CN115651500A

CN115651500A - 一种3d打印板用的uv底面合一漆及其制备方法

Info

Publication number: CN115651500A
Application number: CN202211327124.1A
Authority: CN
Inventors: 翟辉; 于海伦; 李创业; 李燕; 郭东艳; 杨彩军
Original assignee: Tianjin Zhongjing Building Material Co ltd
Current assignee: Tianjin Zhongjing Building Material Co ltd
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种3D打印板用的UV底面合一漆及其制备方法。UV底面合一漆的原料组分按重量份计，包括：环氧丙烯酸酯10％‑30％、聚氨酯丙烯酸酯10％‑30％、超支化聚酯丙烯酸酯10％‑30％、附着力促进剂0％‑10％、单体20％‑40％、光引发剂3％‑8％、助剂0.2％‑1.2％，助剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂。本发明提供的3D打印板用的UV底面合一漆不仅可以解决底漆在低表面张力的打印UV油墨层上润湿流平性、附着力等问题，而且可以兼顾面漆的优异的耐污、耐磨、高硬度等性能，同时减少了底漆的涂装及打磨两道工艺流程，进一步简化了生产工艺、降低生产成本。

Description

一种3D打印板用的UV底面合一漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种3D打印板用的UV底面合一漆及其制备方法。

背景技术

随着经济的不断发展，人们的生活质量水平的提高，涂料领域为了满足人们对生活各方面的需求，发生了巨大的变化，其中UV光固化涂料具有固化速度快、节能、性能优越、绿色环保等优点，已广泛应用于化工、机械、电子、通讯、家装等领域。由于其环保、漆膜性能优异等优势，UV固化涂料已获得了各个行业的关注及支持，并广泛用于各行业以克服某些缺陷，满足实际应用。

目前，装饰板采用的涂装工艺为：对装饰板进行砂光、除尘、辊涂渗透漆、背涂、腻子、白色底漆、3D打印饰面(或其他饰面)、打磨底漆、砂光、除尘、罩面等，3D打印装饰板的涂装工艺亦是如此。现有产品常见的质量缺陷在于，3D打印UV油墨的表面张力比较小，打磨底漆在3D打印UV油墨上润湿性不好，出现缩孔，即便打磨后继续涂装罩面也无法弥补该缺陷，影响3D打印涂层的图像展示效果，并而打磨底漆在3D打印UV油墨上附着力不佳；为了平衡润湿流平性及附着力，通常会牺牲掉漆膜的其他性能，如硬度、耐污性、耐磨等性能，使得涂装工艺变得繁杂，增加生产成本。

发明内容

为了解决现有技术中提到的上述问题，本发明提供了一种3D打印板用的UV底面合一漆及其制备方法，不仅可以解决底漆在低表面张力的打印UV油墨层上润湿流平性、附着力等问题，而且可以兼顾面漆的优异的耐污、耐磨、高硬度等性能，同时减少了底漆的涂装及打磨两道工艺流程，进一步简化了生产工艺、降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印板用的UV底面合一漆，原料组分按重量份计，包括：环氧丙烯酸酯10％-30％、聚氨酯丙烯酸酯10％-30％、超支化聚酯丙烯酸酯10％-30％、附着力促进剂0％-10％、单体20％-40％、光引发剂3％-8％、助剂0.2％-1.2％，助剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂。

作为上述方案的进一步改进：

所述环氧丙烯酸酯是2官能度双酚A型环氧丙烯酸酯。

进一步的，所述聚氨酯丙烯酸酯为2官能度树脂。

进一步的，所述超支化聚酯丙烯酸酯为6官能度树脂，分子结构为高度支化的三维空间树形。

进一步的，所述附着力促进剂是丙烯酸酯磷酸酯，含有羟基、磷酸酯活性集团含有羟基、磷酸酯活性基团，可以与下层UV油墨表面产生氢键或化学键，有效的提高UV底面合一漆与油墨层的层间附着力。

进一步的，所述单体是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。

进一步的，所述光引发剂是1-羟基-环已基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯甲酮中的一种或几种。

进一步的，所述助剂为硅氧烷表面活性剂、氟碳类流平剂、有机硅类消泡剂中的一种或几种。

本发明提供的3D打印板用的UV底面合一漆的制备方法，包括以下步骤：

首先制备混合单体：先将以下单体按照一定比例进行混合：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、1，6己二醇二丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯6份；混合均匀后充分搅拌，静置消泡，首先得到混合单体A；

再将10％-30％质量份双酚A环氧丙烯酸酯、10％-30％质量份聚氨酯丙烯酸酯、10％-30％质量份超支化聚酯丙烯酸酯和20％-40％质量份混合单体放入分散罐充分搅拌均匀，再依次添加0％-10％质量份附着力促进剂、3％-8％质量份光引发剂、0.2％-1.2％质量份助剂，使上述物料混合均匀，制成高润湿流平性的3D打印板用UV底面合一漆。

本发明还提供了上述3D打印板用的UV底面合一漆的应用。

本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：

本发明针对现有的外购3D打印UV油墨的表面张力比较小、打磨底漆在3D打印UV油墨上润湿性不好、出现缩孔，从而影响3D打印图像的呈现效果，并且采用原始涂装工艺比较复杂，增加生产成本的问题，本发明特采用粘度低、成模性佳、收缩小、对基材的润湿流平性、附着力佳的超支化聚酯丙烯酸酯和耐化学品性优异、耐水煮性好、硬度高、附着力佳的环氧丙烯酸酯、以及具有柔韧性的聚氨酯丙烯酸酯作为主体树脂，以提高产品在低表面张力的3D打印UV油墨上的润湿流平性及其与3D打印UV油墨的层间附着力和漆膜的硬度、耐化学品等性能，同时得到漆膜致密性高、光滑平整、硬度高、耐化学品性好，可以做到底面合一，同时减少了底漆的涂装及打磨两道工艺流程，进一步简化了生产工艺、降低生产成本。可简化生产工艺，降低生产成本。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。

实施例

本实施例提供一种3D打印板用的UV底面合一漆，原料组分按重量份计，包括：双酚A环氧丙烯酸酯10％-30％、聚氨酯丙烯酸酯10％-30％、超支化聚酯丙烯酸酯10％-30％、附着力促进剂0％-10％、单体20％-40％、光引发剂3％-8％、助剂0.2％-1.2％，助剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂。

其中，所述环氧丙烯酸酯是2官能度双酚A型环氧丙烯酸酯，如：帝斯曼AgiSyn^TM1030、AgiSyn^TM1050等。基于双酚A型环氧丙烯酸酯分子结构中的环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘结力；醚键和羟基是极性基团，有助于提高体系的浸润性和粘附力，因此它的添加会提高漆膜的润湿性和层间附着力；苯环、醚键、碳氧键键能相对较高，耐化学腐蚀，因此赋予体系较好的耐化学腐蚀性；苯环、异丙基的存在赋予大分子一定的刚性，加之此结构中碳碳键的含量低，因此大分子的柔韧性相对较低，为了防止体系成膜物柔韧性不佳的问题，特添加具有大量柔性链的2官能度聚氨酯丙烯酸酯。

所述聚氨酯丙烯酸酯，如帝斯曼AgiSyn^TM670T1、AgiSyn^TM670T1-D75,其中的氨酯键使得高聚物分子链间形成多种的氢键，使得涂膜具有优异的耐磨性和柔韧性；

所述超支化聚酯丙烯酸酯(6官)，如：广东博兴B574C、长兴ETERCURE DR-E528的分子结构为高度支化的三维空间树形，含有大量(丙烯酸酯基)端基，端基富含双键和酯键，粘度低、成模性佳、收缩小、流平性好、对基材的润湿性和附着力佳，涂装后端基中的双键与打印UV油墨中的双键在引发剂的作用下易发生交联反应，提高层间附着力，并且其端基上的双键在引发剂作用下与其他树脂体系发生交联反应，提高漆膜的致密性，加上体系所用树脂本身对基材的润湿流平性好，得到的漆膜光滑平整致密性高，耐污好，硬度高，无需打磨重涂面漆。

所述附着力促进剂是丙烯酸酯磷酸酯如：赣州大江新材料ST6610，含有羟基、磷酸酯活性基团，可以与下层UV油墨表面产生氢键或化学键，有效的提高UV底面合一漆与油墨层的层间附着力。

所述单体是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、1，6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、聚二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)中的一种或几种，起到降低粘度，提高附着力的作用。

所述光引发剂是1-羟基-环已基-苯基甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、苯基双(2,，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)、二苯甲酮(BP)中的一种或几种。

所述助剂为所用硅氧烷表面活性剂、氟碳类流平剂、有机硅类消泡剂中的一种或几种，如：流平剂，毕克有机硅类BYK-333，埃夫卡纳氟碳类3777；润湿剂，迪高Tego4100；消泡剂，蓝柯路Lencolo 2108等。

根据上述原料组分，按照本发明提供的制备方法制备3D打印板用的UV底面合一漆，首先按照以下步骤制备混合单体：先将以下单体按照一定比例进行混合：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)5份、1，6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)10份、甲基丙烯酸羟乙酯(HE MA)15份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)6份；混合均匀后在500rmp搅拌速度下充分搅拌15min后，静置消泡，首先得到混合单体A；

再将10％-30％质量份双酚A环氧丙烯酸酯(帝斯曼AgiSyn^TM1030)、10％-30％质量份聚氨酯丙烯酸酯(AgiSyn^TM670T1-D75)、10％-30％质量份超支化聚酯丙烯酸酯(广东博兴B574C)和20％-40％质量份混合单体放入分散罐充分搅拌均匀，再依次添加0％-10％质量份附着力促进剂(赣州大江新材料ST6610)、3％-8％质量份光引发剂(184：TPO：BP＝3:2:1)、0.2％-1.2％质量份助剂(流平剂：埃夫卡纳氟碳类3777；润湿剂：迪高Tego4100；消泡剂：蓝柯路Lencolo 2108)，使上述物料混合均匀，制成高润湿流平性的3D打印板用UV底面合一漆。

经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，耐化学品性佳、硬度高的装饰板。

以下通过多个实施例对3D打印板用的UV底面合一漆和装饰板制备步骤进行详细描述：

实施例1

将20wt％双酚A型环氧丙烯酸酯、15wt％聚氨酯丙烯酸酯、18wt％超支化聚酯丙烯酸酯、35wt％混合单体A放入分散罐经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min，待混合均匀后，依次添加附着力促进剂5wt％、引发剂6wt％、流平剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％，经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min,使上述物料混合均匀，然后在1200rmp搅拌速度下充分搅拌20min，制成高润湿流平性的UV底面合一漆，经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，耐化学品性佳、硬度高的装饰板。装饰板相关性能的测试结果见表1。

实施例2

将双酚A型环氧丙烯酸酯30wt％、聚氨酯丙烯酸酯10wt％、超支化聚酯丙烯酸酯13wt％、35wt％混合单体A放入分散罐经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min，待混合均匀后，依次添加附着力促进剂5wt％、引发剂6wt％、流平剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％，经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min,使上述物料混合均匀，然后在1200rmp搅拌速度下充分搅拌20min，制成高润湿流平性的UV底面合一漆；经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，耐化学品性佳、硬度高的装饰板。装饰板相关性能的测试结果见表1。

实施例3

将双酚A型环氧丙烯酸酯10wt％、聚氨酯丙烯酸酯23wt％、超支化聚酯丙烯酸酯20wt％、35wt％混合单体A放入分散罐经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min，待混合均匀后，依次添加附着力促进剂5wt％、引发剂6wt％、流平剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％，经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min,使上述物料混合均匀，然后在1200rmp搅拌速度下充分搅拌20min，制成高润湿流平性的UV底面合一漆；经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，耐化学品性佳、硬度高的装饰板。装饰板相关性能的测试结果见表1。

实施例4

将双酚A型环氧丙烯酸酯10wt％、聚氨酯丙烯酸酯13wt％、超支化聚酯丙烯酸酯30wt％、35wt％混合单体A放入分散罐经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min，待混合均匀后，依次添加附着力促进剂5wt％、引发剂6wt％、流平剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％，经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min,使上述物料混合均匀，然后在1200rmp搅拌速度下充分搅拌20min，制成高润湿流平性的UV底面合一漆，经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，耐化学品性佳、硬度高的装饰板。装饰板相关性能的测试结果见表1。

实施例5

将双酚A型环氧丙烯酸酯13wt％、聚氨酯丙烯酸酯30wt％、超支化聚酯丙烯酸酯10wt％、35wt％混合单体A放入分散罐经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min，待混合均匀后，依次添加附着力促进剂5wt％、引发剂6wt％、流平剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％，经800rmp搅拌速度下充分搅拌10min,使上述物料混合均匀，然后在1200rmp搅拌速度下充分搅拌20min，制成高润湿流平性的UV底面合一漆，经过静置、消泡、过滤后，利用本领域技术人员常用的胶辊与镭射辊湿碰湿辊涂于3D打印后的装饰板上，经固化得到漆膜平整度良好，但经检测部门检测，该实施例所得样品的耐化学品性稍差、硬度不满足产品要求。装饰板相关性能的测试结果见表1。

所有测试标准可以参考国标GB/T17657-2013。

表1实施例1-5制得的装饰板相关性能测试结果

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的发明内容。

Claims

1.一种3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：原料组分按重量份计，包括：环氧丙烯酸酯10％-30％、聚氨酯丙烯酸酯10％-30％、超支化聚酯丙烯酸酯10％-30％、附着力促进剂0％-10％、单体20％-40％、光引发剂3％-8％、助剂0.2％-1.2％，助剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂。

2.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述环氧丙烯酸酯是2官能度双酚A型环氧丙烯酸酯。

3.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯为2官能度树脂。

4.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述超支化聚酯丙烯酸酯为6官能度树脂，分子结构为高度支化的三维空间树形。

5.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述附着力促进剂是丙烯酸酯磷酸酯含有羟基、磷酸酯活性集团含有羟基、磷酸酯活性基团，可以与下层UV油墨表面产生氢键或化学键，有效的提高UV底面合一漆与油墨层的层间附着力。

6.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述单体是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述光引发剂是1-羟基-环已基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2,，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯甲酮中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的3D打印板用的UV底面合一漆，其特征在于：所述助剂为硅氧烷表面活性剂、氟碳类流平剂、有机硅类消泡剂中的一种或几种。

9.如权利要求1-8任一项所述的3D打印板用的UV底面合一漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

再将10％-30％质量份双酚A环氧丙烯酸酯、10％-30％质量份聚氨酯丙烯酸酯、10％-30％质量份超支化聚酯丙烯酸酯和10％-30％质量份混合单体放入分散罐充分搅拌均匀，再依次添加0％-10％质量份附着力促进剂、3％-8％质量份光引发剂、0.2％-1.2％质量份助剂，使上述物料混合均匀，制成高润湿流平性的3D打印板用UV底面合一漆。

10.如权利要求1-8任一项所述的3D打印板用的UV底面合一漆的应用。