CN107916050A - 一种uv辊涂黑色亮光面漆涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料及其制备方法。其各组份的重量百分比组成：UV黑色浆15%～20%、聚氨酯丙烯酸酯树脂10%～20%、环氧丙烯酸酯树脂25%～35%、丙烯酸酯类单体30%～35%、光引发剂3%～5%、流平剂0.1%～0.3%、消泡剂 0.2%～0.5%。本发明的UV辊涂黑色亮光面漆涂料，具有100%的固含物质，且不含有机溶剂，保护环境；适用于辊涂机的施工生产，无需待干，通过紫外光灯照射便可在几秒时间内固化，有利于节能减排，提高生产的效率；它是一种具有高遮盖力、亮度好，硬度高、附着力好的UV辊涂黑色亮光面漆涂料。
Description
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，具体涉及一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料及其制备方法。
背景技术
UV 漆是 Ultraviolet Curing Paint 的英文缩写，即紫外光固化油漆，也称光引发涂料、或光固化涂料。通常情况下， UV 漆是通过机器设备自动辊涂、或淋涂到家具板面上，在紫外光（波长为 320～390nm） 的照射下促使引发剂分解，产生自由基，引发树脂反应，瞬间固化成膜。UV 漆由于固含量高、VOC 排放低、干燥速度快等特点，得到了大量的研究和快速发展。在橱柜、木门、家具等方面应用广泛，逐渐取代传统的喷涂 PU、PE 漆。传统的 PU、PE 漆，会释放的大量有机溶剂污染大气，整体的效率和效益都不高。UV 漆可全固辊涂施工，漆膜致密，硬度高，对环境友好，整体涂装效率非常高。
在国内，一些涂料厂家推出了UV黑色亮光面漆，但其性能仍存在一定的局限。如中国专利201410749519.X公开了一种紫外光固化喷涂亮光黑面漆。该专利体系中的炭黑粉的含量（质量比）小于0.06%，除了涂装在做好黑色底漆的基材上能达到市场的需求外，涂装于其他颜色基材上（如白色基材）会存在透底，遮盖力不足的弊端。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高遮盖力、亮度好，硬度高、附着力好的UV辊涂黑色亮光面漆涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料，各组份的重量百分比组成为：
UV黑色浆15%～20%、聚氨酯丙烯酸酯树脂10%～20%、环氧丙烯酸酯树脂25%～35%、丙烯酸酯类单体30%～35%、光引发剂3%～5%、流平剂0.1%～0.3%、消泡剂 0.2%～0.5%。上述各组份的重量百分比组成之和等于100%。
本发明所述聚氨酯丙烯酸酯树脂是3官能度聚氨酯丙烯酸树脂，优选为三木SM6318，它具有良好的柔韧性，可以改善环氧丙烯酸酯树脂的脆性；同时，还具有附着力好，硬度高，耐刮性佳等特点，有助于体系附着力和漆膜的抗刮伤性能，而且3官能度的树脂反应速度快，有利于深层固化。选用的环氧丙烯酸酯树脂是双酚A环氧丙烯酸酯树脂，优选三木6104、长兴621A-80，它们具有反应速度快，丰满度高，亮度好，光泽高等特点，而且价格便宜，作为主体树脂，具有一定的成本优势。
进一步：所述的双官能度单体是二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA），具有低粘度，低挥发，柔韧性佳等特点，优先长兴EM223-TF；三官能度单体是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），具有耐磨性佳、高反应性与高交联密度、高光泽和硬度佳等特点，优先长兴EM231-TF。两者搭配使用，有助于平衡体系的反应速率，柔韧性和硬度等性能。
进一步：所述的光引发剂为1-羟基环已基苯基甲酮、异丙基硫杂蒽酮（ITX）、双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦（819）、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮（907）的一种或者几种，优选异丙基硫杂蒽酮，双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦、2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮。
进一步：所述的流平剂为改性聚硅氧烷聚醚共聚物和氟碳改性聚丙烯酸酯一种或几种，优选TEGO 450。
进一步：所述的消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物混合物，优选TEGO 920。
本发明所述的一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料的制备方法包括以下步骤：
A、将UV黑色浆、聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂和丙烯酸酯类单体加入到反应器中，用搅拌机，低速搅拌5分钟，转速为500～600转/分钟；
B、然后将光引发剂加入反应器中，低速搅拌25分钟，转速为500～600转/分钟，至引发剂全部溶解；
C、然后将流平剂和消泡剂加入反应器中，中速搅拌25分钟，转速为800～1000转/分钟；
D、搅拌分散均匀后，用300滤布过滤，制得所述UV辊涂黑色亮光面漆涂料，再检测包装。
与现有技术相比，本发明的UV辊涂黑色亮光面漆涂料选用的3官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂和环氧丙烯酸酯树脂搭配，是因为3官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂具有柔韧性高、附着力好，能实现在漆膜具有很高硬度的条件下，拥有很好的韧性，能改善环氧丙烯酸酯树脂易发脆的使用弊端，并能进一步提升了涂料的耐刮性能；同时两种树脂均具有很高的反应速率，有利于解决UV辊涂黑色亮光面漆的深层固化难，附着力差等问题。另外，环氧丙烯酸酯树脂的加入，能提高漆膜的丰满度，光泽度和亮度以及硬度。
所选用的光引发剂中，双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦是一种高效的深层固化光引发剂，保证体系中即使厚涂也能完全固化；而异丙基硫杂蒽酮和2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮都是应用于UV固化有色体系的光引发剂，有利于引发体系在高的炭黑粉含量（质量比）的情况下，达到完全固化的效果，保证UV辊涂黑色亮光面漆高遮盖力的性能。
所选用的流平剂和消泡剂，它们能很好与体系相容，提高了体系的使用稳定性和对基材的润湿性，改善涂膜平整性和防缩孔性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。本发明的实施例均是由下述方法制得：
将原料按照上述具体制备方法描述的步骤进行操作：
A、将UV黑色浆、聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂和丙烯酸酯类单体加入到反应器中，用搅拌机，低速搅拌5分钟，转速为500～600转/分钟；
B、然后将光引发剂加入反应器中，低速搅拌25分钟，转速为500～600转/分钟，至引发剂全部溶解；
C、然后将流平剂和消泡剂加入反应器中，中速搅拌25分钟，转速为800～1000转/分钟；
D、搅拌分散均匀后，用300滤布过滤，制得所述UV辊涂黑色亮光面漆涂料，再检测包装。
实施例1～3是本发明的三个优选实施方式：
实施例1
一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料，以重量百分比计为：
UV黑色浆 20%
聚氨酯丙烯酸酯树脂 10%
环氧丙烯酸酯树脂 35%
二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA） 10.5%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA） 20%
双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦 1%
异丙基硫杂蒽酮 1%
2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮 2%
流平剂(TEGO 450) 0.2%
消泡剂（TEGO 920） 0.3%
实施例2
一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料，以重量百分比计为：
UV黑色浆 18%
聚氨酯丙烯酸酯树脂 15%
环氧丙烯酸酯树脂 30%
二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA） 10.5%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA） 22%
双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦 1%
异丙基硫杂蒽酮 1%
2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮 2%
流平剂(TEGO 450) 0.2%
消泡剂（TEGO 920） 0.3%
实施例3
一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料，以重量百分比计为：
UV黑色浆 15%
聚氨酯丙烯酸酯树脂 20%
环氧丙烯酸酯树脂 25%
二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA） 10.5%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA） 25%
双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦 1%
异丙基硫杂蒽酮 1%
2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮 2%
流平剂(TEGO 450) 0.2%
消泡剂（TEGO 920） 0.3%
将上述实施例按照紫外光（UV）木器涂料相关检测方法，进行性能测试。
1、检测方法：
（1）光泽度
参照 GB/T9754-88《色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜之 20°、60°和 85°镜面光泽的测定》规定进行测定
（2）附着力
参照 GB/T 9286-1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》规定进行测定
（3）硬度
参照GB/T6739-1996 《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》规定进行测定
（4）流平性
参照 GB/T1750-79（89）《涂料流平性测定法》规定进行测定
（5）检测标准：HG/T 3655-2012
2、检测结果：见表1
表1：实施例1～3的产品检测结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 固含量 | 98% | 98% | 98% |
| 细度/ um | ≤15um | ≤15um | ≤15um |
| 光泽（600） | 98 | 96 | 96 |
| 柔韧性 | 2mm | 2mm | 2mm |
| 附着力（划百格）/级 | 1级 | 1级 | 1级 |
| 铅笔硬度（擦伤） | 3H | 3H | 2H-3H |
| 耐刮性 | 0.023 | 0.03 | 0.037 |
| 贮存稳定性[（50±2）0C,7d] | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
| 耐干热[（90±2）0C,15min]/级 | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
| 耐水性（24h） | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
| 耐碱性（2h） | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
| 耐醇性（8h） | 无异常 | 无异常 | 无异常 |
以上检测数据证明本发明的涂料具有高遮盖力、亮度好，硬度高、附着力好的交果，实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或者等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种UV辊涂黑色亮光面漆涂料，其特征在于：各组份的重量百分比组成为：
UV黑色浆 15%～20%
聚氨酯丙烯酸酯树脂 10%～20%
环氧丙烯酸酯树脂 25%～35%
丙烯酸酯类单体 30%～35%
光引发剂 3%～5%
流平剂 0.1%～0.3%
消泡剂 0.2%～0.5%
上述各组份的重量百分比之和等于100%。
2.根据权利要求1所述的UV辊涂黑色亮光面漆涂料，其特征在于：所述UV黑色浆主要由环氧丙烯酸酯树脂、三官能度单体、润湿分散剂和炭黑色粉原材料研磨制成，其质量比为（46～50）:（38～42）:2:（10～14）。
3.根据权利要求2所述的UV黑色浆，其特征在于：所述环氧丙烯酸酯树脂为双酚A环氧丙烯酸酯树脂。
4.根据权利要求2所述的UV黑色浆，其特征在于：所述三官能度单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）。
5.根据权利要求2所述的UV黑色浆，其特征在于：所述润湿分散剂为改性聚氨酯高聚物和丙烯酸共聚物溶液的至少一种。
6.根据权利要求1所述的UV辊涂黑色亮光面漆涂料，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯树脂是3官能度的聚氨酯丙烯酸酯树脂。
7.根据权利要求1所述的UV辊涂黑色亮光面漆涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯类单体为双官能度单体和三官能度单体的混合物。
8.根据权利要求1所述的UV辊涂黑色亮光面漆涂料，其特征在于：
所述光引发剂为1-羟基环已基苯基甲酮、异丙基硫杂蒽酮（ITX）、双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦（819）、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-［4-（甲硫基）苯基］-1-丙酮（907）的至少一种；
所述流平剂为改性聚硅氧烷聚醚共聚物和氟碳改性聚丙烯酸酯的至少一种；
所述消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物混合物或有机硅消泡剂的至少一种。
9.将UV黑色浆、聚氨酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂和丙烯酸酯类单体加入到反应器中，用搅拌机，低速搅拌5分钟，转速为500～600转/分钟；
B、然后将光引发剂加入反应器中，低速搅拌25分钟，转速为500～600转/分钟，至引发剂全部溶解；
C、然后将流平剂和消泡剂加入反应器中，中速搅拌25分钟，转速为800～1000转/分钟；
D、搅拌分散均匀后，用300滤布过滤，制得所述UV辊涂黑色亮光面漆涂料，再检测包装。
10.根据权利要求9 所述制备方法，其特征在于：所述UV黑色浆是将环氧丙烯酸酯树脂、三官能度单体、润湿分散剂和炭黑色粉原料分散至细度小于 40um，然后研磨至细度为10-15 um，控制研磨过程中温度不超过 60℃，制得UV黑色浆，所述环氧丙烯酸酯树脂、三官能度单体、润湿分散剂和炭黑色粉的质量比为（46～50）:（38～42）:2:（10～14）。
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