一種紫外光固化塗料組合物及塗料的製作方法
2023-05-27 00:43:51
一種紫外光固化塗料組合物及塗料的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種紫外光固化塗料組合物，包括紫外光引發劑和光敏觸發劑，所述光敏觸發劑吸收處於特定波長範圍內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，本發明提供的紫外光固化塗料組合物，將光敏觸發劑與光敏劑復配使用，通過兩者對光的互補吸收，將該組合物中紫外光引發劑不能吸收的光能通過光敏觸發劑轉換而形成紫外光引發劑可吸收的光能，擴寬了上述紫外光固化塗料組合物對輻射光的吸收範圍，提高光的利用率。另外，本發明還提供了一種包括上述紫外光固化塗料組合物的塗料。
【專利說明】一種紫外光固化塗料組合物及塗料
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種紫外光固化塗料組合物及塗料。
【背景技術】
[0002] 紫外光（Ultraviolet Rays,UV)固化塗料由於其高效、節能、適應性強以及環保等 特點，自20世紀60年代產生以來在金屬基材塗裝、塑料裝飾、木器塗裝、電子元件、光學纖 維、感光印刷等工業應用領域得到廣泛的使用。
[0003] UV固化塗料的固化機理是塗料經一定波長的紫外光照射，其中的光敏劑產生自由 基引發體系中的雙鍵進行自由基聚合，進而交聯固化形成漆膜。因此，照射到塗料內部的有 效光強度對於塗料的固化起著至關重要的作用。目前，對於有色體系尤其是彩色UV實色漆 體系，由於其顏料、填料會對紫外光產生不同程度的吸收與散射，導致彩色UV固化體系固 化速度慢，固化不完全；另外，對於一些要求高速固化的UV塗覆以及厚塗覆清漆由於流水 線速度太快，塗層厚度較大，也會存在深層固化不徹底的問題。
[0004] 針對UV塗料深層固化體系，目前主要通過以下措施進行改善：（1)通過調整塗料 配方中的樹脂、活性單體、溶劑以及光引發劑之間的相對比例，採用多種常規光引發劑復配 等擴大對輻射光的吸收範圍；（2)調整光源，目前工業化生產中使用的是波段範圍在365nm 附近的紫外光固化燈，但是，輻射範圍相對較窄；(3)還有研究表明，顏料粒子表面與樹脂 間存在的空氣也會影響光的吸收，通過對顏料粒子表面改性提高輻射光的利用率。
[0005] 雖然，上述方法能夠產生一定的效果，但沒有明顯的改善。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題在於克服現有技術中紫外光固化塗料的固化速度慢，固 化不完全等缺點，提供一種高效UV固化的紫外光固化塗料組合物。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明採用下述技術方案：
[0008] -種紫外光固化塗料組合物，包括：紫外光引發劑和光敏觸發劑，所述光敏觸發劑 吸收處於特定波長範圍內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，所述紫外光引發劑吸 收所述紫外光，其中，所述特定波長範圍在190nm-780nm之間。
[0009] 在本發明提供的實施例中，所述紫外光引發劑為苯偶姻及其衍生物、苯偶醯衍生 物、二烷氧苯乙酮、α-羥烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、醯基膦氧化物、活性胺供氫體、二苯甲 酮/叔胺光、硫雜蒽醌/叔胺光中至少一種。
[0010] 在本發明提供的實施例中，所述光敏觸發劑為發光的磷光材料或稀土發光材料或 受激發後可發射紫外光的發光材料。
[0011] 在本發明提供的實施例中，所述稀土發光材料包括過渡金屬硫化物、鹼土金屬硫 化物、鹼土矽酸鹽、鹼土鋁酸鹽中的至少一種。
[0012] 在本發明提供的實施例中，所述紫外光的波長範圍在190nm-780nm之間，發光強 度介於6mcd/m2?30mcd/m 2之間。
[0013] 在本發明提供的實施例中，還包括潤溼分散劑，所述潤溼分散劑為BYK-183或 BYK-P104S 或 TEG0710 中的一種。
[0014] 另外，本發明還提供了一種包括上述紫外光固化塗料組合物的塗料，所述紫外光 固化塗料組合物包括紫外光引發劑和光敏觸發劑，所述光敏觸發劑吸收處於特定波長範圍 內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，所述紫外光引發劑吸收所述紫外光，其中，所 述特定波長範圍在190nm-780nm之間。
[0015] 在本發明提供的實施例中，所述光敏觸發劑為與所述塗料相容的液態或為在所述 塗料中分散的固態粒子。
[0016] 在本發明提供的實施例中，所述固態粒子的粒徑為納米級，粒徑範圍在 10nm-100nm 之間。
[0017] 在本發明提供的實施例中，所述塗料包括水性UV塗料和油性UV塗料。
[0018] 採用上述技術方案，本發明的有益效果在於：本發明上述實施例提供的紫外光固 化塗料組合物，包括紫外光引發劑和光敏觸發劑，所述光敏觸發劑吸收處於特定波長範圍 內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，本發明提供的紫外光固化塗料組合物，將光敏 觸發劑與光敏劑復配使用，通過兩者對光的互補吸收，將該組合物中紫外光引發劑不能吸 收的光能通過光敏觸發劑轉換而形成紫外光引發劑可吸收的光能，一方面擴寬了上述紫外 光固化塗料組合物對輻射光的吸收範圍，提高光的利用率；另一方面，光敏觸發劑發射的二 次光能夠有效引發因為顏料、填料吸收散射等原因所致而沒有利用的深層光敏劑，從而實 現高效UV固化。
【具體實施方式】
[0019] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本 發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不 用於限定本發明。
[0020] -種紫外光固化塗料組合物，包括紫外光引發劑和光敏觸發劑。所述光敏觸發劑 吸收處於特定波長範圍內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光；所述紫外光引發劑吸 收所述紫外光。其中，所述特定波長範圍在190nm-780nm之間。優選地，上述紫外光波長範 圍在190nm-780nm之間，發光強度介於6mcd/m 2?30mcd/m2之間。
[0021] 其中，紫外光引發劑可以為苯偶姻及其衍生物中的至少一種，優選為2-羥基-甲 基苯基丙烷-1-酮（商品名稱為1173);還可以為苯偶醯衍生物、二烷氧苯乙酮或α-羥烷 基苯酮中的至少一種，如184, 2959 ;還可以為α -胺烷基苯酮如907、369 ;或醯基膦氧化物 如819 ;或活性胺供氫體、二苯甲酮/叔胺光如ΒΡ ;或硫雜蒽醌/叔胺光如ΤΧ，ΙΤΧ中至少 一種。
[0022] 其中，光敏觸發劑為發光的磷光材料或稀土發光材料或受激發後可發射紫外光的 發光材料，包括過渡金屬硫化物、鹼土金屬硫化物、鹼土矽酸鹽、鹼土鋁酸鹽。
[0023] 優選地，稀土發光材料包括過渡金屬硫化物、鹼土金屬硫化物、鹼土矽酸鹽、鹼土 鋁酸鹽中的至少一種。
[0024] 可以理解，上述光敏觸發劑具體可以分為兩類：一類是能夠吸收遠紫外線或中紫 外線，發射近紫外線波段的光引發深層UV光敏劑反應；另一類是吸收紅外、可見波段的光 後發射紫外波段的光。
[0025] 優選地，上述紫外光固化塗料組合物，還包括潤溼分散劑，所述潤溼分散劑為 BYK-183, BYK-P104S，TEG0710等。可以理解，通過添加適量的潤溼分散劑能夠將上述光敏 觸發劑分散於上述紫外光固化塗料組合物中。
[0026] 本發明上述實施例提供的紫外光固化塗料組合物，包括紫外光引發劑和光敏觸發 齊U，所述光敏觸發劑吸收處於特定波長範圍內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，本 發明提供的紫外光固化塗料組合物，將光敏觸發劑與光敏劑復配使用，通過兩者對光的互 補吸收，將該組合物中紫外光引發劑不能吸收的光能通過光敏觸發劑轉換而形成紫外光引 發劑可吸收的光能，一方面擴寬了上述紫外光固化塗料組合物對輻射光的吸收範圍，提高 光的利用率；另一方面，光敏觸發劑發射的二次光能夠有效引發因為顏料、填料吸收散射等 原因所致而沒有利用的深層光敏劑，從而實現高效UV固化。
[0027] 另外，本發明還提供了一種塗料，所述塗料包括上述紫外光固化塗料組合物。
[0028] 優選地，光敏觸發劑為與所述塗料相容的液態或為在所述塗料中分散的固態粒 子。
[0029] 進一步地，為使光有效的進行轉換，光敏觸發劑的粒子形態為納米級，粒徑範圍一 般在10nm-100nm之間。
[0030] 優選地，塗料包括水性UV塗料和油性UV塗料。
[0031] 以下通過實施例進一步闡述本發明，這些實施例僅用於舉例說明的目的，並沒有 限制本發明的範圍。除註明的具體條件外，實施例中的試驗方法均按照常規條件進行。
[0032] 實施例1
[0033] 以酞青蘭（PB15 :3)顏料為色漿原料配置的UV實色漆塗覆於松木板上，溼膜厚度 控制在15 μ m左右，採用紫外光引發劑Irg369+Irgl84復配，用發射波長為365nm的高壓萊 燈作為輻射源進行固化，固化能量為280mj/cm 2,對比未加入光敏觸發劑的UV實色漆及加入 光敏觸發劑Sr2MgSi20 7:Eu2+，Dy3+的UV實色漆，漆膜性能對比如下：
[0034]
【權利要求】
1. 一種紫外光固化塗料組合物，所述組合物包括紫外光引發劑，其特徵在於，該組 合物還包括光敏觸發劑，所述光敏觸發劑吸收處於特定波長範圍內的輻射光，並將所述 輻射光轉換成紫外光，所述紫外光引發劑吸收所述紫外光，其中，所述特定波長範圍在 190nm_780nm 之間。
2. 根據權利要求1所述的紫外光固化塗料組合物，其特徵在於，所述紫外光引發劑為 苯偶姻及其衍生物、苯偶醯衍生物、二烷氧苯乙酮、α-羥烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、醯基 膦氧化物、活性胺供氫體、二苯甲酮/叔胺光、硫雜蒽醌/叔胺光中至少一種。
3. 根據權利要求1所述的紫外光固化塗料組合物，其特徵在於，所述光敏觸發劑為發 光的磷光材料或稀土發光材料或受激發後可發射紫外光的發光材 料。
4. 根據權利要求1所述的紫外光固化塗料組合物，其特徵在於，所述稀土發光材料包 括過渡金屬硫化物、鹼土金屬硫化物、鹼土矽酸鹽、鹼土鋁酸鹽中的至少一種。
5. 根據權利要求4所述的紫外光固化塗料組合物，其特徵在於，所述紫外光的波長範 圍在190nm-780nm之間，發光強度介於6mcd/m 2?30mcd/m2之間。
6. 根據權利要求1所述的紫外光固化塗料組合物，其特徵在於，還包括潤溼分散劑，所 述潤溼分散劑為BYK-183或BYK-P104S或TEG0710中的一種。
7. -種包括如權利要求1-6任一項所述紫外光固化塗料組合物的塗料，其特徵在於， 所述紫外光固化塗料組合物包括紫外光引發劑和光敏觸發劑，所述光敏觸發劑吸收處於特 定波長範圍內的輻射光，並將所述輻射光轉換成紫外光，所述紫外光引發劑吸收所述紫外 光，其中，所述特定波長範圍在190nm-780nm之間。
8. 根據權利要求7所述的塗料，其特徵在於，所述光敏觸發劑為與所述塗料相容的液 態或為在所述塗料中分散的固態粒子。
9. 根據權利要求7所述的塗料，其特徵在於，所述固態粒子的粒徑為納米級，所述固態 粒子的粒徑範圍在l〇nm-100nm之間。
10. 根據權利要求7所述的塗料，其特徵在於，所述塗料包括水性UV塗料和油性UV塗 料。
【文檔編號】C09D7/12GK104059421SQ201410243277
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】馬春燕, 劉鍵, 鄧建國, 白小峰, 周真龍, 常傑, 劉仲平 申請人:中物功能材料研究院有限公司