CN116535921A - 一种基于uv-c固化的涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于UV‑C固化的涂料及其制备方法和应用，该涂料按照重量份计包括以下原料组分：树脂液15～45份，分散剂0.3～0.4份，消泡剂0.2～0.3份，流平剂0.1～0.2份，润湿剂0～0.5份，紫外光吸收剂0～0.4份，受阻胺光稳定剂0～0.2份，光引发剂3.5～5.5份，丙烯酸酯预聚体0～30份，超支化聚酯丙烯酸酯预聚体5～20份，活性稀释剂7.5～17.5份。本发明涂料，具有光泽度高、耐磨性好、耐黄变性能优异、色差值低、固化效率高、生产成本低、环境友好等优点，是一种性能优异且应用广泛的新型环保木器漆，可作为面漆用于制造木器，使用价值高，应用前景好。

Description

一种基于UV-C固化的涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于辐射固化涂料技术领域，涉及一种基于UV-C固化的涂料及其制备方法和应用。
背景技术
UV固化技术持续发展已经取得了大量技术成果，然而，基于相关法规要求，以汞灯为光源的UV固化技术已经开始受到使用限制，对此，涂料生产逐渐转向紫外光光固化涂料。
紫外光类光源作为新型节能环保光源相比汞灯具有低能耗、低污染、启动/冷却时间短、灯管寿命长等优势，目前涂料固化所使用的紫外光源主要分为：UV-A、UV-B、UV-V三种，其中UV-A、UV-B常见峰值分别为315-405nm、280-315nm，在该区域内光源的发射光谱较窄，大部分引发剂在此范围内摩尔消光系数较低，光引发效果不好，导致紫外光涂料一直存在引发效果差、氧阻聚问题严重等问题；与此同时，UV-A、UV-V所处波段的光能量低，固化效果差，通常需要额外添加敏化剂并通过其弱光上转换所输出的能量较高的荧光来弥补光源的不足，不但增加了涂料成本，同时类似于二苯甲酮等敏化剂相对分子质量较低，容易在添加后产生气味，对人体具有一定的危害。针对上述问题，UV-C固化技术应运而生，该技术同样具有UV-A/B/V类光源所具有的优点，然而，现有基于UV-C固化的涂料仍然存在以下不足之处：(a)光泽度低，不利于提高木器品质；(b)耐磨性差，容易被划伤，不利于提高木器的使用寿命；(c)色差值高，不仅难以提高木器品质，也容易导致木器的性能指标不符合国家相关国标要求。因此，获得一种光泽度高、耐磨性好、耐水性好、色差值低、环境友好的基于UV-C固化的涂料，对于制备高品质的木器具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种光泽度高、耐磨性好、色差值低、环境友好的基于UV-C固化的涂料及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～400nm之间；所述紫外光吸收剂在25℃时的黏度为6000mpa·s～8000mpa·s；所述受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为300mpa·s～500mpa·s；所述树脂液在25℃时的黏度为700mpa·s～1000mpa·s；所述分散剂的胺值为105mgKOH/g～125mgKOH/g，在60℃时的密度为0.92g/mL～0.95g/mL；所述消泡剂中非挥发性物质的质量含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s；所述流平剂中不挥发组分的质量含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s；所述润湿剂中活性物的质量含量为100％；所述活性物为聚醚硅氧烷共聚物；所述丙烯酸酯预聚体的酸价≤2mgKOH/g；所述丙烯酸酯预聚体在25℃时的黏度为800mpa·s；所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价≤2mgKOH/g；所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体在25℃时的黏度为500mpa·s～1000mpa·s；所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的官能度为6；所述活性稀释剂的酸价≤0.5mgKOH/g；所述活性稀释剂在25℃时的黏度为5mpa·s～10mpa·s。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述光引发剂为DEAP、Irgacure651、BIPE中的至少一种。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT930。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT922。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述树脂液为由纤维素与有机溶剂混合而得；所述树脂液中纤维素的质量百分含量为20％～50％；所述纤维素为醋酸丁酸纤维素；所述有机溶剂为丁酯。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述分散剂为BYK2009、EFKA4010、AIOX-3009中的至少一种。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述消泡剂为TEGO920、BYK055中的至少一种。
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述流平剂为TEGO432、TEGO410、BYK333、BYK358N、EFKA3777中的至少一种；
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述润湿剂为TEGO245、TEGO270中的至少一种；
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述丙烯酸酯预聚体为HA502、HA505、HA507-1、6110、6220中的至少一种；
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600、B-574C中的至少一种；
上述的基于UV-C固化的涂料，进一步改进的，所述活性稀释剂为TMPTA、DPGDA、HDDA、TPGDA、HEMA中的至少一种。
作为一个中的技术构思，本发明还提供了一种上述的基于UV-C固化的涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、依次将树脂液、分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、光引发剂投入到容器中，搅拌，得到混合物料A；
S2、往混合物料A中，投入超支化聚酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯预聚体，搅拌，得到混合物料B；
S3、往混合物料B中，投入活性稀释剂，搅拌，得到混合物料C；
S4、往混合物料C中，投入紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂，待物料润湿后，搅拌，直至细度≤30μm，得到混合物料D；
S5、往混合物料D中，加入稀释剂，搅拌，得到基于UV-C固化的涂料。
上述的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为900r/min～1200r/min；所述搅拌的时间为10min～20min；
步骤S2中，采用分散机对物料进行搅拌，直至物料分散均匀；所述搅拌的转速为1000r/min～1500r/min；
步骤S3中，采用分散机对物料进行搅拌，直至物料分散均匀；所述搅拌的转速为900r/min～1200r/min；
步骤S4中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为900r/min～2000r/min；
步骤S5中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为500r/min～600r/min；所述搅拌的时间为5min～10min；所述稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃；所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一种。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的基于UV-C固化的涂料或上述制备方法制得的基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)针对现有UV-C固化涂料中存在的光泽度低、耐磨性差、色差值高等不足以及由此导致的难以用于制备高品质木器的缺陷，本发明创造性的提出了一种基于UV-C固化的涂料，通过优化各个原料的用量，能够有效克服不同组分之间的遏制作用，使得各个原料之间的负面影响降至最低，由此获得性能优异的涂料，具有以下优势：(a)光泽度高，有利于提高木器品质；(b)耐磨性好，具有极强的抗划伤性能，有利于提高木器的使用寿命；(c)色差值低，能够长时间维持木器原有颜色，使得木器长时间保持原有品质，而且各项性能指标符合国家相关国标要求。另外，本发明基于UV-C固化的涂料还具有以下优点：环境友好，涂料整体固含量≥75.3％，挥发组分含量低气味小，符合环境友好绿色健康的发展理念；耐黄变性优异，所采用的光引发剂只在主要发射光的波段(253nm)附近有明显吸收峰，受到其他波段光源对其产生的影响较小，能够在固化后受到大气中光线影响的情况下减少副反应的发生，减少发色基团的产生；固化效率高、固化能耗低，该涂料适用于UV-C固化，即固化所采用的UV-C光源能耗低，启动时间短，相比汞灯能耗减少90％以上，能够为工业涂料生产/施工节约成本以及提高效率，同时输出光能量比LED光源要强，解决了LED输出光能量低固化效果差，需要额外添加敏化剂的问题，为涂料生产节约成本并减少小分子化合物带来的气味问题。可见，本发明基于UV-C固化的涂料具有光泽度高、耐磨性好、耐黄变性能优异、色差值低等优点，同时还具有固化效率高、生产成本低、环境友好等优点，是一种性能优异且应用广泛的新型环保木器漆，使用价值高，应用前景好。
(2)本发明涂料中，以DEAP、Irgacure 651、BIPE中的至少一种作为光引发剂，使得涂料在180-253nm波段的紫外光处具有明显的吸收峰，可利用UV-C光源进行固化，而且经过UV-C光源照射后产生的自由基较多，对漆膜固化情况影响较小，不易形成不饱和发色基团，从而有利于提高耐黄变性。
(3)本发明还提供了一种基于UV-C固化的涂料的制备方法，先将依次将树脂液、分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、光引发剂投入到容器中，搅拌，可以使光引发剂均匀、有效的分散到物料中；进而加入超支化聚酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯预聚体，继续搅拌，可以使它们均匀、有效的分散到物料中；进一步的，继续加入活性稀释剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂，继续搅拌，直至物料的细度≤30μm，此时各个物料已混合均匀，最后加入稀释剂，搅拌均匀后，获得光泽度高、耐磨性好、色差值低、环境友好的基于UV-C固化的涂料。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中采用的光引发剂的光吸收谱图。
图2为本发明实施例2中采用的光引发剂的光吸收谱图。
图3为本发明实施例3中采用的光引发剂的木器实物图。
图4为本发明实施例3中采用的光引发剂的光吸收谱图。
图5为Irgacure 819(24)的光吸收效果图。
图6为Speedcure EDB(115)的光吸收效果图。
图7为Speedcure EHA(116)的光吸收效果图。
图8为Irgacure 907(10)的光吸收效果图。
图9为Irgacure 369(12)的光吸收效果图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂为德国巴斯夫光引发剂Irgacure 651(购于上海凯茵化工有限公司)。
本实施例中，紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。
本实施例中，受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。
本实施例中，采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。
本实施例中，分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)，与此同时，其他分散剂如EFKA4010(埃夫卡)、AIOX-3009(埃欧)均可以用于本发明。
本实施例中，消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)，与此同时，其他消泡剂如BYK055(毕克)。
本实施例中，流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)，与此同时，其他流平剂如EGO432(赢创)、BYK333(毕克)、BYK358N(毕克)、EFKA3777(埃夫卡)均可用于本发明。
本实施例中，润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)，其他润湿剂，如TEGO270(赢创)，也可用于本发明。
本实施例中，丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的HA502(购于广东昊辉新材料有限公司，简称昊辉)，其他丙烯酸酯预聚体，如HA505(昊辉)、HA507-1(昊辉)、6110(购于澳田(广东)新材料科技有限公司，简称澳田)、6220(澳田)，均可以用于本发明。本发明中，采用的丙烯酸酯预聚体，是一种纯丙烯酸酯，无引发支链。
本实施例中，超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)，其他超支化聚酯丙烯酸酯预聚体如B-574C(购于广东博兴新材料科技有限公司，简称博兴)，也可以用于本发明。
本实施例中，活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为8mpa·s，具体采用的活性稀释剂为HDDA(江苏三木集团公司)，其他活性稀释剂如TMPTA(江苏三木集团公司)、DPGDA(江苏三木集团公司)、TPGDA(江苏三木集团公司)、HEMA(江苏三木集团公司)，均可以用于本发明。
本实施例中，稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)，其他稀释剂，如醋酸丁酯，也可以用于本发明。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、依次将树脂液、分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、光引发剂投入到容器中，采用分散机对物料进行搅拌，搅拌的转速为1000r/min，时间为10min，使物料混合均匀，得到混合物料A。
S2、往混合物料A中，投入超支化聚酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯预聚体，采用分散机对物料进行搅拌，搅拌的转速为1500r/min，直至物料分散均匀，得到混合物料B。
S3、往混合物料B中，投入活性稀释剂，采用分散机对物料进行搅拌，转速为1000r/min，直至物料分散均匀，得到混合物料C。
S4、往混合物料C中，缓慢投入紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂，待物料润湿后，采用分散机对物料进行搅拌，转速为1500r/min，高速分散直至细度≤30μm，得到混合物料D.
S5、往混合物料D中，加入稀释剂，采用分散机对物料进行搅拌，转速为500r/min，时间为5min，得到基于UV-C固化的涂料。
S6、检验合格后过滤包装。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，在水曲柳板表面形成涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对光引发剂、基于UV-C固化的涂料、木器表面的涂层进行检测，结果如表1和图1所示。
图1为本发明实施例1中采用的光引发剂的光吸收谱图。图1中，a为光引发剂为Irgacure651对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。由图1可知，本发明中以Irgacure 651为光引发剂时，对应的涂层能够有效吸收180-253nm波段的紫外光，因而可以利用UV-C光源进行固化。
实施例2
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的DEAP(普洛夫)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQLIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为900mpa·s，具体采用的HA505(购于广东昊辉新材料有限公司，简称昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为8mpa·s，具体采用的活性稀释剂为HDDA(江苏三木集团公司)。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸丁酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，在水曲柳板表面形成涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对光引发剂、基于UV-C固化的涂料、木器表面的涂层进行检测，结果如表1和图2所示。
图2为本发明实施例2中采用的光引发剂的光吸收谱图。图2中，a为光引发剂为DEAP对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。由图2可知，本发明中以DEAP为光引发剂时，对应的涂层能够有效吸收180-253nm波段的紫外光，因而可以利用UV-C光源进行固化。
实施例3
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂是BIPE(卡诺斯)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为BYK055(毕克)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为1000mpa·s，具体采用的HA507-1(购于广东昊辉新材料有限公司，简称昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为8mpa·s，具体采用的活性稀释剂为HDDA(江苏三木集团公司)。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸丁酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，在水曲柳板表面形成涂层(如图3所示)，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对光引发剂、基于UV-C固化的涂料、木器表面的涂层进行检测，结果如表1和图4所示。
图4为本发明实施例3中采用的引发剂的光吸收谱图。图4中，a为光引发剂为BIPE对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。由图4可知，本发明中以BIPE为光引发剂时，对应的涂层能够有效吸收180-253nm波段的紫外光，因而可以利用UV-C光源进行固化。
实施例4
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂是BIPE(卡诺斯)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为120mgKOH/g，在60℃时的密度为0.95g/mL，具体采用的分散剂为EFKA4010(埃夫卡)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO432(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为1000mpa·s，具体采用的HA507-1(购于广东昊辉新材料有限公司，简称昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为700mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为B-574C(博兴)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为10mpa.s，具体采用的活性稀释剂为DPGDA(江苏三木集团公司)和TMPTA(江苏三木集团公司)，其中DPGDA的用量为9份，TMPTA的用量为6.5份。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
实施例5
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～400nm之间，具体采用的光引发剂为Irgacure 651(巴斯夫)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为850mpa·s，具体采用的6220(澳田)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为9mpa·s，具体采用的活性稀释剂为DPGDA(江苏三木集团公司)和HEMA(江苏三木集团公司)，其中DPGDA的用量为9.5份，HEMA的用量为8份。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
实施例6
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂为Irgacure 651(巴斯夫)和DEAP(普洛夫)，其中Irgacure 651(巴斯夫)的用量为2.5份，DEAP(普洛夫)的用量为2份。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO432(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为850mpa·s，具体采用的6220(澳田)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为6mpa·s，具体采用的活性稀释剂为TPGDA(江苏三木集团公司)。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸丁酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
实施例7
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂为BIPE(卡诺斯)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为EFKA3777(埃夫卡)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为1000mpa·s，具体采用的HA507-1(昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为600mpa·s，官能度为6，具体采用的超支聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600(昊辉)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为6mpa·s，具体采用的活性稀释剂为HDDA(江苏三木集团公司)和DPGDA(江苏三木集团公司)，其中HDDA(江苏三木集团公司)的用量为3份，DPGDA的用量为4.5份。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
实施例8
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂为DEAP(普洛夫)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为1000mpa·s，具体采用的HA507-1(昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为700mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为B-574C(博兴)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为8mpa·s，具体采用的活性稀释剂为DPGDA(江苏三木集团公司)。稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
实施例9
一种基于UV-C固化的涂料，按照重量份计包括以下原料组分：
本实施例中，光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～300nm之间，具体采用的光引发剂为Irgacure 651(巴斯夫)。紫外光吸收剂在25℃时的黏度为7400mpa·s，具体采用的紫外光吸收剂为UNIQ LIGHT 930(购于优卡化学(上海)有限公司)。受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为400mpa·s，具体采用的受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922(购于优卡化学(上海)有限公司)。采用的树脂液在25℃时的黏度为800mpa·s，具体采用的树脂液是由醋酸丁酸纤维素(CAB 551-0.1，购于佛山市顺德区青虹贸易有限公司)与丁酯混合后制得，该树脂液中纤维素的质量百分含量为20％。分散剂的胺值为115mgKOH/g，在60℃时的密度为0.94g/mL，具体采用的分散剂为BYK2009(毕克)。消泡剂中非挥发性物质的含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s，具体采用的消泡剂为TEGO920(迪高)。流平剂中不挥发组分的含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s，具体采用的流平剂为TEGO410(迪高)。润湿剂中活性物的含量为100％，其中活性物为聚醚硅氧烷共聚物，具体采用的润湿剂为TEGO245(赢创)。丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为1000mpa·s，具体采用的HA507-1(昊辉)。超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价为2mgKOH/g，在25℃时的黏度为700mpa·s，官能度为6，具体采用的超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为B-574C(博兴)。活性稀释剂的酸价为0.5mgKOH/g，在25℃时的黏度为8mpa·s，具体采用的活性稀释剂为TPGDA(江苏三木集团公司)。
本实施例中，稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃，具体采用的稀释剂为醋酸乙酯(谦信)。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料的制备方法，除原料及用量不同外，其他条件与实施例1相同。
一种上述本发明实施例中基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用，具体是将涂料喷涂到水曲柳板表面，利用UV-C光源(光波段为180-253nm)进行固化，形成防腐涂层，每平方米的涂层厚度为80-100μm，传送带速度为9-15m/min。
采用相关国家标准对涂料、木器表面的涂层进行检测，结果如表1所示。
表1本发明实施例1-9中制备的涂料、涂层的性能对比
由表1可知，本发明制备的涂料/涂层，在光泽度、耐磨性等方面均表现出非常优异的特性，特别的，由本发明涂料制备的涂层在经过168h的紫外光老化实验后，色差值仍然非常低，这说明该涂层在长时间的紫外光照射下颜色基本未发生变化，由此可以使木器长时间保持原有品质，而且各项性能指标符合国家相关国标要求。
另外，将实施例1采用的光引发剂分别替换成双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸(2-乙基)己酯，作为对比例1-3。分别将对比例1-3以及一款市场上销售的采用同类引发剂的产品(涂料)，喷涂到水曲柳板表面，在UV-C光源固化后进行性能测试，结果如表2所示。
表2对比例1-3及中制备的涂料、涂层的性能对比
由表2可知，在采用双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸(2-乙基)己酯作为光引发剂时，所制得的涂料/涂层仍然存在光泽度低、耐磨性差、色差值高等缺点，这不利于提高木器品质，且不符合国家相关国标要求。与此同时，市场上所销售的同类产品，在UV-C光源的照射下固化效果差，各项性能不佳，其中尤其是经紫外光老化实验(老化时长为168h)后的色差值偏高，不符合国家GB/T 23893-2009中的色差变化值小于等于0.5的要求。
此外，本发明中，还考察了由其他不同光引发剂制备的涂层光吸收效果，其他条件与实施例3相同，如图5至图9所示。
图5为Irgacure 819(24)的光吸收效果图。图5中，a是光引发剂为Irgacure 819(24)时对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。
图6为Speedcure EDB(115)的光吸收效果图。图6中，a是光引发剂为peedcure EDB(115)时对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。
图7为Speedcure EHA(116)的光吸收效果图。图7中，a是光引发剂为SpeedcureEHA(116)时对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。
图8为Irgacure 907(10)的光吸收效果图。图8中，a是光引发剂为Irgacure 907(10)时对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。
图9为Irgacure 369(12)的光吸收效果图。图9中，a是光引发剂为Irgacure 369(12)时对应的紫外光吸收光谱图，b为中压汞灯的发射光谱。
由图5-9中的结果可知，所选光引发剂为Irgacure 819(24)、Speedcure EDB(115)、Speedcure EHA(116)、Irgacure 907(10)、Irgacure 369(12)时，在180-253nm波段的紫外光处缺少明显的吸收峰，经过UV-C光源照射后产生的自由基较少，对漆膜固化情况影响很大，容易形成不饱和发色基团不利于涂层的耐黄变性，因而并不能利用UV-C光源进行固化。
由上述结果可知，相比现有常规UV-C固化涂料，本发明中提供的涂料具有以下优势：(a)光泽度高，有利于提高木器品质；(b)耐磨性好，具有极强的抗划伤性能，有利于提高木器的使用寿命；(c)色差值低，能够长时间维持木器原有颜色，使得木器长时间保持原有品质，而且各项性能指标符合国家相关国标要求。另外，本发明基于UV-C固化的涂料还具有以下优点：环境友好，涂料整体固含量≥75.3％，挥发组分含量低气味小，符合环境友好绿色健康的发展理念；耐黄变性优异，所采用的光引发剂只在主要发射光的波段(253nm)附近有明显吸收峰，受到其他波段光源对其产生的影响较小，能够在固化后受到大气中光线影响的情况下减少副反应的发生，减少发色基团的产生；固化效率高、固化能耗低，该涂料适用于UV-C固化，即固化所采用的UV-C光源能耗低，启动时间短，相比汞灯能耗减少90％以上，能够为工业涂料生产/施工节约成本以及提高效率，同时输出光能量比LED光源要强，解决了LED输出光能量低固化效果差，需要额外添加敏化剂的问题，为涂料生产节约成本并减少小分子化合物带来的气味问题。可见，本发明基于UV-C固化的涂料具有光泽度高、耐磨性好、耐黄变性能优异、色差值低等优点，同时还具有固化效率高、生产成本低、环境友好的优点，是一种性能优异且应用广泛的新型环保木器漆，使用价值高，应用前景好。
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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于UV-C固化的涂料，其特征在于，按照重量份计包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述光引发剂的紫外光吸收峰值在200nm～400nm之间；
所述紫外光吸收剂在25℃时的黏度为6000mpa·s～8000mpa·s；
所述受阻胺光稳定剂在25℃时的黏度为300mpa·s～500mpa·s。
3.根据权利要求2所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述树脂液在25℃时的黏度为700mpa·s～1000mpa·s；
所述分散剂的胺值为105mgKOH/g～125mgKOH/g，在60℃时的密度为0.92g/mL～0.95g/mL；
所述消泡剂中非挥发性物质的质量含量为30％，在25℃时的黏度为2500mpa·s；
所述流平剂中不挥发组分的质量含量为52％，在25℃时的黏度为1500mpa·s；
所述润湿剂中活性物的质量含量为100％；所述活性物为聚醚硅氧烷共聚物；
所述丙烯酸酯预聚体的酸价≤2mgKOH/g；所述丙烯酸酯预聚体在25℃时的黏度为800mpa·s；
所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的酸价≤2mgKOH/g；所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体在25℃时的黏度为500mpa·s～1000mpa·s；所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体的官能度为6；
所述活性稀释剂的酸价≤0.5mgKOH/g；所述活性稀释剂在25℃时的黏度为5mpa·s～10mpa·s。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述光引发剂为DEAP、Irgacure 651、BIPE中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述紫外光吸收剂为UNIQLIGHT 930。
6.根据权利要求5所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述受阻胺光稳定剂为UNIQ LIGHT 922。
7.根据权利要求6所述的基于UV-C固化的涂料，其特征在于，所述树脂液为由纤维素与有机溶剂混合而得；所述树脂液中纤维素的质量百分含量为20％～50％；所述纤维素为醋酸丁酸纤维素；所述有机溶剂为丁酯；
所述分散剂为BYK2009、EFKA4010、AIOX-3009中的至少一种；
所述消泡剂为TEGO920、BYK055中的至少一种；
所述流平剂为TEGO432、TEGO410、BYK333、BYK358N、EFKA3777中的至少一种；
所述润湿剂为TEGO245、TEGO270中的至少一种；
所述丙烯酸酯预聚体为HA502、HA505、HA507-1、6110、6220中的至少一种；
所述超支化聚酯丙烯酸酯预聚体为K1600、B-574C中的至少一种；
所述活性稀释剂为TMPTA、DPGDA、HDDA、TPGDA、HEMA中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的基于UV-C固化的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、依次将树脂液、分散剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、光引发剂投入到容器中，搅拌，得到混合物料A；
S2、往混合物料A中，投入超支化聚酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯预聚体，搅拌，得到混合物料B；
S3、往混合物料B中，投入活性稀释剂，搅拌，得到混合物料C；
S4、往混合物料C中，投入紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂，待物料润湿后，搅拌，直至细度≤30μm，得到混合物料D；
S5、往混合物料D中，加入稀释剂，搅拌，得到基于UV-C固化的涂料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为900r/min～1200r/min；所述搅拌的时间为10min～20min；
步骤S2中，采用分散机对物料进行搅拌，直至物料分散均匀；所述搅拌的转速为1000r/min～1500r/min；
步骤S3中，采用分散机对物料进行搅拌，直至物料分散均匀；所述搅拌的转速为900r/min～1200r/min；
步骤S4中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为900r/min～2000r/min；
步骤S5中，采用分散机对物料进行搅拌；所述搅拌的转速为500r/min～600r/min；所述搅拌的时间为5min～10min；所述稀释剂的纯度≥99.5％，密度为0.881g/cm3，沸点为57.8℃；所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一种。
10.一种如权利要求1～7中任一项所述的基于UV-C固化的涂料或权利要求8或9所述制备方法制得的基于UV-C固化的涂料在木器制作中的应用。
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