CN116218351B - 一种用于镭射装饰板的uv涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，涉及涂料技术领域，该UV涂料按照重量分数计，包括如下组分：丙烯酸树脂20‑40份；丙烯酸单体30‑60份；有机高分子微球5‑20份；光引发剂1‑5份；助剂0.1‑1份。本发明提供的用于镭射装饰板的UV涂料，通过丙烯酸树脂、丙烯酸单体、光引发剂与助剂形成一能够快速固化的体系，再通过引入有机高分子微球，使得该体系固化后的涂层具有高硬度、高耐磨以及高折射的特性，从而能够在该UV涂料固化后的涂层上经UV转印复制技术即可得到免保护层的镭射装饰板，进而能够简化镭射装饰板的结构，减少制备工序，降低镭射装饰板的制备难度，提高制备效率。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种用于镭射装饰板的UV涂料。
背景技术
镭射装饰板是一种广泛用于橱柜、浴柜、书柜、隔断、酒店宾馆、高档娱乐场所、KTV、酒吧等多种大型建筑装饰场景的装饰材料，装饰效果鲜艳夺目，易打理清洁，是一种非常理想的装饰材料。
现有的镭射装饰板由基材层和表面保护层组成，表面防护层通常包括防水层、颜色花纹层和保护层；其中保护层为耐磨、容易清洁的涂层，设置于颜色花纹层的外侧，以便于通过该保护层来保证镭射装饰板的耐磨性和硬度。
由于现有的镭射装饰板的表面防护层包括防水层、颜色花纹层和保护层，导致镭射装饰板的制备过程复杂，制备效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中镭射装饰板的制备过程复杂的问题，本发明提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，该UV涂料制备的涂层同时具有高硬度、高耐磨以及高折射特性，将该UV涂料用于镭射装饰板时，直接通过转印技术，将印有镭射图形的薄膜复制到涂有该UV涂料的基材上，经过紫外光固化，即可获得具有镭射图形层的镭射装饰板，可减少保护层的制备。从而解决了现有技术中镭射装饰板的制备过程复杂的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于镭射装饰板的UV涂料，按照重量分数计，包括如下组分：
可选地，所述有机高分子微球为锆改性PMMA微球。
可选地，所述锆改性PMMA微球按照如下方法制备：
S1：将锆酸正丁酯滴加至硅烷偶联剂中，加入溶剂，搅拌后，加入去离子水，加热至60℃进行反应，反应结束后，过滤，对滤出物进行洗涤烘干，得到预处理后的含锆材料；
S2：将所预处理后的含锆材料分散于甲基丙烯酸甲酯中，添加引发剂与溶剂后，在惰性气体保护以及搅拌条件下，升温至70℃进行反应，得到含锆共聚体混合液，过滤，洗涤，烘干，研磨，得到所述锆改性PMMA微球。
可选地，所述锆酸正丁酯与所述硅烷偶联剂的质量比为(10-15)：1；所述锆酸正丁酯与所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为(0.4-0.6)：1；所述甲基丙烯酸甲酯与所述引发剂的质量比为25:1。
可选地，所述锆改性PMMA微球的粒径范围为80-100nm。
可选地，所述硅烷偶联剂为KH570；所述引发剂为BPO；步骤S1与步骤S2中的溶剂均为二氧六环。
可选地，所述丙烯酸树脂由12官聚氨酯丙烯酸树脂和2官聚氨酯丙烯酸树脂按质量比1：1组成。
可选地，所述丙烯酸单体由3官丙烯酸单体和单官丙烯酸单体按质量比1:1组成。
可选地，所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基-环己基苯甲酮中的至少一种。
可选地，所述助剂由消泡剂、润湿分散剂、流平剂按质量比1:5:4组成。
本发明的有益效果是：
本发明提供的用于镭射装饰板的UV涂料，通过丙烯酸树脂、丙烯酸单体、光引发剂与助剂形成一能够快速固化的体系，再通过引入有机高分子微球，使得该体系固化后的涂层具有高硬度、高耐磨以及高折射的特性，从而能够在该UV涂料固化后的涂层上经UV转印复制技术即可得到免保护层的镭射装饰板，进而能够简化镭射装饰板的结构，减少制备工序，降低镭射装饰板的制备难度，提高制备效率。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术中镭射装饰板制备过程复杂的问题，本发明提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，该UV涂料按照重量分数计，包括如下组分：
本发明提供的用于镭射装饰板的UV涂料，通过丙烯酸树脂、丙烯酸单体、光引发剂与助剂形成一能够快速固化的体系，再通过引入有机高分子微球，使得该体系固化后的涂层具有高硬度、高耐磨以及高折射的特性，从而能够在该UV涂料固化后的涂层上经UV转印复制技术即可得到免保护层的镭射装饰板，进而能够简化镭射装饰板的结构，减少制备工序，降低镭射装饰板的制备难度，提高制备效率。
具体的，在该UV涂料固化后的涂层上通过UV转印复制技术制备免保护层的镭射装饰板的具体过程如下：
在预处理后的基材(如木材或石材板)上涂布本发明提供的UV涂料，将印有3D镭射图形的薄膜复制到涂有UV涂料的基材上进行转印后，经过紫外光固化，获得具有镭射图形层的免保护层镭射装饰板。
本发明优选有机高分子微球可以为PMMA微球，利用PMMA微球优秀的透光率，使得制备的镭射装饰板的扩散与反射更加均匀，从而使得镭射装饰板的各个角度均能够光彩夺目，提高装饰效果。
进一步的，本发明优选该有机高分子微球为锆改性PMMA微球，即在PMMA微球中引入锆材料，利用锆氧化物出色的高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘性等特性来提高涂层的硬度、耐高温以及耐磨性能，同时，利用锆氧化物与PMMA微球折射率接近的特点，能够在不牺牲透明性，从而不影响镭射装饰板装饰效果的前提下，进一步提升镭射装饰板的硬度、耐高温、耐摩性能。
本发明优选锆改性PMMA微球按照如下方法制备：
S1：将锆酸正丁酯(Zr(OBu)4)滴加至硅烷偶联剂中，加入溶剂，搅拌后，加入去离子水，加热至60℃进行反应，反应结束后，过滤，对滤出物进行洗涤烘干，得到预处理后的含锆材料；
S2：将预处理后的含锆材料分散于甲基丙烯酸甲酯中，添加引发剂与溶剂后，在惰性气体保护以及搅拌条件下，升温至70℃进行反应，得到含锆共聚体混合液，过滤，洗涤，烘干，研磨，得到锆改性PMMA微球。
本发明将锆酸正丁酯滴加至硅烷偶联剂中，通过硅烷偶联剂对锆酸正丁酯水解后产生的氧化锆进行表面改性，得到表面带双键的含锆材料，即预处理后的含锆材料；再将预处理后的含锆材料分散于甲基丙烯酸甲酯，在引发剂作用下进行聚合，从而得到PMMA与氧化锆共混结构的锆改性PMMA微球。
为兼顾镭射装饰板的力学性能以及装饰性，本发明优选锆改性PMMA微球纳米级微球；该锆改性PMMA微球的制备方法还可包括如下步骤：
S3：采用微粉/分级机将得到的锆改性PMMA微球裂碎成微粒状，再由离心力作用下，收集失重被吹溢出来的微粉，得到纳米级的锆改性PMMA微球。
本发明优选锆改性PMMA微球的粒径范围为80-100nm。
本发明优选锆酸正丁酯与硅烷偶联剂的质量比为(10-15)：1；锆酸正丁酯与甲基丙烯酸甲酯的质量比为(0.4-0.6)：1；甲基丙烯酸甲酯与引发剂的质量比为25:1。
本发明优选硅烷偶联剂为KH570；引发剂为BPO；步骤S1与步骤S2中的溶剂均为二氧六环。
为兼顾UV涂料的固化速度以及力学性能，本发明优选丙烯酸树脂为高官聚氨酯丙烯酸树脂与低官聚氨酯丙烯酸树脂的混合物，并进一步优选丙烯酸树脂由12官聚氨酯丙烯酸树脂和2官聚氨酯丙烯酸树脂按质量比1：1组成；优选丙烯酸单体为多官丙烯酸单体与低官丙烯酸单体的混合物，并进一步优选丙烯酸单体由3官丙烯酸单体和单官丙烯酸单体按质量比1:1组成。
本发明中的光引发剂为酰基氧化膦、α-羟基酮衍生物中的至少一种，优选光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)和1-羟基-环己基苯甲酮(184)中的至少一种，并进一步优选光引发剂由2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)和1-羟基-环己基苯甲酮(184)按质量比1:2组成。
本发明中的助剂选自消泡剂、润湿分散剂、流平剂中的至少一种，本发明优选助剂由消泡剂、润湿分散剂、流平剂按质量比1:5:4组成。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
在无特别说明的情况下，本发明各实施例与对比例中的锆改性PMMA微球按照如下方法制备：
S1：取26.3g锆酸正丁酯Zr(OBu)4，滴加2gKH570硅烷偶联剂，添加700g二氧六环作为溶剂，强烈搅拌半小时，然后加入1.3g去离子水，再加热至60℃反应2h，趁热过滤洗涤烘干，得到带双键的改性含锆材料，即预处理后的含锆材料；
S2：将S1获得的预处理后的含锆材料分散于50g甲基丙烯酸甲酯中，添加2gBPO引发剂，350mL二氧六环，转移至装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气入口的1000mL三颈瓶中，在通氮气10min后升温至70℃，持续通氮气并搅拌反应3h，得含锆共聚体混合液，过滤洗涤烘干，用研钵研磨成粉末状，得到锆改性PMMA微球；
S3：采用微粉/分级机将得到的锆改性PMMA微球裂碎成微粒状，再由离心力作用下，收集失重被吹溢出来的微粉，得到纳米级的锆改性PMMA微球；锆改性PMMA微球的粒径为80-100nm。
在无特别说明的情况下，本发明各实施例与对比例中的12官聚氨酯丙烯酸树脂为广州嵩达新材料的SD1219；2官聚氨酯丙烯酸树脂为江西坤隆新材料的HM-2583；3官丙烯酸单体为三羟甲基三丙烯酸酯；单官丙烯酸单体为四氢化糠基丙烯酸酯；消泡剂为Tego 920；润湿分散剂为BYK 163；流平剂为BYK 378；光引发剂由TPO和184按质量比1:2组成。
实施例1
本实施例提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
实施例2
本实施例提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
实施例3
本实施例提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
实施例4
本实施例提供一种用于镭射装饰板的UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
市售PMMA微球为江西龙海化工2098，粒径80-100nm。
对比例1
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
对比例2
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
对比例3
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
对比例4
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
对比例5
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
纳米二氧化硅球形粉末的粒径为80-100nm。
对比例6
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
硅改性PMMA微球按照如下方法制备：
S1：取26.3g正硅酸四乙酯，滴加2gKH570硅烷偶联剂，添加700g二氧六环作为溶剂，强烈搅拌半小时，然后加入1.3g去离子水，再加热至60℃反应2h，趁热过滤洗涤烘干，得到带双键的改性含硅材料，即预处理后的含硅材料；
S2：将S1获得的预处理后的含硅材料分散于50g甲基丙烯酸甲酯中，添加2gBPO引发剂，350mL二氧六环，转移至装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气入口的1000mL三颈瓶中，在通氮气10min后升温至70℃，持续通氮气并搅拌反应3h，得含硅共聚体混合液，过滤洗涤烘干，用研钵研磨成粉末状，得到硅改性PMMA微球；
S3：采用微粉/分级机将得到的硅改性PMMA微球裂碎成微粒状，再由离心力作用下，收集失重被吹溢出来的微粉，得到纳米级的硅改性PMMA微球；硅改性PMMA微球的粒径为80-100nm。
对比例7
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
锆改性PMMA微球的粒径为50-70nm。
对比例8
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
锆改性PMMA微球的粒径为110-130nm。
对比例9
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
对比例10
本对比例提供一种UV涂料，按照重量份数计，包括如下组分：
将实施例1-4以及对比例1-10制备的UV涂料按照如下方法制备镭射装饰板：
处理好的基材(人造石材板)——涂覆上述实施例和对比例的UV涂料——3D镭射图形薄膜转印复制——紫外光固化——移除3D镭射薄膜——成品镭射装饰板。
对制备的镭射装饰板进行性能检测，测试方法以及测试结果见表1所示：
表1
从上述数据看出，本发明各实施例制备的UV涂料用于镭射装饰板后，在不涂布保护层的情况下，均能获得具有硬度高、耐磨性好、耐候性好以及高折射、装饰效果好的镭射装饰板。
对比例1与实施例1的区别为丙烯酸树脂仅包括12官聚氨酯丙烯酸树脂，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，耐候性不足，易于开裂。
对比例2与实施例1的区别为丙烯酸树脂仅包括2官聚氨酯丙烯酸树脂，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度不足，且耐候性下降，易于开裂。
对比例3与实施例1的区别为丙烯酸单体仅包括3官丙烯酸单体，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度与耐磨性均下降。
对比例4与实施例1的区别为丙烯酸单体仅包括单官丙烯酸单体，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，耐磨性下降，且表面效果变差。
对比例5与实施例1的区别为用纳米二氧化硅球形粉末替代锆改性PMMA微球，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度、耐磨性与折射性均下降，装饰效果变差。
对比例6与实施例1的区别为用硅改性PMMA微球替代锆改性PMMA微球，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度、耐磨性以及折射性均有所下降。
对比例7与实施例1的区别为锆改性PMMA微球的粒径变小，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度、耐磨性以及折射性均稍有下降。
对比例8与实施例1的区别为锆改性PMMA微球的粒径变大，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度、耐磨性均稍有下降，同时折射性下降明显，装饰效果明显变差。
对比例9与实施例1的区别为锆改性PMMA微球的添加量变少，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，硬度以及耐候性均稍有变差。
对比例10与实施例1的区别为锆改性PMMA微球的添加量增加，制备的UV涂料用于镭射装饰板后，折射效果稍有下降，表面效果变差。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，按照重量分数计，包括如下组分：
丙烯酸树脂 20-40份；
丙烯酸单体 30-60份；
有机高分子微球 5-20份；
光引发剂 1-5份；
助剂 0.1-1份；
有机高分子微球为锆改性PMMA微球；
所述丙烯酸树脂由12官聚氨酯丙烯酸树脂和2官聚氨酯丙烯酸树脂按质量比1：1组成；
所述丙烯酸单体由3官丙烯酸单体和单官丙烯酸单体按质量比1:1组成。
2.如权利要求1所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述锆改性PMMA微球按照如下方法制备：
S1：将锆酸正丁酯滴加至硅烷偶联剂中，加入溶剂，搅拌后，加入去离子水，加热至60℃进行反应，反应结束后，过滤，对滤出物进行洗涤烘干，得到预处理后的含锆材料；
S2：将所述预处理后的含锆材料分散于甲基丙烯酸甲酯中，添加引发剂与溶剂后，在惰性气体保护以及搅拌条件下，升温至70℃进行反应，得到含锆共聚体混合液，过滤，洗涤，烘干，研磨，得到所述锆改性PMMA微球。
3.如权利要求2所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述锆酸正丁酯与所述硅烷偶联剂的质量比为(10-15)：1；所述锆酸正丁酯与所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为(0.4-0.6)：1；所述甲基丙烯酸甲酯与所述引发剂的质量比为25:1。
4.如权利要求2所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述锆改性PMMA微球的粒径范围为80-100nm。
5.如权利要求2所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH570；所述引发剂为BPO；步骤S1与步骤S2中的溶剂均为二氧六环。
6.如权利要求1所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述光引发剂选自2 ,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基-环己基苯甲酮中的至少一种。
7.如权利要求1所述的用于镭射装饰板的UV涂料，其特征在于，所述助剂由消泡剂、润湿分散剂、流平剂按质量比1:5:4组成。
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