CN115584173A - 一种哑光涂料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种哑光涂料及其应用。在涂料中添加无机消光粉获得的哑光涂料，其固化后得到的涂层抗刮性较差。针对上述问题，本发明提供一种哑光涂料，其成分中添加有自制的可光脱羧微胶囊，所述可光脱羧微胶囊具有上浮性，可以在涂料红外流平过程中富集于涂层浅表面，然后将其置于蓝光LED灯照射下，涂料体系中的可光脱羧微胶囊内部包裹的脂肪酸在脂肪酸光脱羧酶的作用下发生脱羧反应生成CO2气体逸出涂层表面，在涂层表面形成凹凸不平的微结构，然后将涂层表面凹凸不平的微结构通过深度光固化固定下来，即得到抗刮性较优的哑光涂层。

Description

一种哑光涂料及其应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种哑光涂料及其应用。
背景技术
哑光涂层是通过涂层表面凹凸不平的微结构形成的漫散射而实现的。获得哑光涂料常规的做法是在涂料中添加无机消光粉(超细微硅粉末)，这种做法往往需要在涂料中添加大量的无机消光粉才能得到理想的哑度。但这种做法会为涂层带来许多不好的副效应，例如涂料的粘度变大、所获涂层的通透性变差、涂层表面容易产生哑光线等等。
针对上述问题，本发明提供一种哑光涂料，涂料体系中添加有自制的可光脱羧微胶囊，所述可光脱羧微胶囊内部同时包裹有脂肪酸和脂肪酸光脱羧酶(fatty acidphotodecarboxylase，FAP)，所述脂肪酸光脱羧酶可在波长为400nm-520nm的蓝光LED灯照射下变成激发态，从脂肪酸分子的羧基攫取一个电子，然后使得脂肪酸发生脱羧反应生成CO2气体。所述可光脱羧微胶囊外表面还含有长氟碳链，使得可光脱羧微胶囊在涂料体系中具有上浮性，在涂料红外流平过程中，可以富集在涂层的表面。
本发明在获得光固化涂层过程中，首先对红外流平过后的涂层进行蓝光照射，使得脂肪酸光脱羧酶变成激发态，从脂肪酸分子的羧基攫取一个电子，然后使得脂肪酸发生脱羧反应生成CO2气体从涂层表面逸出，形成凹凸不平的微结构，然后再将涂层置于紫外灯下进行光固化，使得涂层表面的凹凸不平微结构固定，最终得到哑光涂层。本发明所获涂层表面凹凸不平的微结构是有机成分，与涂层中主体树脂的折光率、透光率相近，所获涂层通透性好、哑光不发蒙。本发明所获哑光涂料中没有使用无机消光粉，使得所获光固化涂层的抗刮性得到提高，涂层表面没有哑光线产生。
发明内容
现有技术中存在的问题是：在涂料体系中添加无机消光粉(例如超细微硅粉末)获得的哑光涂料，其固化后得到的涂层抗刮性较差。针对上述问题，本发明提供一种哑光涂料，以重量份数计，包括以下成分：
Figure BDA0003904121080000011
Figure BDA0003904121080000021
具体地，所述丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的至少一种。
具体地，所述活性单体包括季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
具体地，所述光脱羧胶囊的制备方法包括以下步骤：
(1)将100g全氟烷基硫醇、30g 8-巯基辛酸搅拌混合均匀，得到混合液；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入50g TMPTA、0.1g光引发剂TPO、100mL甲苯，之后搅拌混合均匀，然后将反应体系的温度升至50℃，氮气保护下，将步骤(1)所获混合液滴加到烧瓶中，边搅拌边用波长405nm的LED灯照射，反应结束后，对反应产物减压蒸馏后，得到产物A；
(3)取600重量份蒸馏水加入到烧杯中，再依次添加150重量份氯化钠、16重量份纳米二氧化硅，搅拌混合均匀得到混合液，再加入占混合液重量5％的乳化剂OP-10，然后用质量浓度为20％的碳酸钠水溶液调节溶液的pH＝2-5，得到水相；
(4)将100重量份的硬脂酸、100重量份产物A、2重量份光引发剂、5重量份FAP加入到烧杯中，搅拌均匀后，得到油相；
(5)将步骤(4)得到的油相加入到步骤(3)得到的水相中，水相与油相的质量比是1:1，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min分散成悬浮液，然后将悬浮液转移至带搅拌的反应釜中，65℃下搅拌反应10h，过滤、干燥后得到光脱羧胶囊。
具体地，所述光引发剂包括光引发剂TPO、樟脑醌、光引发剂ITX等长波长光引发剂中的至少一种和包括光引发剂CBP、光引发剂184、光引发剂1173等短波长光引发剂中的至少一种。
具体地，所述流平剂为有机硅类流平剂，例如BYK333、迪高450。
具体地，所述分散剂为高分子类分散剂，例如BYK163。
具体地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，例如迪高815N。
具体地，所述的一种哑光涂料，其制备方法如下：
避光条件下，按照配方量，将配方中各原料搅拌混合均匀，即得到哑光涂料。
具体地，所述的一种哑光涂料，其应用方法包括以下步骤：
避光条件下，将哑光涂料涂敷在PVC基材表面，红外灯下流平3-5min，然后置于波长为400nm的蓝光LED灯下照射3-5s，之后，将涂层置于汞灯下进行光固化，光固化完成后，即得到哑光涂层。
有益效果
(1)本发明自制的可光脱羧微胶囊表面含有长氟碳链，在涂料体系中具有上浮性，在涂料红外流平过程中富集在涂层表面，然后将其置于波长为400nm-520nm的蓝光LED灯照射下，涂料体系中的可光脱羧微胶囊内部包裹的脂肪酸在脂肪酸光脱羧酶的作用下失去一个电子，发生脱羧反应生成CO2气体逸出涂层表面，在涂层表面形成凹凸不平的微结构，同时，涂料中含有双键的丙烯酸酯树脂之间也会在400nm的LED灯照射下发生微交联反应，这种微交联反应改变了涂层浅表面流体的触变性，使得涂层表面凹凸不平的微结构回缩的过程变慢，然后在该回缩过程中将涂层置于紫外灯下照射，使得涂层表面凹凸不平的微结构固定下来，即得到哑光涂层；
(2)本发明的这种方法必须将短波长的光引发剂与长波长的光引发剂搭配使用才具备这样的效果，如果单纯的使用短波长光引发剂，例如光引发剂184，其在蓝光照射下，基本上不能引发丙烯酸树脂发生微交联反应，脂肪酸在脂肪酸光脱羧酶的作用下失去一个电子，发生脱羧反应生成CO2气体逸出涂层表面后形成凹凸不平的微结构后，涂层表面凹凸不平的微结构回缩的过程较快，来不及对其进行光固化固定下来，不能得到哑光涂层；
(3)本发明所获哑光涂层表面凹凸不平的微结构是有机成分，与涂层中主体树脂的折光率、透光率相近，所获涂层通透性好、哑光不发蒙；
(4)本发明所获哑光涂料中没有使用无机消光粉，使得所获光固化涂层的抗刮性得到提高，涂层表面没有哑光线产生。
附图说明
图1：测试本发明实施例1所获哑光涂层光泽度的图像。
图2：测试本发明对比例4所获哑光涂层光泽度的图像。
具体实施方式
本发明以下实施例中所用环氧丙烯酸树脂的牌号为环氧丙烯酸酯SU322，购自广东昊辉新材料有限公司。
本发明以下实施例中所用聚氨酯丙烯酸树脂的牌号为聚氨酯丙烯酸树脂HP6611，购自广东昊辉新材料有限公司。
本发明以下实施例中所用聚酯丙烯酸树脂的牌号为聚酯丙烯酸树脂CR90156，购自广东昊辉新材料有限公司。
本发明以下实施例中所用光脱羧胶囊，按照以下步骤制备：
(1)将100g全氟烷基硫醇、30g 8-巯基辛酸搅拌混合均匀，得到混合液；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入50g TMPTA、0.1g光引发剂TPO、100mL甲苯，之后搅拌混合均匀，然后将反应体系的温度升至50℃，氮气保护下，将步骤(1)所获混合液滴加到烧瓶中，边搅拌边用波长405nm的LED灯照射，反应结束后，对反应产物减压蒸馏后，得到产物A；
(3)取600重量份蒸馏水加入到烧杯中，再依次添加150重量份氯化钠、16重量份纳米二氧化硅，搅拌混合均匀得到混合液，再加入占混合液重量5％的乳化剂OP-10，然后用质量浓度为20％的碳酸钠水溶液调节溶液的pH＝2，得到水相；
(4)将100重量份的硬脂酸、100重量份产物A、2重量份光引发剂、5重量份FAP加入到烧杯中，搅拌均匀后，得到油相；
(5)将步骤(4)得到的油相加入到步骤(3)得到的水相中，水相与油相的质量比是1:1，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min分散成悬浮液，然后将悬浮液转移至带搅拌的反应釜中，65℃下搅拌反应10h，过滤、干燥后得到光脱羧胶囊。
本发明以下实施例中所用流平剂为BYK333。
本发明以下实施例中所用分散剂为BYK163。
本发明以下实施例中所用有机硅类消泡剂为迪高815N。
实施例1
一种哑光涂料，以重量份数计，组成如下：
Figure BDA0003904121080000041
Figure BDA0003904121080000051
所述光引发剂为光引发剂TPO与光引发剂CBP按照质量比1:1组成的混合物。
实施例2
一种哑光涂料，以重量份数计，组成如下：
Figure BDA0003904121080000052
所述光引发剂为樟脑醌与光引发剂1173按照质量比1:1组成的混合物。
实施例3
一种哑光涂料，以重量份数计，组成如下：
Figure BDA0003904121080000053
所述光引发剂为光引发剂ITX与光引发剂907按照质量比1:1组成的混合物。
实施例4
一种哑光涂料，以重量份数计，组成如下：
Figure BDA0003904121080000054
Figure BDA0003904121080000061
所述光引发剂为光引发剂TPO与光引发剂BP按照质量比1:1组成的混合物。
实施例5
一种哑光涂料，以重量份数计，组成如下：
Figure BDA0003904121080000062
所述光引发剂为光引发剂TPO与光引发剂184按照质量比1:1组成的混合物。
避光条件下，按照配方量，将实施例1-5各原料分别搅拌混合均匀，即得到哑光涂料，将实施例1-5所获哑光涂料分别涂敷在PVC基材表面，红外灯下流平3min，然后均置于波长为400nm的LED灯下照射5s，之后，将各涂层分别置于汞灯下进行光固化，光固化厚度为25μm的哑光涂层，其中实施例1所获光固化哑光涂层的图像如说明书附图1所示。
对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1配方中的光引发剂仅为光引发剂184，其所获光固化涂层的表面不具有哑光效果。
对比例2同实施例1，不同之处在于，对比例2配方中的光引发剂仅为光引发剂1173，其所获光固化涂层的表面不具有哑光效果。
对比例3同实施例1，不同之处在于，对比例3配方中的光引发剂仅为光引发剂CBP，其所获光固化涂层的表面不具有哑光效果。
对比例4同实施例1，不同之处在于，对比例4的涂料体系中未使用本发明自制的光脱羧微胶囊，其采用东曹1011消光粉替换本发明自制的光脱羧微胶囊，其所获哑光涂层的图像如说明书附图2所示。
性能测试
对本发明实施例1-5以及对比例1-3所获光固化涂层进行相关性能测试，具体测试结果见表1。
涂层硬度：根据标准GB/T6739-2006进行测试。
涂层附着力：按照标准GB/T9286-1998进行测定。
涂层光泽度：采用60°角光泽仪进行测试。
抗刮性：根据标准GB/T1768-2006进行测试，循环100r。
表1
测试项 硬度 附着力(级) 光泽度(°) 抗刮性(g)
实施例1 2H 0 5 0.024
实施例2 3H 0 4 0.021
实施例3 2H 0 5 0.028
实施例4 2H 0 6 0.030
实施例5 2H 0 5 0.026
对比例1 2H 0 67 0.031
对比例2 2H 0 73 0.032
对比例3 2H 0 80 0.034
对比例4 2H 0 24.9 0.030
以上所述，仅是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，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种哑光涂料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
Figure FDA0003904121070000011
2.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述活性单体包括季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述光脱羧胶囊的制备方法包括以下步骤：
(1)将100g全氟烷基硫醇、30g 8-巯基辛酸搅拌混合均匀，得到混合液；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入50g TMPTA、0.1g光引发剂TPO、100mL甲苯，之后搅拌混合均匀，然后将反应体系的温度升至50℃，氮气保护下，将步骤(1)所获混合液滴加到烧瓶中，边搅拌边用波长405nm的LED灯照射，反应结束后，对反应产物减压蒸馏后，得到产物A；
(3)取600重量份蒸馏水加入到烧杯中，再依次添加150重量份氯化钠、16重量份纳米二氧化硅，搅拌混合均匀得到混合液，再加入占混合液重量5％的乳化剂OP-10，然后用质量浓度为20％的碳酸钠水溶液调节溶液的pH＝2-5，得到水相；
(4)将100重量份的硬脂酸、100重量份产物A、2重量份光引发剂、5重量份FAP加入到烧杯中，搅拌均匀后，得到油相；
(5)将步骤(4)得到的油相加入到步骤(3)得到的水相中，水相与油相的质量比是1:1，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min分散成悬浮液，然后将悬浮液转移至带搅拌的反应釜中，65℃下搅拌反应10h，过滤、干燥后得到光脱羧胶囊。
5.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述光引发剂包括光引发剂TPO、樟脑醌、光引发剂ITX中的至少一种，同时包括光引发剂CBP、光引发剂184、光引发剂1173、光引发剂907中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂。
7.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述分散剂为高分子类分散剂。
8.根据权利要求1所述的一种哑光涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种哑光涂料，其特征在于，其制备方法如下：
避光条件下，按照配方量，将配方中各原料搅拌混合均匀，即得到哑光涂料。
10.根据权利要求9所述的一种哑光涂料，其特征在于，其应用方法包括以下步骤：
避光条件下，将哑光涂料涂敷在PVC基材表面，红外灯下流平3-5min，然后置于波长为400nm的LED灯下照射3-5s，之后，将涂层置于汞灯下进行光固化，光固化完成后，即得到哑光涂层。
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