水为UV溶剂型墨水，按质量份数，UV溶剂型墨水的原料包括齐聚物75～80份、染料8～12份、光引发剂2～3份、助剂1～3份和稀释剂6～8份；齐聚物中包括改性环氧树脂和改性聚乙烯醇树脂；
(2)在图案层的表面喷涂改性硅清漆，在图案层的表面形成清漆层，得到高硬度防污UV装饰板。
2.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述齐聚物的制备方法如下：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇6000和环氧树脂E-51制成反应性乳化剂；将反应性乳化剂与环氧树脂E-44混合，加入三乙烯四胺进行反应，制得齐聚物。
3.根据权利要求2所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述UV溶剂型墨水中，所述光引发剂由2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳基-1-丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮组成。
4.根据权利要求3所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述UV溶剂型墨水中，所述助剂由丙三醇0.8～2份和消泡剂0.2～1份组成；所述稀释剂为乙醇。
5.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆为硅氧键含量为54％的华润改性硅清漆。
6.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述图案层的表面喷涂改性硅清漆之前，需要先对图案层进行打磨和清洁处理，操作方法如下：
使用800～1200目的砂纸对图案层进行打磨；
使用有机溶剂对打磨后的图案层进行清洁。
7.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，在基板的表面进行喷墨印花前，需先对基板进行前处理、涂覆腻子粉和涂覆底漆，待底漆固化后得到底漆层，在底漆层的表面进行喷墨印花；
对基板进行前处理的操作方法如下：对基板进行打磨和除尘处理。
8.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述改性硅清漆的喷涂量为80～120g/m2。
9.根据权利要求1所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法，其特征在于，所述基板为硅酸钙基板。
10.一种高硬度防污UV装饰板，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述的高硬度防污UV装饰板的制备方法制备得到，从下至上依次包括基板、腻子层、底漆层、图案层和清漆层。
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