CN115558401B - 一种高强度spc地板uv固化涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UV光固化涂料技术领域,IPC分类号为C09D,具体涉及一种高强度SPC地板UV固化涂料及其制备方法,所述一种高强度SPC地板UV固化涂料,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物80‑90份,光引发剂3‑8份,溶剂5‑10份,消光剂7‑10份。通过将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,并加入消光剂,搅拌,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料,其具有柔和光泽装饰性好、附着力强、硬度大、柔韧性优异,实用性好等优点,制备原料简单,环保且经久耐用,尤其适用于制备高强度SPC地板。
Description
技术领域
本发明涉及UV光固化涂料技术领域,IPC分类号为C09D,具体涉及一种高强度SPC地板UV固化涂料及其制备方法。
背景技术
光固化涂料又称光敏涂料,由光敏树脂、光敏剂、稀释剂组成,光敏树脂可发生游离聚合反应,在紫外光的照射下,分子中的电子被激发进而产生游离基,在游离基的引发作用下通过聚合形成立体结构的高聚物,由于涂料存在涂覆不均,涂覆形状不规则等问题,会影响光固化过程,涂料中含有的颜料也会影响涂料光固化过程,且光固化色漆较难制备,因此会极大影响涂料性能。
如何提高光固化涂料的机械性能、电化学性及耐化学腐蚀性,使其应用于自动化大规模现代化生产已成为人们关注的焦点。
专利CN201010571903.7公开了一种紫外光固化涂料及其制备方法与应用,其制备原料包括水溶性紫外光固化树脂、溶剂、助剂、光引发剂,通过将原料混合制备得到一种紫外光固化涂料,其具有较好的耐磨性、耐刮擦性及耐热性,但其硬度较差仅为2H,无法满足实际应用需求。
专利CN201710218874.8公开了一种抗菌修饰纳米氧化锌/含氟聚合物紫外光固化涂料及其制备方法,其制备原料包括:抗菌修饰ZnO纳米粒子,含氟丙烯酸树脂溶液,活性稀释单体,二甲苯,紫外光引发,助剂,所制得光固化涂料具有抗菌性、附着力好、耐磨性好等优点,但其制备原料中含有二甲苯,具有一定生物毒性,且其纳米粒子会存在分散不均现象,所制得固化涂料硬度较差。
因此,制备一种兼具环保性、光泽柔和、高硬度的光固化涂料可满足市场多方面的需求,比如可用于制备高强度SPC地板,SPC地板是一种新型地板,又称石塑地板,其基材由石粉与热塑高分子材料在搅拌均匀后再经高温挤压制成的复合板材,同时兼有木材与塑料的性能与特征,且具有地板的强度与韧性。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物80-90份,光引发剂3-8份,溶剂5-10份,消光剂7-10份。
优选的,所述丙烯酸类化合物包括聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯中的至少一种;
优选的,所述丙烯酸类化合物为聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的复配,聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的质量比为1.5-2.0:0.7-1.0:1-2.0;
优选的,所述醇取代双官能度丙烯酸酯包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种;
进一步优选的,所述醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.3-0.6:0.9-1.1:0.7-1.3;
优选的,所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、安息香乙醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦中的一种或几种的组合;
进一步优选的,所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的复配,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的质量比为0.4-0.7:0.9-1.3;
优选的,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、醋酸丁酯、正丁醇、丙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一种或几种的组合;
进一步优选的,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯的复配,乙酸乙酯、乙酸丁酯的质量比为1-2:1;
优选的,所述消光剂为ACEMATT OK500、超微细二氧化硅、微粉化蜡中的至少一种。
本发明第二方面提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为3-4h,得混合物;
(2)向混合物中加入消光剂,搅拌,搅拌转速为350-450r/min,搅拌时间为0.5-1h,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料。
有益效果:
(1)本发明通过将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂、消光剂加入容器中,混合,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料,其具有柔和光泽装饰性好、附着力强、硬度大、柔韧性、耐磨性、耐候性优异,实用性好等优点,制备原料简单,环保且经久耐用。
(2)本发明添加丙烯酸类化合物可提高所制得固化涂料的硬度、附着力、柔韧性、耐磨性耐候性,尤其是丙烯酸类化合物为聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的复配,聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的质量比为1.5-2.0:0.7-1.0:1-2.0,醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.3-0.6:0.9-1.1:0.7-1.3时,在光引发剂的促进作用下,丙烯酸类化合物中活性基团可充分交联,形成密度较高的交联聚合结构,且醇取代双官能度丙烯酸酯的支链结构穿插在交联聚合结构中,使其具有一定的“自由体积收缩空间”,避免了涂料在厚涂过程中出现附着力差的现象,且涂料在外界环境冲击下,由于其具有一定的“自由体积收缩空间”可提供缓冲空间,避免涂料出现变形开裂脱落等现象,使所制得涂料具有硬度大、柔韧性好、耐磨性及耐候性好等优点,此外,丙烯酸类化合物与消光剂具有协同作用,使所制得涂料具有柔和光泽及柔顺性,进一步提高涂料耐磨性,消光剂与体系中其它成份相容性好,可促进体系中其它活性成份均匀分散悬浮,其微粒分子均匀填充在丙烯酸类化合物形成的交联聚合结构中,减少涂料表面凸起,降低涂料光泽度,提高涂料表面顺滑性,避免涂料经受外界力摩擦作用时,出现表层脱落的现象,进一步提高了涂料的耐磨性及附着力,本发明提供的一种高强度SPC地板UV固化涂料的制备方法,尤其适用于制备SPC地板,所制得地板光泽度柔和,手感丰富,具有一定的哑光性,不易造成人眼疲劳,实用性能优异,此外,本发明提供的一种高强度SPC地板UV固化涂料其制备原料简单环保,生理毒性小。
(3)本发明通过将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,并加入消光剂,搅拌,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料,其具有柔和光泽装饰性好、附着力强、硬度大、柔韧性优异,实用性好等优点,制备原料简单,环保且经久耐用,尤其适用于制备高强度SPC地板。
说明书附图
图1为实施例2所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料的RoHS检测结果;
图2为实施例2所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料的VOC检测结果。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物80份,光引发剂3份,溶剂5份,消光剂7份。所述丙烯酸类化合物为聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的复配,聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的质量比为1.5:0.7:1,聚氨酯丙烯酸酯品牌:森菲达,购自苏州市森菲达化工有限公司,纯丙烯酸酯品牌:KDD,购自鹤山市科鼎功能材料有限公司;
所述醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.3:0.9:0.7,乙二醇二丙烯酸酯CAS号为2274-11-5,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为6606-59-3,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,新戊二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为1985-51-9,购自上海麦克林生化科技有限公司;
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的复配,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的质量比为0.4:0.9,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮CAS号为7473-98-5,购自上海麦克林生化科技有限公司,2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦CAS号为75980-60-8,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;
所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯的复配,乙酸乙酯、乙酸丁酯的质量比为1:1;
所述消光剂为ACEMATT OK500,品牌德国赢创德固赛,购自上海凯茵化工有限公司。
本发明第二方面提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,搅拌转速为550r/min,搅拌时间为3h,得混合物;
(2)向混合物中加入消光剂,搅拌,搅拌转速为350r/min,搅拌时间为0.5h,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料。
实施例2
实施例2提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物85份,光引发剂6份,溶剂8份,消光剂8份。
所述丙烯酸类化合物为聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的复配,聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的质量比为1.8:0.9:1.7,聚氨酯丙烯酸酯品牌:森菲达,购自苏州市森菲达化工有限公司,纯丙烯酸酯品牌:KDD,购自鹤山市科鼎功能材料有限公司;
所述醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.5:1.0:1.1,乙二醇二丙烯酸酯CAS号为2274-11-5,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为6606-59-3,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,新戊二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为1985-51-9,购自上海麦克林生化科技有限公司;
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的复配,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的质量比为0.6:1.1,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮CAS号为7473-98-5,购自上海麦克林生化科技有限公司,2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦CAS号为75980-60-8,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;
所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯的复配,乙酸乙酯、乙酸丁酯的质量比为1.5:1;
所述消光剂为ACEMATT OK500,品牌德国赢创德固赛,购自上海凯茵化工有限公司。
本发明第二方面提供了一种高强度SPC地板UV固化涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,搅拌转速为600/min,搅拌时间为3.5h,得混合物;
(2)向混合物中加入消光剂,搅拌,搅拌转速为400r/min,搅拌时间为0.8h,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料。
对比例1
具体实施方式同实施例2,不同之处在于:所述醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.3:0.1:0.2,乙二醇二丙烯酸酯CAS号为2274-11-5,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为6606-59-3,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,新戊二醇二甲基丙烯酸酯CAS号为1985-51-9,购自上海麦克林生化科技有限公司。
对比例2
具体实施方式同实施例2,不同之处在于:所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦,2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦CAS号为75980-60-8,购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司。
对比例3
具体实施方式同实施例2,不同之处在于:所述一种高强度SPC地板UV固化涂料,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物85份,光引发剂6份,溶剂8份。
性能测试:附着力、铅笔硬度、耐磨性、耐候性、光泽度、柔顺性、柔韧性、RoHS检测、VOC检测
附着力:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/T 9286-1998对涂料附着力进行测试,附着力评价标准为0级到5级,0级为无脱落,1级为少许涂层脱落,脱落面积小于5%,2级为脱落面积大于5%,小于15%,3级脱落面积大于15%,小于35%,4级脱落面积大于35%,小于65%,5级4级脱落面积大于65%,小于等于100%.
铅笔硬度:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/6739-1996对涂料硬度进行测试(硬度范围2B-6H),2B硬度最小,6H硬度最大。
耐磨性:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/T 15036.1-2018对涂料耐磨性进行测试。
耐候性:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/T 1767-1989及GB/T1766-1995对涂料耐候性进行测试,测试温度为80-120℃及-20℃下漆膜的开裂情况。
光泽度:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/9754-88对涂料光泽度进行测试,测试标准光泽小于10,无光涂料,光泽在20-40间,半光涂料,光泽大于40,有光涂料。
柔顺性:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,参照GB/T 15036.1-2018对涂料柔顺性进行测试。
柔韧性:将实施例1-2,对比例1-3所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料均匀的涂覆在基材上,接着放在紫外光固化机的传送带上进行光固化,固化时间为3秒制得涂层厚度为25微米的漆膜,经UV固化机固化3秒后,参照GB/T1731-1993对涂料柔韧性进行测试。
RoHS《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》检测:采用ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱仪)、UV-Vis(紫外-可见光光谱)和GC-MS(气相色谱仪-质谱联用仪)根据IEC62321-4:2013+A1:2017标准,对实施例2所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料进行RoHS检测,检测结果见图1,其中1mg/kg=0.0001%,MDL=方法检测限,ND=未检出(<MDL),“-”=未规定,001列代表检测项目的检测结果。
VOC《可挥发性有机物》检测:采用GZTC CHEM-TOP-050-14采用气相色谱/质谱仪对实施例2所制得一种高强度SPC地板UV固化涂料进行VOC检测,检测结果见图2,其中1mg/kg=0.0001%,MDL=方法检测限,ND=未检出(<MDL),“-”=未规定,001列代表检测项目的检测结果。
Claims (4)
1.一种高强度SPC地板UV固化涂料,其特征在于,其制备原料,按重量份计,包括:丙烯酸类化合物80-90份,光引发剂3-8份,溶剂5-10份,消光剂7-10份;
所述丙烯酸类化合物为聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的复配,聚氨酯丙烯酸酯、醇取代双官能度丙烯酸酯、纯丙烯酸酯的质量比为1.5-2.0:0.7-1.0:1-2.0;
所述醇取代双官能度丙烯酸酯为乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的复配,乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为0.3-0.6:0.9-1.1:0.7-1.3;
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的复配,2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦的质量比为0.4-0.7:0.9-1.3。
2.根据权利要求1所述的一种高强度SPC地板UV固化涂料,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、醋酸丁酯、正丁醇、丙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种高强度SPC地板UV固化涂料,其特征在于,所述消光剂为ACEMATT OK500、超微细二氧化硅、微粉化蜡中的至少一种。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的一种高强度SPC地板UV固化涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将丙烯酸类化合物,光引发剂,溶剂加入容器中,混合搅拌,搅拌转速为550-650r/min,搅拌时间为3-4h,得混合物;
(2)向混合物中加入消光剂,搅拌,搅拌转速为350-450r/min,搅拌时间为0.5-1h,制备得到一种高强度SPC地板UV固化涂料。
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