CN1255487C - 一种紫外光固化涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水分散环境友好型纳米结构工业漆，包括如下组分：乳胶粒径小于100nm的水分散环境友好型纳米聚合物乳液、软化水、颜料、惰性防锈颜料、活性防锈颜料、填料、催干剂和助剂；其中制备方法。包括如下步骤：(1)在制浆容器中加入配方量的软化水、润湿剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、pH值调节剂，搅拌；(2)加入配方量过半量的水分散纳米聚合物乳液，搅拌；(3)加入配方量的颜填料，搅拌(4)研磨至细度小于50μm；(5)漆容器中加入配方量的色浆及剩余纳米聚合物乳液，搅拌；(6)搅拌下均匀加入催干剂，加完继续搅拌；(7)搅拌下均匀加入增稠剂，后搅拌至分散均匀；(8)用80目筛网过滤。本发明无毒，对环境无污染，对施工人员身体健康无害，使用安全方便。可采用刷涂、滚涂、浸涂、喷涂等方法施工，漆膜干燥快、与基材料附着牢固，漆膜机械性能优异，耐化学药品性好，耐水，耐盐雾性好，防护性能优异，可广泛用于钢结构，交通运输工具，石化贮罐、管道，五金交电等工业设施及设备的防护。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化涂料，具体地说是指一种用于移动电话机(以下简称手机)的紫外光固化涂料(通用名称手机UV涂料)。
背景技术
紫外光固化涂料以其良好的耐磨性、耐候性、强抗化学性及高硬度等性能，已广泛应用于手机外壳的装饰和保护上，而且高效节能、无污染。但长期以来，该产品的技术和产品均为国外公司所垄断，且价格一直居高不下，随着我国手机行业的飞速发展及相关降低生产成本的要求，其所用的UV涂料的价格就日益成为制约其发展的关键所在。手机UV涂料一般由多种官能度(碳-碳双键DB/mol)的单体和多种官能度的预聚物、助剂、光引发剂及少量混合溶剂组成，同时还需考虑到官能度的梯度设计，以满足手机涂料所要求的高耐磨性、硬度和柔韧性等综合性能。其产品一般有两种形式：光油和哑油。UV油在手机上的应用主要采取多次喷涂方式来达到装饰效果，绝大多数是将光油、哑油按不同比例配置的油喷涂在有色普通塑胶漆(如丙烯酸系列油漆)上。在施工方面要求相对较高，一般需要在1万级以下无尘环境下通过自动喷涂线喷涂，且要求在颜色、膜厚及油漆的干燥速度等许多方面高度一致。对此，虽然国内早已开展有关研究，但成效有限且以建筑用外墙涂料和金属涂料为主，如中国02153925号专利申请《一种闪光涂料及其制作方法》，及其02138207号专利申请《紫外光固化涂料》、中国ZL00109041号专利《紫外光固化涂料》等。同时到目前为止，在所见文献中公开的UV涂料也多以低官能度的原料配制而成，这大大限制了最终产品的综合性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能达到国家行内标准、品质优良、价格较低的手机外壳用紫外光固化涂料。
根据上述目的设计了一种紫外光固化涂料，该涂料的组份中包括低官能度单体、低官能度预聚物、助剂、光引发剂及混合溶剂，其组份中还包括有高官能度的单体和高官能度的预聚物。所述涂料的组份按重量百分比计为：有高官能度的单体和高官能度的预聚物。所述涂料的组份按重量百分比计为：低官能度单体1～10，高官能度单体5～15，低官能度预聚物15～35，高官能度预聚物30～50，助剂0～3，光引发剂2～5，混合溶剂15～30。
所述的低官能度单体是指——单官能度单体：4乙氧基化(EO)壬基酚单丙烯酸酯、2-酚基乙基丙烯酸酯、十二烷基单丙烯酸酯，双官能度单体：1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPDGA)、8乙氧基化(EO)-改性双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，三官能度单体：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧基化改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、14乙氧基化(EO)改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；高官能度单体是指——四官能度单体：烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯；五官能度单体：二缩季戊四醇五丙烯酸酯；六官能度单体：二缩季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)；
低官能度预聚物是指碳-碳双键(DB/mol)的数量为1～3的预聚物，包括环氧丙烯酸酯类树脂、聚酯丙烯酸酯类树脂、聚氨酯丙烯酸酯类树脂、聚醚丙烯酸酯类树脂；高官能度预聚物是指碳-碳双键(DB/mol)的数量为＞3的预聚物，包括环氧丙烯酸酯类树脂、聚酯丙烯酸酯类树脂、聚氨酯丙烯酸酯类树脂、聚醚丙烯酸酯类树脂；
另外，光引发剂包括2-甲基-2-羟基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、二苯甲酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)；混合溶剂包括醇类——乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等，酯类——醋酸乙酯、醋酸丁酯等，酮类——丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮等，醇醚类——乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等；助剂包括流平剂，润湿、分散剂，及消泡剂。
本发明由于选用了含有各种官能度的单体和预聚物，按官能度梯度设计配方，从而使得所制得的UV涂料经自动喷涂线喷涂到手机外壳上后，大幅度的提高了表面硬度及耐磨、良好的柔韧性能和抗化学性能，满足了手机厂商和手机用户的要求。
具体实施方案
本发明的思路是针对现有的以低官能度单体和预聚物为主的UV涂料的缺陷，通过增加高官能度单体和高官能度预聚物来提高涂料的质量和保证使用后的品质。下面结合实例对本发明的技术方案作进一步说明。
首先，介绍一下本发明采用的预聚物。按官能度分列表如下：
表一：低官能度(1～3DB/mol)预聚物及生产厂商
表二：高官能度(＞3DB/mol)预聚物及生产厂商
实例1。双官能度单体TPGDA 3％、六官能度单体DPHA 10％，低官能度预聚物3016(科宁)20％、高官能度预聚物UV-7600B(日本合成)30％及625C-60(长兴化工)15％，混合溶剂20％，助剂2％。将上述组份加入反应器中，高速搅拌均匀，过滤包装即可，涂膜性能见表三。
实例2。双官能度单体HDDA 10％及TPGDA 8％、六官能度单体DPHA5％，低官能度预聚物3016(科宁)20％及CN2200(沙多玛)10％、高官能度预聚物UV-7600B(日本合成)30％及CN997-60(沙多玛)15％，混合溶剂25％，助剂2％。混合制作方法与实例1相同，涂膜性能见表三。
实例3。双官能度单体TPGDA 8％、六官能度单体DPHA 15％，低官能度预聚物LR8986(BASF公司)20％、高官能度预聚物UV-7600B(日本合成)20％及LR9004(BASF公司)14％，混合溶剂20％，助剂3％。混合制作方法与实例1相同，涂膜性能见表三。
实例4。双官能度单体TPGDA 10％、五官能度单体二缩季戊四醇五丙烯酸酯7％及六官能度单体DPHA 10％，低官能度预聚物6008(科宁公司)10％、高官能度预聚物UV-7640B(日本合成)30％及LR9004(BASF公司)10％，混合溶剂20％，助剂3％。混合制作方法与实例1相同，涂膜性能见表三。
实例5。双官能度单体TPGDA 10％及三官能度单体TMPTA 5％、六官能度单体DPHA 10％，低官能度预聚物621A-80(长兴化工)10％、高官能度预聚物UV-7600B(日本合成)20％及6311-100(长兴化工)20％，混合溶剂22％，助剂3％。混合制作方法与实例1相同，涂膜性能见表三。
表三：实验涂膜性能检测表
| 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | |
| 硬度(中华铅笔) | ＞2H | ＞2H | ＞2H | ＞2H | ＞2H |
| 附着力(3M胶) | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 耐磨性(RCA) | ＞350次 | ＞500次 | ＞500次 | ＞350次 | ＞350次 |
| 耐酒精(75％) | ＞1000次 | ＞1000次 | ＞1000次 | ＞1000次 | ＞1000次 |
| 耐酸性5％Hcl 48h | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 碱性5％NaOH 48h | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 耐汗渍(72h) | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 |
| 柔韧性 | 180° | 180° | 180° | 180° | 180° |
注：
1、耐磨性测试：手机制造行业目前通用的采用美国诺曼公司所生产的RCA磨耗仪进行测试；
2、柔韧性测试：按手机制造的行业检测方法，将施工后的工件折叠180°后，色漆及UV保护涂层不爆裂；
3、其余项目测试按相关标准进行测试。
从上表检测结果可知，本发明实现了发明目的提出的要求，超过了现有产品的性能指标。
Claims (2)
1、一种紫外光固化涂料，该涂料的组份包括低官能度单体、低官能度预聚物、助剂、光引发剂及混合溶剂，其特征是组份中还包括有高官能度的单体和高官能度的预聚物，所述组份的重量百分比为：低官能度单体1～10、高官能度单体5～15、低官能度预聚物15～35、高官能度预聚物30～50、助剂0～3、光引发剂2～5、混合溶剂15～30；其中，
所述的低官能度单体是指——单官能度单体：4乙氧基化(EO)壬基酚单丙烯酸酯、2-酚基乙基丙烯酸酯、十二烷基单丙烯酸酯，双官能度单体：1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPDGA)、8乙氧基化(EO)-改性双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，三官能度单体：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧基化改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、14乙氧基化(EO)改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，
所述的高官能度单体是指——四官能度单体：烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯；五官能度单体：二缩季戊四醇五丙烯酸酯；六官能度单体：二缩季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)；
所述的低官能度预聚物是指碳—碳双键(DB/mol)的数量为1～3的预聚物，包括环氧丙烯酸酯类树脂、聚酯丙烯酸酯类树脂、聚氨酯丙烯酸酯类树脂、聚醚丙烯酸酯类树脂；
所述的高官能度预聚物是指碳—碳双键(DB/mol)的数量为＞3的预聚物，包括环氧丙烯酸酯类树脂、聚酯丙烯酸酯类树脂、聚氨酯丙烯酸酯类树脂、聚醚丙烯酸酯类树脂；
所述的光引发剂包括2-甲基-2-羟基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、二苯甲酮、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)；
所述的混合溶剂包括醇类--乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇，酯类--醋酸乙酯、醋酸丁酯，酮类--丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮，醇醚类--乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚。
2、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的助剂包括流平剂，润湿、分散剂，及消泡剂。
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