CN104059421A - 一种紫外光固化涂料组合物及涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种紫外光固化涂料组合物，包括紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，本发明提供的紫外光固化涂料组合物，将光敏触发剂与光敏剂复配使用，通过两者对光的互补吸收，将该组合物中紫外光引发剂不能吸收的光能通过光敏触发剂转换而形成紫外光引发剂可吸收的光能，扩宽了上述紫外光固化涂料组合物对辐射光的吸收范围，提高光的利用率。另外，本发明还提供了一种包括上述紫外光固化涂料组合物的涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化涂料组合物及涂料。
背景技术
紫外光(Ultraviolet Rays，UV)固化涂料由于其高效、节能、适应性强以及环保等特点，自20世纪60年代产生以来在金属基材涂装、塑料装饰、木器涂装、电子元件、光学纤维、感光印刷等工业应用领域得到广泛的使用。
UV固化涂料的固化机理是涂料经一定波长的紫外光照射，其中的光敏剂产生自由基引发体系中的双键进行自由基聚合，进而交联固化形成漆膜。因此，照射到涂料内部的有效光强度对于涂料的固化起着至关重要的作用。目前，对于有色体系尤其是彩色UV实色漆体系，由于其颜料、填料会对紫外光产生不同程度的吸收与散射，导致彩色UV固化体系固化速度慢，固化不完全；另外，对于一些要求高速固化的UV涂覆以及厚涂覆清漆由于流水线速度太快，涂层厚度较大，也会存在深层固化不彻底的问题。
针对UV涂料深层固化体系，目前主要通过以下措施进行改善：(1)通过调整涂料配方中的树脂、活性单体、溶剂以及光引发剂之间的相对比例，采用多种常规光引发剂复配等扩大对辐射光的吸收范围；(2)调整光源，目前工业化生产中使用的是波段范围在365nm附近的紫外光固化灯，但是，辐射范围相对较窄；(3)还有研究表明，颜料粒子表面与树脂间存在的空气也会影响光的吸收，通过对颜料粒子表面改性提高辐射光的利用率。
虽然，上述方法能够产生一定的效果，但没有明显的改善。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中紫外光固化涂料的固化速度慢，固化不完全等缺点，提供一种高效UV固化的紫外光固化涂料组合物。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种紫外光固化涂料组合物，包括：紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，所述紫外光引发剂吸收所述紫外光，其中，所述特定波长范围在190nm-780nm之间。
在本发明提供的实施例中，所述紫外光引发剂为苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、活性胺供氢体、二苯甲酮/叔胺光、硫杂蒽醌/叔胺光中至少一种。
在本发明提供的实施例中，所述光敏触发剂为发光的磷光材料或稀土发光材料或受激发后可发射紫外光的发光材料。
在本发明提供的实施例中，所述稀土发光材料包括过渡金属硫化物、碱土金属硫化物、碱土硅酸盐、碱土铝酸盐中的至少一种。
在本发明提供的实施例中，所述紫外光的波长范围在190nm-780nm之间，发光强度介于6mcd/m2～30mcd/m2之间。
在本发明提供的实施例中，还包括润湿分散剂，所述润湿分散剂为BYK-183或BYK-P104S或TEGO710中的一种。
另外，本发明还提供了一种包括上述紫外光固化涂料组合物的涂料，所述紫外光固化涂料组合物包括紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，所述紫外光引发剂吸收所述紫外光，其中，所述特定波长范围在190nm-780nm之间。
在本发明提供的实施例中，所述光敏触发剂为与所述涂料相容的液态或为在所述涂料中分散的固态粒子。
在本发明提供的实施例中，所述固态粒子的粒径为纳米级，粒径范围在 10nm-100nm之间。
在本发明提供的实施例中，所述涂料包括水性UV涂料和油性UV涂料。
采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：本发明上述实施例提供的紫外光固化涂料组合物，包括紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，本发明提供的紫外光固化涂料组合物，将光敏触发剂与光敏剂复配使用，通过两者对光的互补吸收，将该组合物中紫外光引发剂不能吸收的光能通过光敏触发剂转换而形成紫外光引发剂可吸收的光能，一方面扩宽了上述紫外光固化涂料组合物对辐射光的吸收范围，提高光的利用率；另一方面，光敏触发剂发射的二次光能够有效引发因为颜料、填料吸收散射等原因所致而没有利用的深层光敏剂，从而实现高效UV固化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种紫外光固化涂料组合物，包括紫外光引发剂和光敏触发剂。所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光；所述紫外光引发剂吸收所述紫外光。其中，所述特定波长范围在190nm-780nm之间。优选地，上述紫外光波长范围在190nm-780nm之间，发光强度介于6mcd/m2～30mcd/m2之间。
其中，紫外光引发剂可以为苯偶姻及其衍生物中的至少一种，优选为2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(商品名称为1173)；还可以为苯偶酰衍生物、二烷氧苯乙酮或α-羟烷基苯酮中的至少一种，如184，2959；还可以为α-胺烷基苯酮如907、369；或酰基膦氧化物如819；或活性胺供氢体、二苯甲酮/叔胺光如BP；或硫杂蒽醌/叔胺光如TX，ITX中至少一种。
其中，光敏触发剂为发光的磷光材料或稀土发光材料或受激发后可发射紫外光的发光材料，包括过渡金属硫化物、碱土金属硫化物、碱土硅酸盐、碱土铝酸盐。
优选地，稀土发光材料包括过渡金属硫化物、碱土金属硫化物、碱土硅酸盐、碱土铝酸盐中的至少一种。
可以理解，上述光敏触发剂具体可以分为两类：一类是能够吸收远紫外线或中紫外线，发射近紫外线波段的光引发深层UV光敏剂反应；另一类是吸收红外、可见波段的光后发射紫外波段的光。
优选地，上述紫外光固化涂料组合物，还包括润湿分散剂，所述润湿分散剂为BYK-183，BYK-P104S，TEGO710等。可以理解，通过添加适量的润湿分散剂能够将上述光敏触发剂分散于上述紫外光固化涂料组合物中。
本发明上述实施例提供的紫外光固化涂料组合物，包括紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，本发明提供的紫外光固化涂料组合物，将光敏触发剂与光敏剂复配使用，通过两者对光的互补吸收，将该组合物中紫外光引发剂不能吸收的光能通过光敏触发剂转换而形成紫外光引发剂可吸收的光能，一方面扩宽了上述紫外光固化涂料组合物对辐射光的吸收范围，提高光的利用率；另一方面，光敏触发剂发射的二次光能够有效引发因为颜料、填料吸收散射等原因所致而没有利用的深层光敏剂，从而实现高效UV固化。
另外，本发明还提供了一种涂料，所述涂料包括上述紫外光固化涂料组合物。
优选地，光敏触发剂为与所述涂料相容的液态或为在所述涂料中分散的固态粒子。
进一步地，为使光有效的进行转换，光敏触发剂的粒子形态为纳米级，粒径范围一般在10nm-100nm之间。
优选地，涂料包括水性UV涂料和油性UV涂料。
以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。
实施例1
以酞青兰(PB15：3)颜料为色浆原料配置的UV实色漆涂覆于松木板上，湿膜厚度控制在15μm左右，采用紫外光引发剂Irg369+Irg184复配，用发射波长为365nm的高压汞灯作为辐射源进行固化，固化能量为280mj/cm2，对比未加入光敏触发剂的UV实色漆及加入光敏触发剂Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的UV实色漆，漆膜性能对比如下：
实施例2
以红色PR170颜料为色浆原料配置的UV实色漆涂覆于松木板上，湿膜厚度控制在15μm左右，采用紫外光引发剂Irg907+Irg1173复配，用发射波长为365nm的高压汞灯作为辐射源进行固化，固化能量为280mj/cm2，对比未加入光敏触发剂的UV实色漆及加入光敏触发剂CaAl2O4:Dy3+的UV实色漆，漆膜性能对比如下：
实施例3
以柠檬黄颜料PY83为色浆原料配置的UV实色漆涂覆于松木板上，湿膜厚度控制在15μm左右，采用紫外光引发剂Irg184+Irg907复配，用发射波长为365nm的高压汞灯作为辐射源进行固化，固化能量为280mj/cm2，对比未加入光 敏触发剂的UV实色漆及加入光敏触发剂Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+与CaAl2O4:Dy3+的UV实色漆，漆膜性能对比如下：
可以理解，对比实施例一至三的实验结果可以看出：添加有光敏触发剂的UV彩色涂料的涂膜性能明显好于常规的UV实色涂料，这有效说明添加的光敏触发剂发挥了主要作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种紫外光固化涂料组合物，所述组合物包括紫外光引发剂，其特征在于，该组合物还包括光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，所述紫外光引发剂吸收所述紫外光，其中，所述特定波长范围在190nm-780nm之间。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于，所述紫外光引发剂为苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、活性胺供氢体、二苯甲酮/叔胺光、硫杂蒽醌/叔胺光中至少一种。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于，所述光敏触发剂为发光的磷光材料或稀土发光材料或受激发后可发射紫外光的发光材
料。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于，所述稀土发光材料包括过渡金属硫化物、碱土金属硫化物、碱土硅酸盐、碱土铝酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于，所述紫外光的波长范围在190nm-780nm之间，发光强度介于6mcd/m2～30mcd/m2之间。
6.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于，还包括润湿分散剂，所述润湿分散剂为BYK-183或BYK-P104S或TEGO710中的一种。
7.一种包括如权利要求1-6任一项所述紫外光固化涂料组合物的涂料，其特征在于，所述紫外光固化涂料组合物包括紫外光引发剂和光敏触发剂，所述光敏触发剂吸收处于特定波长范围内的辐射光，并将所述辐射光转换成紫外光，所述紫外光引发剂吸收所述紫外光，其中，所述特定波长范围在190nm-780nm之间。
8.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述光敏触发剂为与所述涂料相容的液态或为在所述涂料中分散的固态粒子。
9.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述固态粒子的粒径为纳米级，所述固态粒子的粒径范围在10nm-100nm之间。
10.根据权利要求7所述的涂料，其特征在于，所述涂料包括水性UV涂料和油性UV涂料。
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