CN1185308C - 紫外光固化涂料的制作方法 - Google Patents

Abstract

紫外光固化涂料的制作方法，先制备可进行紫外光固化星形齐聚物，然后，按重量比例备料，并按下述步骤操作：将星形齐聚物40～80份，丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯10～20份，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份，丙烯酸丁酯3～15份加入反应瓶中加热，温度为40～50℃，直到星形齐聚物完全溶解；温度为30～40℃，加入流平剂、光引发剂和其它助剂，使其混合均匀。本发明的产品施工性能良好，固化速度快；漆膜的理化性能优异，如附着力可达1级，抗冲击强度在4.9N.m，柔韧性1mm，耐人工老化1000h，失光率低于15%，漆膜不变黄；是一种适用于室内外使用的性能优异的紫外光固化涂料产品。

Description

紫外光固化涂料的制作方法

所属技术领域：

本发明属于有机化工涂料，即紫外光固化涂料的制作方法。

背景技术：

紫外光固化涂料以高效、节能、节省资源、环保为特点，广泛地应用到电子、印刷、建筑、化工、汽车、现代通讯设备与设施、航空航天设备与设施、轻工家电、木器家俱等领域，国内外称之为二十一世纪“绿色工业”产品。

目前市场上行销的紫外光固化涂料都是由线性齐聚物所配制的。由于线性齐聚物随着分子量增大，其粘度不断增加，为了理想施工，必须加入大量活性稀释单体，这一方面对施工环境有不良影响，另一方面会引起固化速率降低、固化膜收缩，从而导致漆膜附着力等理化性能指标下降。而星形齐聚物具有高官能度、分子内和分子间不发生缠结等特点，因而可提供低粘度、高活性和与基材有高粘结力等优良性能。

发明内容

已报道的紫外光固化星形齐聚物，其合成方法是先缩聚再封端，由此法合成的星形齐聚物分子量分布较宽，支臂长短不一致，即星形齐聚物分子精细度不易控制。本发明采用阴离子聚合法，利用特殊引发系统，控制投料比例，能合成出分子量分布较窄、支臂长短一致的可紫外光固化的星形齐聚物，用此齐聚物可配制施工性能良好、漆膜理化性能优异的新型紫外光固化涂料。

这种紫外光固化涂料的制作方法，按下述重量比例准备原材料，其工艺步骤如下：

一、先制备可进行紫外光固化的星形齐聚物：

将300～400份二乙烯基苯、200～300份正丁基锂、800～1200份三乙胺加入到反应瓶中，反复抽空、充氮5～10次，于30～50℃温度下反应1～2小时，并注入苯乙烯580～700份，继续反应2～5小时，再注入甲基丙烯酸甲酯1300～1800份，继续反应2～5小时，最后注入丙烯酸丁酯500～900份，继续反应3～6小时，然后降温，使体系温度为10～20℃，并注入烯丙基溴350～650份，进行封端反应，反应5～8小时，制得的产物用去离子水洗涤3～8次，沉淀物经过真空干燥，干燥温度为30～40℃，至恒重，再粉碎，得到可紫外光固化星形齐聚物；

二、紫外光固化涂料按下述物料准备：

①先行制备的星形齐聚物，分子量 M_n＝2,200-4,500，分子量分布M_w/ M_n＝1.05～1.20，其用量40～80份；

②丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯(PONPGDA)，其用量10～20份；

③乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EOTMPTA)，其用量5～15份；

④丙烯酸丁酯(BA)，其用量3～15份；

⑤光引发剂，可加安息香双甲醚(BDM)，其用量2.5～4.5份，或者加2，4，6-三甲基苯甲酰氧化二苯基膦(TPO)，其用量2.5～4.5份；或者加二苯酮-三乙醇胺，摩尔比1∶1，其用量3～5份；

⑥流平剂BYK-355，其用量0.5～1.5份，或者用流平剂PLA-1，其用量0.5～1.5份，流平剂PLA-1是产品型号，规格为工业级产品，其制造单位是广东清远市环宇精细化工公司，PLA-1的组成是聚丙烯酸脂共聚物，外观为淡黄色液体，密度1.02±0.02，不挥发份≥98.5％，闪燃点≥40℃，适用于各类有机溶剂性涂料、紫外光固化涂料和粉末涂料，用以改进涂料的流平性，增加漆膜表面的光泽及致密性。流平剂BYK-355是产品型号，规格为工业级产品，密度为1.01g/ml，不挥发份52％，闪点45℃，使用的溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯，主要用作汽车等工业产品涂料，用以改进涂料的流平性和光泽，制造单位为德国BYK化工有限公司；

⑦其它助剂如防桔皮剂、防划痕助剂、热稳定剂的使用可根据用户对产品的具体要求而定，不加上述其他助剂也可；

三、制备工艺：将上述7种原材料备好后，按下述步骤操作

①将星形齐聚物40～80份，丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯10～20份，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份，丙烯酸丁酯3～15份加入反应瓶中加热，温度为40～50℃，并搅拌，直到星形齐聚物完全溶解为止；

②边搅拌边加热，温度为30～40℃，加入流平剂、光引发剂和其它助剂，使其混合均匀即可。

本发明的产品施工性能良好，固化速度快(触指干2.5～3.0秒)；漆膜的理化性能优异，如附着力可达1级，抗冲击强度在4.9N.m，柔韧性1mm，耐人工老化1000h，失光率低于15％，漆膜不变黄；是一种适用于室内外使用的性能优异的紫外光固化涂料产品。

具体实施方式：

下面举一实施例详细说明如下：

一、制备星形齐聚物

将360克二乙烯基苯、250克正丁基锂、1000克三乙胺加入到反应瓶中，反复抽空、充氮8次，于40℃温度下反应1.5小时，并注入苯乙烯624克，继续反应3小时，再注入甲基丙烯酸甲酯1500克，继续反应4小时，最后注入丙烯酸丁酯780克，继续反应5小时，然后降温，使体系温度为15℃，并注入烯丙基溴484克封端反应7小时，制得的产物用去离子水洗涤5次，沉淀物经过真空干燥，干燥温度为35℃，至恒重，再粉碎，得到可紫外光固化星形齐聚物。

二、紫外光固化涂料的配制

取先行制备的星形齐聚物600克、丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯150克、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯140克、丙烯酸丁酯50克加入到反应瓶中加热，温度为45℃，并搅拌，直到星形齐聚物完全溶解为止，继续边搅边加热，保持体系温度为35℃，加入流平剂BYK-355 10克、光引发剂安息香双甲醚30克、其它助剂，即热稳定剂和防划痕助剂各10克，使其混合均匀，即制得紫光固化涂料。

将上述涂料喷涂在马口铁板上，将其置于1KW的高压汞灯下照射，其触指干为2.5秒；经实干后测得柔韧性小于或等于2mm，附着力为1级，抗冲击强度4.9N.m，用双摆法测定其涂膜硬度在0.65以上。

将上述涂料涂在具有阴极电泳底漆或环氧铁红底漆的冷轧钢板上，漆膜经干燥后，按国家标准检测其耐水性240h，未发现起泡、脱落现象；耐酸性(3％HCL)24h未发现起泡、脱落现象；耐碱性(5％NaOH)160h未发现起泡、脱落现象；耐汽油性240h小时未发现起泡、脱落现象；耐人工加速老化性1000h，失光率小于15％；耐磨性0.015克；耐干热性小于或等于2级。

Claims (1)

1、紫外光固化涂料的制作方法，其特征在于，按下述重量比例准备原材料，其工艺步骤如下：

一、先制备可进行紫外光固化的星形齐聚物：

将300～400份二乙烯基苯、200～300份正丁基锂、800～1200份三乙胺加入到反应瓶中，反复抽空、充氮5～10次，于30～50℃温度下反应1～2小时，并注入苯乙烯580～700份，继续反应2～5小时，再注入甲基丙烯酸甲酯1300～1800份，继续反应2～5小时，最后注入丙烯酸丁酯500～900份，继续反应3～6小时，然后降温，使体系温度为10～20℃，并注入烯丙基溴350～650份，进行封端反应，反应5～8小时，制得的产物用去离子水洗涤3～8次，沉淀物经过真空干燥，干燥温度为30～40℃，至恒重，再粉碎，得到可紫外光固化星形齐聚物；

二、紫外光固化涂料按下述物料准备：

①先行制备的星形齐聚物，分子量M_n＝2,200-4,500，分子量分布M_w/M_n＝1.05～1.20，其用量40～80份；

②丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯，其用量10～20份；

③乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其用量5～15份；

④丙烯酸丁酯，其用量3～15份；

⑤光引发剂，为安息香双甲醚，其用量2.5～4.5份，或者2，4，6-三甲基苯甲酰氧化二苯基膦，其用量2.5～4.5份；或者二苯酮-三乙醇胺，摩尔比1∶1，其用量3～5份；

⑥流平剂BYK-355，其用量0.5～1.5份，或者用流平剂PLA-1，其用量0.5～1.5份；

⑦其他助剂；

三、制备工艺：将上述7种原材料备好后，按下述步骤操作

①将星形齐聚物40～80份，丙氧基化新戊二醇双丙烯酸酯10～20份，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～15份，丙烯酸丁酯3～15份加入反应瓶中加热，温度为40～50℃，并搅拌，直到星形齐聚物完全溶解为止；

②边搅拌边加热，温度为30～40℃，加入流平剂、光引发剂和其它助剂，使其混合均匀即可。