CN105419621A - 一种高耐磨可重涂uv哑光涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于，以质量百分比计，由30%~50%的预聚物、20%~40%的哑光预聚物、1%~10%的热塑性丙烯酸树脂、1%~8%的光引发剂、1%~15%的消光蜡、1~10%的珠光粉、0~10%的透明色浆、0.1-1%的流平剂、0-1%的分散剂和10%~20%的溶剂组成。本发明通过对配方中不同聚合物的种类和含量进行搭配与调整，获得了一种施工性能好、硬度与附着力优异、耐磨性好的高耐磨可重涂UV哑光涂料。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种高耐磨可重涂UV哑光涂料及其制备方法和应用。
背景技术
紫外光固化哑光涂料是在紫外光固化涂料的基础上，加入哑光粉后得到，这种涂料是一种低光泽涂料，由其固化得到的漆膜外观光泽柔和，不强烈，因此也称柔光，目前被广泛用作笔记本电脑、木器、皮革和金属等的面漆。
目前，用于紫外光固化哑光涂料中基本都会加入粒子直径较小的哑光粉，原因是粒子直径太大很容易造成光固化后漆膜表面粗造，出现斑点，表面状况变差，手感差，并且容易造成漆膜附着力的下降。但是，粒子直径小同样会使得哑光粉加入到涂料中时分散变得困难，另外，哑光粉在静置过程中容易沉淀，因此无法长期储存。
CN1436824A公开了一种紫外光固化哑光涂料，该涂料由聚氨酯丙烯酸酯、反应性活性稀释剂、光引发剂、哑光粉以及助剂组成，其中，所述助剂包括流平剂、哑光粉定向剂、消泡剂、润湿分散剂以及蜡粉。虽然哑光粉定向剂、润湿分散剂以及蜡粉均对哑光粉的分散起到促进作用，但其的加入也会对紫外光固化哑光涂料形成的涂层的性能造成一定影响，导致其涂料涂层硬度不高和附着性能的下降。
CN1778852A公开了一种紫外光固化涂料，该涂料含有主体树脂、稀释剂、哑光粉和光引发剂，含或不含助剂，其特征在于，该涂料还含有纯丙烯酸酯。CN101210144B中公开了一种紫外光固化哑光涂料，该涂料含有主体树脂、稀释剂、光引发剂、纯丙烯酸酯以及哑光粉，其中，所述哑光粉为经醇类溶剂浸泡过的哑光粉，通过对哑光粉进行预处理，提高其与涂料之间的润湿性能，以达到改善紫外光固化涂料涂层的分散性和分层现象的问题，但是哑光粉需要在醇类溶剂中浸泡比较长时间，生产效率不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明通过对配方中不同聚合物的种类和含量进行搭配与调整，获得了一种施工性能好、硬度与附着力优异、耐磨性好的高耐磨可重涂UV哑光涂料。相应的，本发明还提供了该哑光涂料的制备方法和应用。
为了实现本发明的技术方案，本发明采用以下技术手段。
一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，以质量百分比计，由30%~50%的预聚物、20%~40%的哑光预聚物、1%~10%的热塑性丙烯酸树脂、1%~8%的光引发剂、1%~15%的消光蜡、1~10%的珠光粉、0~10%的透明色浆、0-1%的流平剂、0-1%的分散剂和10%~20%的溶剂组成。
优选的，所述预聚物是官能度为2.0与官能度为2.3-3.0的聚氨酯丙烯酸酯按1：1~3：1组成的混合物，其中官能度2.3-3.0的预聚物用以增强涂膜的硬度和耐磨性，官能度为2.0的预聚物用以增强涂膜的韧性和重涂附着力，二者按一定比例搭配使用，可获得耐磨和重涂兼备的涂膜性能。商业可购得官能度为2.0的聚氨酯丙烯酸酯优选日立化成3000B，商业可购得官能度为2.3-3.0的聚氨酯丙烯酸酯优选巴斯夫公司的LR8987。
优选的，所述哑光预聚物是官能度为4.0的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物，可商业购得，优选东井公司的UVR-68。
优选的，所述热塑性丙烯酸树脂固含量为1%~10%、TG大于90℃的热可塑性丙烯酸树脂，可商业购得，优选为德国TegoVariplus公司的Tego.SK。
优选的，所述光引发剂为：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、安息香、安息香双甲醚、安息香***、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮中的一种或几种以任意比例混合。
更优选的，所述光引发剂为巴斯夫公司的BASF184和TPO以任意比例混合而成。
优选的，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、聚酯改性硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸酯聚合物、氟改性丙烯酸酯。
优选的，所述分散剂为高分子改性聚氨酯、丙烯酸嵌段共聚物、改性丙烯酸酯、改性的聚酯和聚酰胺分散剂，商业可购得优选荷兰埃夫卡公司的EFKA4010。
优选的，所述消光蜡为粉状或浆状的聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡，所述溶剂为甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮、仲丁酯、醋酸乙酯或醋酸正丁酯中的一种或几种以任意比例混合。
一种高耐磨可重涂UV哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将全部的光引发剂加入到总配比50%的有机溶剂中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入全部的预聚物、哑光预聚物、热塑性丙烯酸树脂、流平剂和消光蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将珠光粉用余下配比的有机溶剂润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料。
一种高耐磨可重涂UV哑光涂料的应用：将该涂料涂布在基材上；流平1~2分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热3~5分钟，预热温度为50℃~80℃，再用UV紫外线照射固化，光辐射能量为800~1200mJ/cm2。
本发明有益效果是：本发明提供的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，解决了笔记本对UV涂料高耐磨的要求，在保证耐RCA擦拭250次不漏底（膜厚15~18μm）的前提下，仍然能够可以重涂，具有优异的硬度与附着力，改进了现有技术产品因兼顾重涂性而导致耐磨性能下降的问题。同时，本发明提供的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料也具有很好的施工性，喷涂施工的光泽稳定，光泽波动幅度上下不超过±3%，为笔记本电脑提供了可靠的性能和高档的的外观品质。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例对发明作详细的说明，如无特别说明，以下实施例中的组分均以质量百分数计算。
实施例1：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将3%的光引发剂BASF184和1%的TPO，加入5%的醋酸乙酯中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入10%的LR8987、20%的3000B、40%的UVR-68、10%的Tego.SK、0.1%的EFKA3299(流平剂)、0.4%的EFKA4010（分散剂）、1%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将2.5%的珠光粉用余下5%的醋酸乙酯润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入1%纳米钛白色浆，1%的酞菁蓝色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为A1。
实施例2：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将1%的光引发剂BASF184和1%的TPO，加入10%的甲基异丁基酮和仲丁酯的混合溶剂中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入20%的LR8987、20%的3000B、25%的UVR-68、1%的Tego.SK、1%的EFKA3299(流平剂)、0.1%的EFKA4010（分散剂）、9%的聚四氟乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将1.9%的珠光粉用余下10%的甲基异丁基酮和仲丁酯的混合溶剂润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为A2。
实施例3：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将6%的光引发剂BASF184和2%的TPO，加入5%的醋酸正丁酯、甲基异丁基酮和仲丁酯的混合溶剂中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入10%的LR8987、20%的3000B、20%的UVR-68、5%的Tego.SK、1%的EFKA3299(流平剂)、1%的EFKA4010（分散剂）、15%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将10%的珠光粉用余下5%的醋酸正丁酯、甲基异丁基酮和仲丁酯的混合溶剂润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为A3。
实施例4：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将1%的光引发剂BASF184，加入到5%的醋酸正丁酯和甲基异丁基酮的混合溶剂中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入12.5%的LR8987、37.5%的3000B、22%的UVR-68、1%的Tego.SK、1%的EFKA3299(流平剂)、0.1%的EFKA4010（分散剂）、3.9%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将1%的珠光粉用余下5%的醋酸乙酯润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入5%纳米钛白色浆，5%的酞菁蓝色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为A4。
对比例1：（不添加预聚物LR8987）
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将3%的光引发剂BASF184和1%的TPO，加入5%的醋酸正丁酯中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入30%的3000B、40%的UVR-68、10%的Tego.SK、0.1%的EFKA3299(流平剂)、0.4%的EFKA4010（分散剂）、1%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将2.5%的珠光粉用余下5%的醋酸乙酯润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入1%纳米钛白色浆，1%的酞菁蓝色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为B1。
对比例2：（不添加预聚物3000B）
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将3%的光引发剂BASF184和1%的TPO，加入5%的醋酸正丁酯中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入30%的LR8987、40%的UVR-68、10%的Tego.SK、0.1%的EFKA3299(流平剂)、0.4%的EFKA4010（分散剂）、1%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将2.5%的珠光粉用余下5%的醋酸乙酯润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入1%纳米钛白色浆，1%的酞菁蓝色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为B2。
对比例3:(不添加热塑性丙烯酸树脂Tego.SK)
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将3%的光引发剂BASF184和1%的TPO，加入5%的醋酸正丁酯中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入15%的LR8987、25%的3000B、40%的UVR-68、0.1%的EFKA3299(流平剂)、0.4%的EFKA4010（分散剂）、1%的聚乙烯蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将2.5%的珠光粉用余下5%的醋酸乙酯润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入1%纳米钛白色浆，1%的酞菁蓝色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料，记为B3。
对实施例1-4制备得到的样品A1-A4，以及对比例1-3制备得到的样品B1-B3，将其涂布在塑料基材上；流平1~2分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热3~5分钟，预热温度为50℃~80℃，再用UV紫外线照射固化，光辐射能量为800~1200mJ/cm2，对其固化后涂料涂层性能进行检查，检查结果如表1所示。
表2为实施例1-4制备得到的样品A1-A4在基材上的涂料涂层的综合性能测试结果。
表1实施例1-4与对比例1-3性能检查结果
| 检测项目 | B1 | B2 | B3 | A1 | A2 | A3 | A4 |
| 底材附着力 | 4B | 3B | 4B | 5B | 5B | 5B | 5B |
| 涂膜重涂附着力 | OK | 2级 | NG | 5B | 5B | 5B | 5B |
| 涂膜冲击 | OK | NG | OK | OK | OK | OK | OK |
| RCA摩擦250次 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 冷热循环 | 轻微发白 | 开裂 | OK | OK | OK | OK | OK |
| 涂膜耐湿热 | 轻微发白 | 开裂 | OK | OK | OK | OK | OK |
表2实施例1-4制备得到的样品A1-A4在基材上的涂料涂层的综合性能测试
| 检测项目 | 检验方法和指标 | A1 | A2 | A3 | A4 |
| 硬度 | 中华铅笔，≥H | H | H | H | H |
| 冲击 | 500g，50cm | OK | OK | OK | OK |
| 冷热循环 | 溫度25°C±2°C、湿度50%±2.5%，→5分钟降温→-40°C(+0/-5°C)、50%±2.5%， 60分钟→5分钟升温→85°C(+5/-0°C)、75%±2.5%，60分钟；完成48次循环，经耐磨与附著性測試ok，不可褪色。 | OK | OK | OK | OK |
| 耐RCA | 荷重175g，250次 | OK | OK | OK | OK |
| 耐湿热 | 温度50℃，湿度≥95%，240小时 | OK | OK | OK | OK |
| 耐酒精 | 1kg，50次，不漏底 | OK | OK | OK | OK |
| 耐污染性 | 负荷：750g，行程：5cm，频率：60次/分，次数：10次。5层纱布浸湿涂抹（红酒、牛奶、可乐、咖啡、茶、芥末、酱油），污染后可用干布擦掉，不留污染痕迹。 | OK | OK | OK | OK |
根据上表数据可以明显看出，对比例1中B1样品由于没有添加LR8987高硬度的预聚物，因而涂层只有韧性好，硬度和耐磨性较差；对比例2中B2样品由于没有3000B韧性的预聚物，造成最后涂料涂层的硬度较高，耐RCA擦拭优异，但同时涂层的重涂性差，韧性差；对比例3中B3样品由于没有添加的热塑性丙烯酸树脂，涂层的韧性和耐磨性较优异，重涂附着力差。而实施例1-4通过对配方中不同聚合物的种类和含量进行搭配与调整，获得了一种施工性能好、硬度与附着力优异、耐磨性好的高耐磨可重涂UV哑光涂料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于，以质量百分比计，由30%~50%的预聚物、20%~40%的哑光预聚物、1%~10%的热塑性丙烯酸树脂、1%~8%的光引发剂、1%~15%的消光蜡、1~10%的珠光粉、0~10%的透明色浆、0.1-1%的流平剂、0.1-1%的分散剂和10%~20%的溶剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述预聚物是官能度为2.0-3.0的聚氨酯丙烯酸酯的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述预聚物是官能度为2.0与官能度为2.3-3.0的聚氨酯丙烯酸酯按1：1~3：1组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述哑光预聚物是官能度为4.0的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述热塑性丙烯酸树脂固含量为1%~10%、TG大于90℃的热可塑性丙烯酸树脂。
6.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述光引发剂为：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、安息香、安息香双甲醚、安息香***、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮中的一种或几种以任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、聚酯改性硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸酯聚合物、氟改性丙烯酸酯；所述的分散剂为高分子改性聚氨酯、丙烯酸嵌段共聚物、改性丙烯酸酯、改性的聚酯和聚酰胺等其中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料，其特征在于：所述消光蜡为聚乙烯蜡或聚四氟乙烯蜡；所述溶剂为甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮、仲丁酯、醋酸乙酯或醋酸正丁酯中的一种或几种以任意比例混合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）完全隔绝紫外线，照明采用黄光灯；
（b）按配比，将全部的光引发剂加入到总配比50%的有机溶剂中溶解，搅拌均匀，搅拌速度为500rpm；
（c）保持搅拌，按顺序依次加入全部的预聚物、哑光预聚物、热塑性丙烯酸树脂、流平剂、分散剂和消光蜡后，继续搅拌15分钟；
（d）将珠光粉用余下配比的有机溶剂润湿分散，浸泡10分钟；
（e）持续搅拌，将步骤（d）中得到浸泡好的珠光粉加入到步骤（c）得到的混合物中；
（f）加入色浆，调整好颜色，搅拌均匀，所得产物即为高耐磨可重涂UV哑光涂料。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种高耐磨可重涂UV哑光涂料的应用，其特征在于：将该涂料涂布在基材上；流平1~2分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热3~5分钟，预热温度为50℃~80℃，再用UV紫外线照射固化，光辐射能量为800~1200mJ/cm2。
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Denomination of invention: A high wear resistant and recoating UV matt coating and its preparation method and Application Effective date of registration: 20210616 Granted publication date: 20180626 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Jiangmen branch Pledgor: JIANGMEN CITY LINGYUN PAINTS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980004832 |