CN115651499B - 一种uv哑光涂料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种UV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UV哑光涂料，其涂料体系中添加有自制的光解胶囊，所述光解胶囊可以在富集在涂层表面，并在特定波长照射下发生炸裂释放出与涂料体系不互溶的水性物质，所述水性物质在重力作用下，会在涂层表面形成凹凸不平的微结构，本发明通过光固化的方法将这种凹凸不平的微结构固定下来，即得到哑光涂层，本发明获得哑光涂层的过程中未使用无机消光粉，使得所获光固化涂层的抗刮性得到提高，且涂层表面没有哑光线产生，具有较好的应用前景。

Description

一种UV哑光涂料及其应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种持久留香的UV涂料。

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UV哑光涂料，其涂料体系中添加有自制的光解胶囊，所述光解胶囊外表面接枝有长氟碳链，在涂料体系中具有上浮性，可在涂料红外流平过程中富集在涂层的表面。所述光解胶囊内部包裹有水性物质，所述光解胶囊在特定波长照射下发生炸裂，使得光解胶囊内部包裹有水性物质溢出涂层表面，所述水性物质与涂料体系不互溶且不能参与光聚合反应，在重力的作用下，所述水性物质在涂层表面形成凹凸不平的微结构，这时，将涂层置于紫外UV高压汞灯下进行光固化，光固化过程中，涂层表面的水性物质不断蒸发直至消失，涂层中带有双键的化合物发生光聚合，光固化完成后，即得到哑光涂层。

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UV哑光涂料，以重量份数计，包括以下成分：

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，所述光解胶囊的制备方法包括以下步骤：

(1)在250mL的圆底三口烧瓶中加入5.28g 7-羟基-4-甲基香豆素、6mL 3-溴丙烯、20.7g无水碳酸钾、0.01g 2-叔丁基对苯二酚(MTBHQ)和45mL丙酮，45℃下恒温搅拌反应7h，反应停止后，冷却至室温，向反应体系中加入10mL的蒸馏水溶解反应体系中的碳酸钾，多次震荡使反应体系中的碳酸钾充分溶解，再向反应体系中加入20mL二氯甲烷，多次震荡摇匀后，然后把反应溶液转移至分液漏斗中，静置分层，收集有机层，用足量的饱和食盐水洗涤有机层三次，在所获有机层中加入适量的无水硫酸钠，过夜干燥24h，减压蒸馏除去溶剂得到粗产物，最后用乙酸乙酯对所获粗产物重结晶，干燥后得无色针状晶体A；

(2)在三孔圆底烧瓶中加入50g产物A、0.1g光引发剂1173、100mL甲苯，然后将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将20g全氟烷基硫醇添加到反应体系中，边搅拌边用波长300nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的巯基吸收峰消失，反应结束，将反应液离心分离、水洗、干燥后，得到表面接枝长氟碳链的产物B；

(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，得到混合液，再加入占混合液总质量5％的乳化剂OP-10，用质量浓度为20％的碳酸钠调节水溶液的pH＝2-5，得到水相；

(4)将产物100重量份产物B与2重量份光引发剂混合，搅拌均匀后得油相；

(5)将步骤(4)得到的油相加入到步骤(3)得到的水相悬浮液中，水相与油相悬浮液的质量比是1:1.5，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min，分散成油包水的悬浮液后，转移至带搅拌的反应釜中，置于365nm的LED光照下，搅拌反应10h，过滤干燥得到内部包水、表面富含长氟碳链的光解胶囊。

具体地，所述光引发剂包括光引发剂TPO、光引发剂ITX、光引发剂CBP、光引发剂184、光引发剂1173、光引发剂907等中的至少一种。

具体地，所述流平剂为有机硅类流平剂。

具体地，所述分散剂为高分子类分散剂。

具体地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

具体地，所述的一种UV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UV哑光涂料。

具体地，所述的一种UV哑光涂料，其应用方法包括以下步骤：

避光条件下，将UV哑光涂料涂敷在PVC基材表面，红外灯下流平3-5min，然后置于能量为100-300mj/cm²、波长为254nm的紫外灯下照射5-10s，使得涂料体系中的光解胶囊炸裂，之后，立即将涂层置于紫外UV高压汞灯下进行光固化，光固化完成后，即得到哑光涂层。

有益效果

(1)本发明涂料体系中添加有自制的光解胶囊，所述光解胶囊外表面接枝有长氟碳链，在涂料体系中具有上浮性，可在涂料红外流平过程中富集在涂层的表面，所述光解胶囊内部包裹有水，所述光解胶囊在波长为254nm的紫外灯照射下发生炸裂，使得光解胶囊内部包裹的水溢出涂层表面，所述水与涂料体系不互溶且不能参与光聚合反应，在重力的作用下，水在涂层表面形成凹凸不平的微结构，这时，将涂层置于紫外UV高压汞灯下进行光固化，光固化过程中，涂层表面的水不断蒸发直至消失，涂层中带有双键的化合物发生光聚合，光固化完成后，即得到哑光涂层；

(2)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；

(3)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：实施例1所获光固化哑光涂层的图像。

图2：对比例1所获光固化哑光涂层的图像。

图3：实施例1所获哑光涂层在黑色马克笔标记透明PET膜上的图像。

图4：对比例1所获哑光涂层在黑色马克笔标记透明PET膜上的图像。

具体实施方式

本发明以下实施例中所使用的环氧丙烯酸树脂的牌号为坤隆改性环氧丙烯酸树脂HM-302。

本发明以下实施例中所使用的聚氨酯丙烯酸树脂的牌号为坤隆脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂HM-2531。

本发明以下实施例中所使用的聚酯丙烯酸树脂的牌号为坤隆聚酯丙烯酸树脂HM-327。

本发明以下实施例中所使用的流平剂为BYK333。

本发明以下实施例中所使用的分散剂为BYK163。

本发明以下实施例中所使用的消泡剂为迪高815N。

本发明以下实施例中所使用的光解胶囊，其制备步骤如下：

(1)在250mL的圆底三口烧瓶中加入5.28g 7-羟基-4-甲基香豆素、6mL 3-溴丙烯、20.7g无水碳酸钾、0.01g MTBHQ和45mL丙酮，45℃下恒温搅拌反应7h，反应停止后，冷却至室温，向反应体系中加入10mL的蒸馏水溶解反应体系中的碳酸钾，多次震荡使反应体系中的碳酸钾充分溶解，再向反应体系中加入20mL二氯甲烷，多次震荡摇匀后，然后把反应溶液转移至分液漏斗中，静置分层，收集有机层，用足量的饱和食盐水洗涤有机层三次，在所获有机层中加入适量的无水硫酸钠，过夜干燥24h，减压蒸馏除去溶剂得到粗产物，最后用乙酸乙酯对所获粗产物重结晶，干燥后得无色针状晶体A；

(2)在三孔圆底烧瓶中加入50g产物A、0.1g光引发剂1173、100mL甲苯，然后将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将20g全氟烷基硫醇添加到反应体系中，边搅拌边用波长300nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的巯基吸收峰消失，反应结束，将反应液离心分离、水洗、干燥后，得到表面接枝长氟碳链的产物B；

(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，得到混合液，再加入占混合液总质量5％的乳化剂OP-10，用质量浓度为20％的碳酸钠调节水溶液的pH＝2，得到水相；

(4)将产物100重量份产物B与2重量份光引发剂混合，搅拌均匀后得油相；

(5)将步骤(4)得到的油相加入到步骤(3)得到的水相悬浮液中，水相与油相悬浮液的质量比是1:1.5，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min，分散成油包水的悬浮液后，转移至带搅拌的反应釜中，置于365nm的LED光照下，搅拌反应10h，过滤干燥得到内部包水、表面富含长氟碳链的光解胶囊，其SEM图像如说明书附图1所示。

实施例1

一种UV哑光涂料，以重量份数计，组成如下：

实施例2

一种UV哑光涂料，以重量份数计，组成如下：

实施例3

一种UV哑光涂料，以重量份数计，组成如下：

实施例4

一种UV哑光涂料，以重量份数计，组成如下：

实施例5

一种UV哑光涂料，以重量份数计，组成如下：

应用

避光条件下，按照配方量，将本发明实施例1-5各原料分别搅拌混合均匀，即得到UV哑光涂料，将实施例1-5所获UV哑光涂料分别涂敷PVC基材表面，红外灯下流平3min，然后均置于波长为254nm、能量为300mj/cm²的紫外灯下照射5s，之后，立即将各涂层分别置于紫外UV高压汞灯下进行光固化，光固化厚度为20μm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2所示。

对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1未使用本发明自制的光解胶囊，其采用赢创德固赛二氧化硅OK520消光粉替换本发明自制的光解胶囊。

性能测试

对本发明实施例1-5以及对比例1所获哑光涂层进行相关性能测试，具体测试结果如表1所示。

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，循环测试100r。

透明度测试：将实施例1、对比例1所获哑光涂层分别涂覆到背面用黑色马克笔做了直线标记的透明PET膜上，涂层光固化厚度均为20μm，观察黑色直线的清晰度，实施例1所获哑光涂层在透明PET膜上的图像如说明书附图3所示，对比例1所获哑光涂层在透明PET膜上的图像如说明书附图4所示。

表1

测试项	硬度	附着力(级)	光泽度(°)	抗刮性(g)
					实施例1	2H	0	5.2	0.024
实施例2	3H	0	2.3	0.028
					实施例3	2H	0	4.5	0.020
实施例4	2H	0	4.4	0.030
					实施例5	2H	0	3.4	0.026
对比例1	2H	0	21.3	0.036

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 (8)

1.一种UV哑光涂料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：

丙烯酸树脂 20-30份

活性单体 10-20份

光解胶囊 30-60份

光引发剂 3-8份

流平剂 0.1-0.5份

分散剂 0.1-0.5份

消泡剂 0.1-0.5份；

所述光解胶囊的制备方法包括以下步骤：

（1）在250mL的圆底三口烧瓶中加入5.28g 7-羟基-4-甲基香豆素、6mL 3-溴丙烯、20.7g无水碳酸钾、0.01g MTBHQ和45mL丙酮，45℃下恒温搅拌反应7h，反应停止后，冷却至室温，向反应体系中加入10mL的蒸馏水溶解反应体系中的碳酸钾，多次震荡使反应体系中的碳酸钾充分溶解，再向反应体系中加入20mL二氯甲烷，多次震荡摇匀后，然后把反应溶液转移至分液漏斗中，静置分层，收集有机层，用足量的饱和食盐水洗涤有机层三次，在所获有机层中加入适量的无水硫酸钠，过夜干燥24h，减压蒸馏除去溶剂得到粗产物，最后用乙酸乙酯对所获粗产物重结晶，干燥后得无色针状晶体A；

（2）在三孔圆底烧瓶中加入50g 无色针状晶体A、0.1g光引发剂1173、100mL甲苯，然后将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将20g全氟烷基硫醇添加到反应体系中，边搅拌边用波长300nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的巯基吸收峰消失，反应结束，将反应液离心分离、水洗、干燥后，得到表面接枝长氟碳链的产物B；

（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，得到混合液，再加入占混合液总质量5%的乳化剂OP-10，用质量浓度为20%的碳酸钠调节水溶液的pH=2-5，得到水相；

（4）将100重量份产物B与2重量份光引发剂混合，搅拌均匀后得油相；

（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1:1.5，在高速均质机中20000rpm下搅拌20min，分散成油包水的悬浮液后，转移至带搅拌的反应釜中，置于365nm的LED光照下，搅拌反应10h，过滤干燥得到内部包水、表面富含长氟碳链的光解胶囊；

所述UV哑光涂料的应用方法包括以下步骤：

避光条件下，将UV哑光涂料涂敷在PVC基材表面，红外灯下流平3-5min，然后置于能量为100-300mJ/cm²、波长为254nm的紫外灯下照射5-10s，使得涂料体系中的光解胶囊炸裂，之后，立即将涂层置于紫外UV高压汞灯下进行光固化，光固化完成后，即得到哑光涂层。

2.根据权利要求1所述的一种UV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UV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、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UV哑光涂料，其特征在于，所述光引发剂包括光引发剂TPO、819、CQ、1173、184中的至少两种。

5.根据权利要求1所述的一种UV哑光涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂。

6.根据权利要求1所述的一种UV哑光涂料，其特征在于，所述分散剂为高分子类分散剂。

7.根据权利要求1所述的一种UV哑光涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种UV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UV哑光涂料。

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