一種彩色uv光固化塗料的製作方法

2023-05-25 08:01:51 1

專利名稱：一種彩色uv光固化塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種塗料，特別涉及一種彩色UV光固化塗料。
背景技術：
紫外光塗料產生於上個世紀70年代，在近20年得到了突飛猛進的發展。其採用活性稀釋劑為黏度調節劑、紫外光輻照為固化手段，具有節能環保、生產效率高等特點。其應用領域已由最初的手機、DVD、隨聲聽等領域擴展到化妝品、電腦、熱敏元件、裝飾面板及醫用器材等領域。紫外光固化技術雖然生產效率高、不含揮發性有機溶劑(VOC)，但是由於紫外光固化技術本身的限制，現有的紫外光固化塗料還以透明清漆為主，彩色UV光固化塗料產品很少。雖然彩色UV有色塗料存在一定的技術瓶頸，但是人們對它的研究從未停止過，已有大量的文獻和專利出現。翟媛萍等研究報導的UV固化彩色塗料是採用UV清漆原料配以顏料而成的，肖坤福等報導的光固化光釺彩色塗料主要考察了樹脂的搭配、溶劑、光引發劑、顏料的選擇對光纖塗料性能的影響。專利CN101870846A報導了高性能紫外光固化色漆及其製備方法，其中為了降低漆的黏度採用了有機溶劑；CN101407651A所發明的一種紫外光固化彩色裝飾塗料採用混合丙烯酸樹脂、溶劑、顏料、助劑等製得了一種不含溶劑的彩色 UV塗料JP2001-31892報導了一種快速固化的彩色塗料；US7553879介紹了一種戶外穩定性好的底漆，為了提高戶外穩定性加入了像二氧化鈦之類的光穩定劑，並且適當採用有機溶劑做為溶劑。以上專利和文獻都對有色UV塗料進行了研究或發明，其可大致分為兩類， 一類是在UV清漆的基礎上加入顏料得到UV彩色漆，另一類是在UV清漆的基礎上加入顏料和有機溶劑得到黏度適中的UV彩色漆。前者存在的問題是很明顯的，完全靠溶劑來調節黏度的體系不是存在黏度過高施工困難就是加入過多活性稀釋劑使塗料性能下降的問題；後者存在的問題是過多的有機溶劑的加入降低了 UV塗料的環保性，不值得提倡。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有彩色UV光固化塗料存在的缺陷，提供環保性好、易施工、固化快的彩色UV光固化塗料。為解決上述技術問題，本發明採取的技術方案為一種彩色UV光固化塗料，所述塗料包括如下重量份數的組分聚氨酯丙烯酸酯預聚體丙烯酸酯類單體溶劑
光引發劑
25至55重量份 10至60重量份
5至50重量份 1至10重量份 1至15重量份 0. 5至10重量份
0. 1至2重量份。
顏料
分散劑
助劑所述丙烯酸酯類單體為單官能度、雙官能度和多官能度單體的混合物。本發明選用的聚氨酯丙烯酸酯預聚體選自多官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體和雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體的一種或其混合物，即一切與水或者有機溶劑、活性稀釋劑都有良好相容性的聚氨酯丙烯酸樹脂或其水分散體。如德國拜耳公司的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯UV XP2587、U100\400，沙多瑪的CN9M5/CN132，長興的611B-85/6123 ；聚氨酯丙烯酸酯預聚體也可採用合成的方式製備。所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體選自雙官能團、三官能團、多官團聚氨酯丙烯酸酯一種或幾種的混合物。合成聚氨酯丙烯酸酯所採用的基礎原料為IPDI、TDI、HDI、HMDI、MDI，聚酯二元醇和聚醚二元醇，單官能度的、雙官能度、多官能度丙烯酸酯類單體。合成的聚氨酯丙烯酸酯既可由異氰酸酯、二元醇、烯類封端劑製得，也可在這三者的基礎上引入親水性基團製得的與水和油都有良好相容性的聚氨酯丙烯酸酯預聚體或者聚氨酯丙烯酸酯水分散體。所述異氰酸酯為IPDI、TDI、HDI、HMDI、MDI中的一種或者幾種的混合物；所述二元醇為聚乙二醇、聚丙二醇、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物、聚四氫呋喃二醇、或者由二元酸類物質和二元醇類物質縮聚製得的聚酯二元醇中的一種或者幾種的混合物；所述的水性基團主要靠含有醚鍵、羧基、磺酸鹽、叔胺的二元醇或者二元胺物質引入。如低分子量低於800 的PPG/PEG、DMPA, DMBA, N-甲基二乙醇胺、磺酸鹽聚醚二元醇等。所述烯類封端劑是指同時具有一個羥基和至少一個雙鍵的化合物。例如丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷雙烯丙基醚的一種或者多種，但並不局限於上述所列。所述溶劑為200號溶劑油、正己烷、環己烷、苯、甲苯、氯仿、甲醇、異丙醇、正丁醇、 乙醇、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、甲乙酮、乙二醇丁二醚、一縮乙二醇乙醚、四氫呋喃、水中的一種或者幾種的混合物，但並不局限於上述所列。所述多官能度丙烯酸酯類單體為三官能度、四官能度、五官能度或六官能度丙烯酸酯類單體中的一種或幾種的混合物。所述多官能度單體選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯 (PETA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、雙季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、丙氧化三輕甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、三縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯 (DTMPTTA)的一中或者幾種的混合物。所述紫外光固化彩色裝飾塗料，其特徵是，所述雙官能度丙烯酸酯類單體選自二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)的一種或幾種的混合物。所述單官能度丙烯酸酯類單體選自丙烯酸異癸酯(IDA)、丙烯酸異辛酯(EHA)、 丙烯酸羥乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯(MICA)、丙烯酸異冰片酯(IBOA)、丙烯酸月桂酯 (LA)、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯(THFFA)、甲基丙烯酸異冰片醋(IBOA)的一種或幾種的混合物。所述引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮(184)、2_羥基-甲基苯基丙烷-1-酮 (1173)、4，6(三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦(ΤΡ0)、苯基雙(2，4，6_三甲基苯甲醯基)氧化膦(819)、2_甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮(907)、2_異丙基硫雜葸酮 (ITX)、安息香雙甲醚(BDK)、4-(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酯(EPD)、二苯甲酮(BP)、N，N_二甲氨基苯甲酸異辛酯(EHA)、4_甲基二苯甲酮(MBZ)、2_苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-嗎啉苄苯基)丁酮(369)的一種或者幾種的組合，但並不限於以上所列。所述顏料特點是與水、油體系都有具有良好的相容性的有機、無機色粉或者色漿， 如海川化工的Xfast速溶顏料、汽巴的豔佳麗和豔佳鮮系列顏料以及海川化工的C0L0RMAX 系列、科迪的U/S系列、汽巴 優壁色 -S、科萊恩Hostatint水油通用系列但並不局限於此，一切與體系有良好相容性的顏料都可在選取範圍內。為了讓色漿更好地分散，減少浮色發花等現象，選擇了蠟類、脂肪族醯胺類、酸性聚酯類、低分子量不飽和多元羧酸聚合物或者其與聚矽氧烷共聚體的溶液為潤溼分散助劑，如 BYK-P104S/104/110、EFKA6225、TEG0 Dispers652/651、海名斯 FX 365 等。為了防止色漿的沉降，我們提高了塗料的觸變性，往體系裡面加入二氧化矽，有機膨潤土，氫化蓖麻油等觸變劑，如DegussaA300和A200、海名斯ΒΕΝΤ0ΝΕ 27等。為了增加塗料的表面爽滑性，提高膜的平整度，獲得更好的裝飾效果我們選擇了聚丙烯酸類、醋丁纖維素聚二甲基矽氧烷、聚甲基苯基矽氧烷、有機基改性聚矽氧烷、氟系表面活性劑作為體系的流平劑，如 BI333/;M6、EFKA3600、BNK-222、TEGO Wet/Wet KL 245寸。所述消泡劑選自聚醚類、聚醚改性矽、氟改性有機矽類、聚矽氧烷類，採用抑泡、破泡或者抑泡和破泡的搭配來達到最好的消泡效果。如Bm770/1730、EFKA-2580、海名斯消泡劑 DF7005/DF 7010、TEGO F0AMEX825/AIAEX901W 等。本發明製備的彩色光固化塗料，均採用低毒溶劑，有的配方還可以用水或者部分用水代替有機溶劑，環保性能好。另外，選擇光敏性能好的樹脂合理地搭配一定量的活性溶劑，因此製得的彩色光固化塗料具有易施工、固化快的特點，有很大的推廣和應用價值。
具體實施例方式實施例一
權利要求
1.一種彩色UV光固化塗料，其特徵在幹，所述塗料包括如下重量份數的組分聚氨醋丙烯酸醋預聚體勸至陽重量份丙烯酸醋類單體10至60重量份溶劑5至50重量份光引發劑1至10重量份顔料1至15重量份分散劑0. 5至10重量份助劑0. 1至2重量份。
2.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體選 自多官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體和雙官能度聚氨酯丙烯酸酯預聚體中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述聚氨酯丙烯酸酯預聚體包 括以下兩大類一類是由異氰酸酷、二元醇、烯類封端劑製備而成；一類是由異氰酸酯、ニ 元醇、烯類封端劑以及含有親水性基團的物質製備而成。
4.根據權利要求3所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述異氰酸酯為IPDI、TDI、HDI、HMDI、MDI中的一種或者幾種的混合物；所述二元醇為聚乙二醇、聚丙二醇、環氧乙燒-環氧丙燒共聚物、聚四氧呋喃二醇、ニ 元酸類和二元醇類縮聚而得的聚酯二元醇中的一種或者幾種的混合物；所述的烯類封端劑是指具有一個輕基和至少具有一個雙鍵的化合物或者多種具有一 個輕基和至少具有一個雙鍵的化合物的混合物；所述的含有親水性基團的物質為含有醚鍵、羧基、磺酸基、叔胺基團的二元醇或者ニ元 胺的化合物。
5.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述溶劑為燒烴、商代烴、芳 烴、酮類、醇類、酯類、醚類、水中的一種或者幾種的混合物。
6.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述顏料是與水、有機溶劑、活 性稀釋劑、聚氨酯丙烯酸酯預聚體都相容的有機、無機色粉或者色菜。
7.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述丙烯酸酯類單體是含有一 個雙鍵、兩個雙鍵或者多個雙鍵的丙烯酸酯類單體或丙烯酸酯類單體的衍生物。
8.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述光引發劑選自1-輕基環 己基苯基甲酮、2-輕基-甲基苯基丙燒-1-酮、2，4，6(三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦、苯 基雙(2，4，6-三甲基苯甲醯基)氧化膦、2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、 2-異丙基硫雜恵酮、安息香雙甲醚、4-(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酷、二苯甲酮、N，N-ニ甲 氨基苯甲酸異辛酷、4-甲基二苯甲酮、2-苯基節-2-ニ甲基胺-1-(4-嗎啉節苯基)丁酮的 一種或幾種的混合物。
9.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述分散劑為賭類、脂肪族醯 胺類、酸性聚酯類、低分子量不飽和多元羧酸聚合物、低分子量不飽和多元羧酸聚合物與聚 娃氧燒共聚體的溶液中的一種或幾種。
10.根據權利要求1所述彩色UV光固化塗料，其特徵在於所述助劑為觸變劑、消泡劑和 流平劑中的一種或幾種；所述觸變劑選自氣相ニ氧化娃、有機膨潤土、氧化蓖麻油、聚醯胺 賭中的一種或幾種；流平劑選自聚丙烯酸類、醋丁纖維素聚二甲基娃氧燒、聚甲基苯基娃氧烷、有機基改性聚矽氧烷、氟系表面活性劑中的一種或幾種；消泡劑選自聚醚類、聚醚改性矽、氟改性有機矽類、聚矽氧烷類中的一種或幾種。
全文摘要
本發明提供一種彩色UV光固化塗料，塗料的組分及其重量份數如下聚氨酯丙烯酸酯預聚體25-55，丙烯酸酯類單體10-60，溶劑5-50，光引發劑1-10，顏料1-15，分散劑0.5-10，助劑0.1-2，所述丙烯酸酯類單體為單官能度單體、雙官能度單體和高官能度單體的混合物。該塗料克服了現有彩色UV光固化塗料存在的揮發性大、施工難等問題，具有低VOC、裝飾效果好、固化速度快，易施工、適合流水線生產等特點，可用於塑料、木器、金屬等基材的裝飾。
文檔編號C09D175/16GK102212311SQ201110117999
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者周保童, 周華燕, 田勇, 鄧建國, 黃輝 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所