CN115851083B - 一种静电喷涂阻燃uv面漆及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D163领域，进一步的，涉及一种静电喷涂阻燃UV面漆及其制备工艺。按质量份计，包括以下原料：60～100份树脂、10～40份单体、5～15份填料、5～20份光引发剂、1～5份分散剂、1～5份消泡剂、3～8份流平剂、20～40份溶剂。本发明制备得到的阻燃UV面漆具有优异的附着力、硬度和阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D163领域，进一步的，涉及一种静电喷涂阻燃UV面漆及其制备工艺。
背景技术
静电喷涂的实质是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。它与人工喷漆相比具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，越来越受到重视和运用。目前，UV涂料由于使用方便、节能、环境友好，被广泛应用于家具、地板、塑料、纸张、金属材料领域，但是目前将UV涂料用于静电喷涂的报道较少。
中国专利CN101880503B公开了一种应用于静电喷涂的UV面漆，其原料包括氨基丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、光引发剂、流平剂、丁酮、醋酸乙酯。该发明的UV面漆，固体含量高，对环境污染小；应用于静电喷涂，雾化效果非常好，得到的工件表面膜厚均匀、光滑，无桔皮现象。同时，漆膜丰满度高、光泽好，硬度好。但是该技术方案所制备的静电喷涂UV面漆已不能满足目前客户所需要高亮光效果且具有阻燃、高硬度的需求。
发明内容
本发明第一方面提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，按质量份计，包括以下原料：60～100份树脂、10～40份单体、5～15份填料、5～20份光引发剂、1～5份分散剂、1～5份消泡剂、3～8份流平剂、20～40份溶剂。
在一些优选的实施方式中，所述树脂选自环氧丙烯酸树脂、改性环氧丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、改性聚酯丙烯酸酯树脂、醛酮树脂中的一种或多种组合。
优选的，所述树脂选自改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的组合。
优选的，所述改性环氧丙烯酸树脂的粘度为20000～40000cps(25℃)。
优选的，所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。
优选的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的官能度为≤6。
优选的，所述聚氨酯丙烯酸树脂为2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的组合。
优选的，所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为(1～3)：(2～5)。
优选的，所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：2。
优选的，所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为5000～8000cps(60℃)。
优选的，所述4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为1000～3000cps(25℃)。
优选的，所述改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的质量比为:(3～5)：(1～2)：(0.2～0.5)。
优选的，所述改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的质量比为4：1.5：0.3。
申请人发现，本发明中加入醛酮树脂，可以提高涂膜的光泽和丰满度以及能够起到放流挂的作用，但由于醛酮树脂不参与固化反应，容易导致涂膜出现固化时间长、附着力不佳的情况；本发明通过添加聚氨酯丙烯酸树脂和改性环氧丙烯酸树脂共同作为参与固化反应的树脂，与单体发生交联反应，提高固化速度和涂膜附着力。本申请人还发现，当聚氨酯丙烯酸树脂选择2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂进行复配，并且控制2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：2，能够降低UV面漆的固化收缩，涂膜交联密度高，在提高涂膜固化速率和附着力的基础上还提高了涂膜的硬度，并且不会降低流平性，特别适用于木制基材的喷涂。
在一些优选的实施方式中，所述单体选自新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、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、季戊四醇三丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种组合。
优选的，所述单体选自新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的组合。
优选的，所述新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为(1～3)：(2～4)：(1～3)。
在一些优选的实施方式中，所述填料选自氢氧化镁、氢氧化铝、可膨胀石墨、硼酸锌、氧化镁、碳化硅、四硼酸钠中的一种或多种组合。
优选的，所述填料为氢氧化镁和可膨胀石墨的组合。
优选的，所述氢氧化镁和可膨胀石墨的质量比为(2～4)：(0.1～0.3)。
优选的，所述氢氧化镁的粒径D50为0.5～3μm。
优选的，所述可膨胀石墨的粒度为50～100目。
优选的，所述树脂和填料的质量比为(3～8):1。
申请人发现，本发明中添加氢氧化镁和可膨胀石墨作为填料，不仅可以提高涂膜的阻燃性能，而且可以提高涂膜的附着力。本申请人猜测：一方面由于氢氧化镁在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用，可膨胀石墨在受热时可迅速膨胀形成“蠕虫”状蓬松的石墨碳层窒息火焰，阻止火焰和内部基材直接接触，起到阻燃作用；另一方面由于氢氧化镁和可膨胀石墨的形状分别为片状和鳞状，相对于球形或其他立体性的填料具有更大的体积，虽然分散性能受到影响，但是能够促进形成的交联网络的密度，从而提高涂膜的附着力，尤其在氢氧化镁的粒径D50为0.5～3μm，可膨胀石墨的粒度为50～100目时，在体系中的分散性能良好，不容易出现析出现象。申请人还发现，填料的添加量不能太多，当添加量太多时，氢氧化镁和可膨胀石墨容易发生聚集，导致漆膜出现流平性差的现象。
在一些优选的实施方式中，所述光引发剂选自为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)、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)中的一种或多种组合。
优选的，所述光引发剂为TPO。
在一些优选的实施方式中，所述分散剂选自BYK103分散剂、BYK110分散剂、BYK163分散剂、迪高tego630分散剂、迪高tego 686分散剂、迪高tego 688分散剂、迪高tego 685分散剂中的一种或多种组合。
在一些优选的实施方式中，所述消泡剂选自丙烯酸类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。
在一些优选的实施方式中，所述流平剂选自有机硅流平剂、丙烯酸流平剂、氟改性丙烯酸流平剂中的一种或多种组合。
在一些优选的实施方式中，所述溶剂选自丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单丁醚、乙二醇乙醚酸酯、异丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一种或多种组合。
优选的，所述溶剂为丁酮和异丙醇的组合。
优选的，所述丁酮和异丙醇的质量比为(2～5):1。
本发明第二方面提供了一种静电喷涂阻燃面漆的制备工艺，包括以下步骤：按质量份，将树脂、填料、分散剂、消泡剂、流平剂混合均后加入单体、光引发剂，最后加入溶剂混合均匀，即得。
有益效果：
1、本发明通过添加聚氨酯丙烯酸树脂和改性环氧丙烯酸树脂共同作为参与固化反应的树脂，与单体发生交联反应，提高固化速度和涂膜附着力。当聚氨酯丙烯酸树脂选择2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂进行复配，并且控制2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：2，能够降低UV面漆的固化收缩，涂膜交联密度高，在提高涂膜固化速率和附着力的基础上还提高了涂膜的硬度，并且不会降低流平性，特别适用于木制基材的喷涂。
2、本发明中添加氢氧化镁和可膨胀石墨作为填料，一方面由于氢氧化镁在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用，可膨胀石墨在受热时可迅速膨胀形成“蠕虫”状蓬松的石墨碳层窒息火焰，阻止火焰和内部基材直接接触，起到阻燃作用；另一方面由于氢氧化镁和可膨胀石墨的形状分别为片状和鳞状，相对于球形或其他立体性的填料具有更大的体积，虽然分散性能受到影响，但是能够促进形成的交联网络的密度，从而提高涂膜的附着力，尤其在氢氧化镁的粒径为0.5～3μm，可膨胀石墨的粒度为50～100目时，在体系中的分散性能良好，不容易出现析出现象。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，按质量份计，包括以下原料：80份树脂、30份单体、10份填料、10份光引发剂、3份分散剂、3份消泡剂、5份流平剂、30份溶剂。
所述树脂选自改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的组合。
所述改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的质量比为4：1.5：0.3。
所述改性环氧丙烯酸树脂的粘度为28000±5000cps(25℃)，为长兴ETERCURE623A-80。
所述醛酮树脂为巴斯夫醛酮树脂A-81。
所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。
所述聚氨酯丙烯酸树脂为2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的组合。
所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：2。
所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为6750±750cps(60℃)，为RYOJIRJ427。
所述4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000±500cps(25℃)，为RYOJIRJ427。
所述单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸磷酸酯的组合。
所述新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为1：3：2。
所述填料为氢氧化镁和可膨胀石墨石墨的组合。
所述氢氧化镁和可膨胀石墨石墨的质量比为3：0.2。
所述氢氧化镁的粒径D50为0.8±2μm，购买自山东鲁华化工有限公司，型号：LHN-01。
所述可膨胀石墨的粒度为80目，购买自青岛岩海碳材料有限公司，型号：EG-E300。
所述光引发剂为TPO。
所述分散剂为迪高tego 688分散剂。
所述消泡剂为毕克BYK070。
所述流平剂为迪高tego 410有机硅流平剂。
所述溶剂为丁酮和异丙醇的组合。
所述丁酮和异丙醇的质量比为4：1。
一种静电喷涂阻燃面漆的制备工艺，包括以下步骤：按质量份，将树脂、填料、分散剂、消泡剂、流平剂混合均后加入单体、光引发剂，最后加入溶剂混合均匀，即得。
实施例2
实施例2提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，按质量份计，包括以下原料：90份树脂、30份单体、15份填料、12份光引发剂、4份分散剂、3份消泡剂、5份流平剂、35份溶剂。
所述树脂选自改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的组合。
所述改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的质量比为4：1.5：0.3。
所述醛酮树脂为巴斯夫醛酮树脂A-81。
所述改性环氧丙烯酸树脂的粘度为28000±5000cps(25℃)，为长兴ETERCURE623A-80。
所述醛酮树脂为巴斯夫醛酮树脂A-81。
所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。
所述聚氨酯丙烯酸树脂为2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的组合。
所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：2。
所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为6750±750cps(60℃)，为RYOJIRJ427。
所述4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000±500cps(25℃)，为RYOJIRJ427。
所述单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸磷酸酯的组合。
所述新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为1：3：2。
所述填料为氢氧化镁和可膨胀石墨石墨的组合。
所述氢氧化镁和可膨胀石墨石墨的质量比为3：0.2。
所述氢氧化镁的粒径D50为0.8±2μm，购买自山东鲁华化工有限公司，型号：LHN-01。
所述可膨胀石墨的粒度为80目，购买自青岛岩海碳材料有限公司，型号：EG-E300。
所述光引发剂为TPO。
所述分散剂为迪高tego 688分散剂。
所述消泡剂为毕克BYK070。
所述流平剂为迪高tego 410有机硅流平剂。
所述溶剂为丁酮和异丙醇的组合。
所述丁酮和异丙醇的质量比为4：1。
一种静电喷涂阻燃面漆的制备工艺，包括以下步骤：按质量份，将树脂、填料、分散剂、消泡剂、流平剂混合均后加入单体、光引发剂，最后加入溶剂混合均匀，即得。
实施例3
实施例3提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，聚氨酯丙烯酸树脂为2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。
实施例4
实施例4提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为1：6。
实施例5
实施例5提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，将膨胀石墨替换为氧化镁。
实施例6
实施例6提供了一种静电喷涂阻燃UV面漆，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，填料的质量份为20份。
性能测试：对实施例1-6制备得到的静电喷涂阻燃UV面漆应用于静电往复机立面喷涂，对涂膜进行进行如表1所示的测试：
表1：
Claims (4)
1.一种静电喷涂阻燃UV面漆，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：60~100份树脂、10~40份单体、5~15份填料、5~20份光引发剂、1~5份分散剂、1~5份消泡剂、3~8份流平剂、20~40份溶剂；
所述树脂选自改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的组合；
所述聚氨酯丙烯酸树脂为2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的组合；所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量比为（1~3）：（2~5）；
所述填料为氢氧化镁和可膨胀石墨的组合；
所述2官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为5000~8000 cps；所述4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为1000~3000 cps；
所述改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂和醛酮树脂的质量比为：（3~5）：（1~2）：（0.2~0.5）；
所述单体选自新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的组合；所述新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为（1~3）：（2~4）：（1~3）；
所述氢氧化镁的粒径D50为0.5~3µm；所述可膨胀石墨的粒度为50~100目。
2.根据权利要求1所述的一种静电喷涂阻燃UV面漆，其特征在于，所述树脂和填料的质量比为（3~8）:1。
3.根据权利要求1所述的一种静电喷涂阻燃UV面漆，其特征在于，所述溶剂选自丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单丁醚、乙二醇乙醚酸酯、异丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一种或多种组合。
4.一种根据权利要求1～3任一项所述的静电喷涂阻燃UV面漆的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：按质量份，将树脂、填料、分散剂、消泡剂、流平剂混合均后加入单体、光引发剂，最后加入溶剂混合均匀，即得。
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