CN102827501A - 双重固化清漆涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双重固化清漆涂料，其由双重固化清漆、固化剂和稀释剂按照质量比3~6：1：0.5~1组成，其中，所述的双重固化清漆按质量百分比包括：羟基丙烯酸树脂10%~60%、UV树脂10%~30%、活性稀释剂1%~30%、光引发剂0.5%~4%、抗老化剂1%~3%、流平剂1%~3%、催干剂1%~3%、溶剂10%~30%。本发明所述的双重固化清漆涂料应用了自由基聚合-缩聚固化体系，双重固化清漆中的UV树脂通过紫外光照射，在光引发剂的作用下形成自由基聚合，而双重固化清漆中的羟基丙烯酸树脂所含的-OH基团与固化剂中的异氰酸酯树脂所含的-NCO基团，在热能作用下发生加成聚合，两种聚合反应所形成的聚合物成为相互缠绕的内渗透网状构造，从而提高了漆膜的耐候性、耐化学品腐蚀性。

Description

双重固化清漆涂料

技术领域

本发明涉及一种双重固化清漆涂料，更具体地说，本发明涉及一种可通过紫外光固化和热固化的双组份清漆涂料。

技术背景

紫外光固化涂料（UV涂料）具有干燥迅速、硬度高、生产周期短等优点，近年来得到快速发展，但是，传统的紫外光固化涂料也存在一些缺陷，例如涂层硬度与韧性之间的矛盾。紫外光固化涂料的涂层是高度交联的，容易达到高硬度，但韧性却不能确保，因此无法满足对硬度有要求同时还要耐冲击的应用领域。另外，当紫外光直接照射到涂膜，使涂膜获得足够的辐照强度时，固化后的涂膜才能达到最佳的性能指标，对于不易被照射到的阴影部位，则无法获得足够的辐照强度。再者，紫外光固化涂膜的耐候性不足，由于紫外光照射时不能理想地消耗全部光引发剂，而残留的光引发剂受自然界紫外光的刺激产生基团，导致涂膜变黄和劣化。紫外光固化速度快（固化时间以秒计），可大幅度缩短固化时间，但其反作用是固化时产生的涂膜的残留应力要比热固化型涂料大数十倍，容易造成涂膜开裂。因此，紫外光固化涂料在某些领域的应用受到限制，特别是对漆膜性能要求较高的汽车和摩托车外表面涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种双重固化清漆涂料，其采用自由基聚合-缩聚固化体系，能够形成同时具有优异的耐候性和柔韧性的漆膜，从而克服现有紫外光固化涂料的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双重固化清漆涂料，由双重固化清漆、固化剂和稀释剂按照质量比3~6：1：0.5~1组成。

以质量百分比计算，所述的双重固化清漆包括以下组分：

羟基丙烯酸树脂  10%~60%；    UV树脂    10%~30%；

活性稀释剂      1%~30%；     光引发剂  0.5%~4%；

抗老化剂        1%~3%；      流平剂    1%~3%；

催干剂          1%~3%；      溶剂      10%~30%。

以质量百分比计算，所述的固化剂包括异氰酸酯树脂40%~80%和溶剂20%~60%。

优选地，所述的羟基丙烯酸树脂的羟基含量为2%~5%，所含羟基能够与固化剂含有的异氰酸酯基团交联反应成膜，交联后的漆膜具有良好的附着力和耐化学品腐蚀性能。

优选地，所述的UV树脂为官能度在2~6的UV齐聚物，选自UV不饱和聚酯、UV聚氨酯丙烯酸酯、UV聚酯丙烯酸酯、UV聚醚丙烯酸酯或UV丙烯酸树脂中的一种或两种以上的组合，其含有的C=C不饱和双键在光引发剂的作用下产生自由基聚合反应，赋予漆膜高丰满度、高光泽。

优选地，所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合，活性稀释剂可降低清漆粘度、利于施工，同时，其含有的C=C不饱和双键在光引发剂的作用下也产生自由基聚合反应。

优选地，所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种或两种的组合。

优选地，所述的抗老化剂为苯并三唑、苯甲酮、受阻胺或受阻胺酯中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述的流平剂为聚醚改性有机硅或丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述的催干剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述的异氰酸酯树脂中，异氰酸酯的含量为10%~23%，所含的异氰酸酯基团可与清漆中的羟基基团发生交联固化反应。

优选地，所述的溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮或DBE（高沸点二元酸酯混合溶剂）中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述的稀释剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮、DBE或甲乙酮中的一种或两种以上的组合。

本发明所述的双重固化清漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

1）按上述重量百分比称取所述双重固化清漆的各种组分，混合搅拌均匀；

2）按上述重量百分比称取所述固化剂的各种组分，混合搅拌均匀；

3）将双重固化清漆、固化剂以及稀释剂按照质量比3~6：1：0.5~1的比例混合，搅拌均匀，得到所述的双重固化清漆涂料。

本发明所述的双重固化清漆涂料应用了自由基聚合-缩聚固化体系，其中，双重固化清漆中的UV树脂通过紫外光照射，在光引发剂的作用下形成自由基聚合；而双重固化清漆中的羟基丙烯酸树脂所含的-OH基团与固化剂中的异氰酸酯树脂所含的-NCO基团，在热能作用下发生加成聚合。两种聚合反应所形成的聚合物成为相互缠绕的内渗透网状构造，从而提高了漆膜的耐化学品性能以及柔韧性。所加入的抗老化剂能改善清漆的保光保色性能，催干剂可调节清漆至合适的交联固化反应速度，而流平剂使漆膜表面具有良好的流平性，改善外观。

本发明所述的双重固化清漆涂料具有两种固化方式：（1）先进行紫外光固化后进行热固化；（2）先进行热固化后进行紫外光固化。第（1）种固化方式为：第一阶段，湿膜在90~110℃预热2~4分钟，使大部分溶剂挥发掉；第二阶段，以辐照能量为800~1200mj/cm²的紫外线照射在涂膜表面2~5分钟；第三阶段，涂膜在120~140℃烘烤3~6分钟，使涂料固化成膜。第（1）种固化方式施工固化时间短，生产效率高。第（2）种固化方式为：第一阶段，湿膜在60~80℃烘烤20~30分钟，第二阶段，以辐照能量为800~1200mj/cm²的紫外线照射在涂膜表面2~4分钟，使涂料固化成膜。第（2）种固化方式适用于某些不能在高于80℃的温度下烘烤的情况，例如塑料部件的涂装。

本发明所述的双重固化清漆涂料能够克服传统UV固化型涂料的阴影部位涂膜固化不足、涂膜易黄变以及耐候性差等缺陷。首先，外光照射能量不足的阴影部位，可由涂料中的热固化组分的交联作用来弥补光固化组分的不足，从而使涂膜的性能达标。此外，由于同时利用了光固化和热固化作用，可减少光固化组分以及光引发剂的添加量，从而抑制了涂料在光固化时的变黄性，同时亦改善了因光引发剂残留所造成的漆膜耐候性不足的问题。再者，同时采用光固化和热固化作用，能够缓和紫外光固化时基团聚合所产生的涂膜中的残留应力，从而减少漆膜开裂的问题。

采用本发明所述的双重固化清漆涂料所制备的清漆漆膜，具有硬度高、光泽高、丰满度好、保光保色性能好等特点，而且还具有优异的耐酸碱、耐水以及耐汽油性能，因其具有两种固化方式可选择，能有效节约能源，显著提高生产效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案和效果作进一步的说明，但本发明并不限于以下实施例。

按照表一所列的配方，配制本发明所述的双重固化清漆涂料。

表一

按照表一所列的配方，分别配制所述的双重固化清漆、固化剂和稀释剂，具体制备工艺如下：首先将双重固化清漆组分混合搅拌均匀，采用5~10微米的过滤布过滤；将固化剂组分混合搅拌均匀，采用5~10微米的过滤布过滤；将稀释剂组分混合搅拌均匀，采用5~10微米的过滤布过滤。然后，将双重固化清漆、固化剂和稀释剂按照质量比4：1：0.5的比例混合搅拌均匀，在施工粘度为14~25s/20℃、湿度为40~80%的条件下，使用空气喷枪或者静电旋杯进行喷涂。湿膜在90~10℃预热3分钟，以辐照能量为800~1200mj/cm²的紫外线照射在涂膜表面2分钟，再在120~140℃烘烤5分钟，使涂料固化成膜。所制得的清漆干膜厚度为40μm，随后进行性能检测，性能检测结果如表二所示。

表二

由表二的测试结果可以看出，本发明所述的双重固化清漆涂料具有优异的附着力，无需打磨重涂，柔韧性和耐候性佳，耐乙醇汽油等化学品性能优异，克服了传统紫外光固化清漆的耐候性差等缺点。本发明所述的双重固化清漆涂料能适用于汽车、摩托车等对耐候性、耐化学品性能要求较高的领域。

Claims (12)

1.一种双重固化清漆涂料，其特征在于：由双重固化清漆、固化剂和稀释剂按照质量比3~6：1：0.5~1组成。

2.根据权利要求1所述的双重固化清漆涂料，其特征在于，按质量百分比计算，所述的双重固化清漆包括以下组分：

羟基丙烯酸树脂  10%~60%；    UV树脂    10%~30%；

活性稀释剂      1%~30%；     光引发剂  0.5%~4%；

抗老化剂        1%~3%；      流平剂    1%~3%；

催干剂          1%~3%；      溶剂      10%~30%。

3.根据权利要求2所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的羟基丙烯酸树脂中的羟基含量为2%~5%。

4.根据权利要求2所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的UV树脂为官能度在2~6的UV齐聚物，选自UV不饱和聚酯、UV聚氨酯丙烯酸酯、UV聚酯丙烯酸酯、UV聚醚丙烯酸酯或UV丙烯酸树脂中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求2所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求2所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种或两种的组合。

7.根据权利要求2所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述抗老化剂为苯并三唑、苯甲酮、受阻胺或受阻胺酯中的一种或两种以上的组合；所述流平剂为聚醚改性有机硅或丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种以上的组合；所述催干剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或两种以上的组合；所述溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮或DBE中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的双重固化清漆涂料，其特征在于，按质量百分比计算，所述的固化剂包括异氰酸酯树脂40%~80%以及溶剂20%~60%。

9.根据权利要求8所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的异氰酸酯树脂中的异氰酸酯含量为10%~23%。

10.根据权利要求8所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮或者DBE中的一种或两种以上的组合。

11.根据权利要求1所述的双重固化清漆涂料，其特征在于：所述的稀释剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基异丁基酮、DBE或甲乙酮中的一种或两种以上的组合。

12.权利要求1所述的双重固化清漆涂料的制备方法，包括以下步骤：

1）按重量百分比称取所述双重固化清漆的各种组分，混合搅拌均匀；

2）按重量百分比称取所述固化剂的各种组分，混合搅拌均匀；

3）将双重固化清漆、固化剂以及稀释剂按照质量比3~6：1：0.5~1的比例混合，搅拌均匀，得到所述的双重固化清漆涂料。