CN115895424A - 一种无溶剂uv-led固化透明粘合涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种无溶剂UV‑LED固化透明粘合涂料及其制备方法,制备原料包括以下按重量份数计算的组分:特殊改性三官能基聚氨酯20‑40份、脂肪族两官能基聚氨酯10‑20份、脂肪族六官能基聚氨酯5‑15份、消泡剂0.1‑0.5份、LED光引发剂0.5‑3份、光稳定剂0.1‑1份、紫外线吸收剂0.5‑2份、非硅类基材润湿剂0.1‑1份、丙烯酸流平剂0.1‑1份、活性稀释剂25‑70份、UV磷酸酯单体1‑3份;本发明的粘合涂料无VOC挥发,产品高固低粘易施工,适合辊涂、喷涂等多种施工方式,低能量固化相比传统UV固化更不易使产品因高温变型,通用性广,在三聚氰胺板、PVC板、玻璃等素材上都有优异的附着力。

Description

一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域,具体涉及一种无溶剂UV-LED固化透明粘合剂涂料及其制备方法。
背景技术
UV涂料即紫外光固化涂料,其固化原理为涂料在紫外光照射下,光引发剂吸收紫外光线进而分解,产生自由基与光固化树脂及活性稀释剂发生交联,在瞬间即可固化成膜。UV-LED涂料则是UV光固化涂料的一种,定义为以紫外LED光源作为辐射源实现UV材料的固化,LED光源是单波长的不可见光,一般在400nm以下。市面上常见的LED光源有365nm和395nm两种。LED光源有超长的寿命、冷光源、无热辐射、寿命不受开闭次数影响、能量高、照射均匀提高生产效率,不含有毒物物质,比传统的光源更安全、更环保。
基于3D、5D打印技术日益精进,产品种类多元化且需求量迅速扩大,通常打印机打印彩色油墨在三聚氰胺板、PVC板、玻璃等素材上附着力不佳,层间会做一道粘合剂衔接基材和油墨的附着力。而以往粘合剂通常为人工刷涂或人工喷涂,其一,此工艺不但效率低而且不环保,高VOC挥发即影响环境又危害施工人员身体健康;其二,老的生产工艺不可回收、产生废渣废液;其三,部分用含溶剂型的UV粘合剂因固化光源是中高压汞灯,固化后因表面温度过高导致基材变型,使得产品合格率受影响。所以迫切需要一种新产品新工艺取缔老的生产工艺。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,该涂料无VOC挥发,低能量固化,可回收利用,对环境友好,可实现多种自动化施工方式。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料的制备方法,该方法过程简单,易于实现工业化生产。
本发明将通过以下技术方案解决上述问题:
一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,制备原料包括以下按重量百分比计算的组分:特殊改性三官能基聚氨酯20-40份、脂肪族两官能基聚氨酯10-20份、脂肪族六官能基聚氨酯5-15份、消泡剂0.1-0.5份、LED光引发剂0.5-3份、光稳定剂0.1-1份、紫外线吸收剂0.5-2份、非硅类基材润湿剂0.1-1份、丙烯酸流平剂0.1-1份、活性稀释剂25-70份、UV磷酸酯单体1-3份。
进一步的,所述特殊改性三官能基聚氨酯优选叁漆化工的L-8400A;所述脂肪族两官能基聚氨酯丙烯酸酯树脂优选八禾新材的BW8288-2;所述脂肪族六官能基聚氨酯优选叁漆化工的L-6600。
进一步的,所述活性稀释剂为乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇单酯二丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯中的至少一种。
进一步的,所述活性稀释剂为第一活性稀释剂乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯0-15份、第二活性稀释剂羟基特戊酸新戊二醇单酯二丙烯酸酯20份-40份、第三活性稀释剂四氢呋喃甲基丙烯酸酯5-15份。
进一步的,所述LED光引发剂为奇钛CHIVACURE® P-4075;其组成为组份A:双官能团A-羟基酮;组份B:2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。
进一步的,所述光稳定剂包括受阻胺类光稳定剂Tinuvin292与苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin1130,优选搭配1:1.5至1:2。在此案例中,若受阻胺类稳定剂比例增大,则成膜后耐黄变会下降,若苯并三唑类紫外线吸收剂比例增大,则粘合剂的固化性能及附着力会下降。
进一步的,所述UV磷酸酯单体为甲基丙烯酯化磷酸酯,优选为沙多玛公司的CD9051。
进一步的,所述消泡剂为BYK-1790非硅类消泡剂,该消泡剂不影响粘合剂的层间粘结力。
进一步的,所述非硅类基材润湿剂优选为TEGO Wet 500非硅类润湿助剂。
进一步的,所述丙烯酸流平剂为防缩孔的丙烯酸流平剂EFKA FL 3600。
一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料的制备方法,包括以下步骤:
a.依次投入特殊改性三官能基聚氨酯、脂肪族两官能基聚氨酯、脂肪族六官能基聚氨酯、消泡剂、第一活性稀释剂至反应釜,以600-800 转每分钟的转速搅拌5-15分钟;
b.将转速调至1200-1500转每分钟高速分散25-30分钟;
c.依次投入LED光引发剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、第二活性稀释剂以1000-1200转每分钟的转速分散15-25分钟;
d.依次投入非硅类基材润湿剂、丙烯酸流平剂以800-1000转每分钟的转速分散5-10分钟;
e.依次投入UV磷酸酯单体、第三活性稀释剂,以600-800转每分钟的转速分散2-8分钟;
f.检测合格后过滤包装。
相比于现有的技术方案,本发明的有益效果为:
其一,本发明选用的三官能基聚氨酯L-8400A高固低粘,且通过特殊接枝,该树脂在各类基材上都有优异的附着力;脂肪族两官能基聚氨酯丙烯酸酯树脂BW8288-2,该树脂为高重涂性两官附着树脂,可保证打印机工作时多次紫外线照射后油墨对粘合剂依然有优异的附着;脂肪族六官能基聚氨酯L-6600,该树脂收缩率小,且非常适合LED低能量固化,相比常规六官有更好的重涂性;三种主体树脂合理搭配,皆为100%UV成分,无VOC挥发,环境友好;
其二,3D、5D打印机工作时紫外线光源是往复多次照射的,因此为了防止粘合剂非打印区域在多次紫外线照射后黄变,引入受阻胺类光稳定剂Tinuvin292搭配苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin1130,很好的避免了粘合剂及素材黄变,对涂料的重涂亦起保护作用;
其三,UV活性稀释剂的合理搭配,所选稀释调粘材料皆为UV活性稀释剂,都能参于交联,无挥发性有机物,且交联后低放热、低气味,对人体无害、相比一般的UV活性稀释剂,所选UV活性稀释剂交联时内应力小:HPHPDA收缩率小,耐水性好,促进大部分难附着底材的附着;THFA含四氢呋喃环状结构,能大大提升粘合剂的粘结力;2EO-BPADMA改善体系收缩,增加通透性及韧性。
其四,在此粘合剂中,引入冷光源固化LED光引发剂CHIVACURE® P-4075,该引发剂为复配引发剂,其组成为组份A:双官能团A-羟基酮;组份B:2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯。该引发剂有极高的反应性、低黄变、低气味、低迁移性,特别适合100%UV体系。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明做进一步说明,但本发明不限于此。本发明中所涉及的仪器及试剂,如无特殊说明均可从普通商业途径获得。
下表为本发明一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料6个实施例的配方表:
根据上述配方,通过以下步骤制备成无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料:
a.依次投入特殊改性三官能基聚氨酯、脂肪族两官能基聚氨酯、脂肪族六官能基聚氨酯、消泡剂、第一活性稀释剂至反应釜,以800 转每分钟的转速搅拌10分钟;
b.将转速调至1500转每分钟高速分散25分钟;
c.依次投入LED光引发剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、第二活性稀释剂以1200转每分钟的转速分散20分钟;
d.依次投入非硅类基材润湿剂、丙烯酸流平剂以800转每分钟的转速分散8分钟;
e.依次投入UV磷酸酯单体、第三活性稀释剂,以600转每分钟的转速分散5分钟;
f.检测合格后用200目滤网过滤包装。
将以上方法制得的无溶剂UV-LED固化透明粘合剂涂料在往复式喷涂机上施工,根据GB 18581-2020 、HG/T 3655-2012标准,进行性能测试。
性能检测结果如下表所示:
可见,相对传统工艺产品效果而言,本发明的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料高固低粘,无需添加溶剂稀释,无VOC挥发;适合辊涂、喷涂等多种自动化施工方式,不但可回收,而且极大提高了生产效率;低能量固化更不易使产品因高温变型,提高了产品合格率。此产品对低能环保、保护施工者身体健康、高效率生产技术革新都有着重大的意义。
上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明的实施范围,故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,制备原料包括以下按重量份数计算的组分:特殊改性三官能基聚氨酯20-40份、脂肪族两官能基聚氨酯10-20份、脂肪族六官能基聚氨酯5-15份、消泡剂0.1-0.5份、LED光引发剂0.5-3份、光稳定剂0.1-1份、紫外线吸收剂0.5-2份、非硅类基材润湿剂0.1-1份、丙烯酸流平剂0.1-1份、活性稀释剂25-70份、UV磷酸酯单体1-3份。
2.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述活性稀释剂为乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇单酯二丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述活性稀释剂按重量份数为第一活性稀释剂乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯0-15份,第二活性稀释剂羟基特戊酸新戊二醇单酯二丙烯酸酯20-40份,第三活性稀释剂四氢呋喃甲基丙烯酸酯5-15份。
4.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述特殊改性三官能基聚氨酯为叁漆化工的L-8400A;所述脂肪族两官能基聚氨酯丙烯酸酯树脂为八禾新材的BW8288-2;所述脂肪族六官能基聚氨酯为叁漆化工的L-6600。
5.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述LED光引发剂为奇钛CHIVACURE® P-4075。
6.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述光稳定剂包括受阻胺类光稳定剂Tinuvin292与苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin1130。
7.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述UV磷酸酯单体为甲基丙烯酯化磷酸酯。
8.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述消泡剂为BYK-1790非硅类消泡剂。
9.根据权利要求1所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料,其特征在于,所述非硅类基材润湿剂为TEGO Wet 500基材润湿剂,所述丙烯酸流平剂为EFKA FL 3600丙烯酸润湿流平助剂。
10.一种如权利要求3-9中任意一项所述的无溶剂UV-LED固化透明粘合涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.依次投入特殊改性三官能基聚氨酯、脂肪族两官能基聚氨酯、脂肪族六官能基聚氨酯、消泡剂、第一活性稀释剂至反应釜,以600-800转每分钟的转速搅拌5-15分钟;
b.将转速调至1200-1500转每分钟高速分散25-30分钟;
c.依次投入LED光引发剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、第二活性稀释剂以1000-1200转每分钟的转速分散15-35分钟;
d.依次投入非硅类基材润湿剂、丙烯酸流平剂以800-1000转每分钟的转速分散5-10分钟;
e.依次投入UV磷酸酯单体、第三活性稀释剂,以600-800转每分钟的转速分散2-8分钟;
f.检测合格后过滤包装。
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