CN110698972B - 耐黄变亮光uv漆及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及耐黄变亮光UV漆，属于涂料的技术领域，按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯35‑50份，乙酯15‑25份，丁酯8‑12份，光敏引发剂2‑5份，UV单体11‑17份，流平剂0.4‑1份，醋酸丁酸纤维素8‑13份，荧光增白剂OB‑1为1‑3份，荧光增白剂OB‑1经过以下改性处理步骤：S1：将荧光增白剂OB‑1加入到水中，超声分散10min；S2：匀速搅拌的条件下，加入水玻璃，然后逐滴加浓硫酸调PH到5‑7，然后水浴加热至40‑50℃，恒温加热4‑6h，反应结束后抽滤、70‑80℃干燥8‑10h，300℃煅烧8‑10h。本发明具有提高后期耐黄变性能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料的技术领域，尤其是涉及耐黄变亮光UV漆及生产工艺。
背景技术
目前UV漆即紫外线光固化油漆，也称光引发涂料，光固化涂料。与PU、PE、NC等油漆以成膜物质命名方式不同，UV漆是以油漆的固化方式命名的。它是通过机器设备自动辊涂、淋涂到家具板面上，在紫外线光(波长为320-390nm)的照射下促使引发剂分解，产生自由基，引发树脂反应，瞬间固化成膜。
现有的UV漆的主要成分是由感光树脂、活动稀释剂、光引发剂及助剂组成，该涂料以高能量的紫外光作为固化能源，由涂料中的光引发剂吸收紫外光能形成自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂分子，进而发生连锁聚合反应，使涂膜达到固化。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：UV漆中存在不饱和双键、过氧化物等，经过长期光照后，UV漆的不饱和双键、过氧化物等处会被氧化变黄会出现后期黄变，导致漆膜发黄，达不到高白度的要求。
发明内容
本发明的目的一是提供一种提高后期耐黄变性能的耐黄变亮光UV漆。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
耐黄变亮光UV漆，按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯35-50份，乙酯15-25份，丁酯8-12份，光敏引发剂2-5份，UV单体11-17份，流平剂0.4-1份，醋酸丁酸纤维素8-13份，荧光增白剂OB-1为1-3份，荧光增白剂OB-1经过以下改性处理步骤：
S1：将荧光增白剂OB-1加入到水中，超声分散10min；
S2：匀速搅拌的条件下，加入水玻璃，然后逐滴加浓硫酸调PH到5-7，然后水浴加热至40-50℃，恒温加热4-6h，反应结束后抽滤、洗涤、70-80℃干燥8-10h，300℃煅烧8-10h。
通过采用上述技术方案，采用非黄变的脂肪族低聚物聚氨酯丙烯酸酯，减少了黄变的可能；丙烯酸酯是主要的粘接组分，UV光照的时候，它参与反应，生成聚合物，产生粘接作用；UV单体的主要作用是可以把不同种的分子交联在一起，起到中和作用；活性稀释剂，稀释，调节粘度，参与交联反应；醋酸丁酸则能够纤维素提高漆膜的附着性，提高了UV漆的提高后期耐黄变性能；
荧光增白剂OB-1能吸收紫外光，再发射出人肉眼可见的蓝紫色荧光，与基质上的黄光互补而具有增白效果；荧光增白剂OB-1使用一段时间后，会被紫外线破坏而产生超氧化物、过氧化氢等氧化性物质，若荧光增白剂OB-1直接与UV漆的聚氨酯丙烯酸酯，光敏引发剂等其他组分接触，超氧化物、过氧化氢等氧化性物质会直接将UV漆中的不饱和双键氧化，使UV漆易于变黄；
因此通过S1和S2，使荧光增白剂OB-1的外部首先沉积硅酸，然后抽滤将荧光增白剂OB-1、硅酸与溶液分离后，洗涤除去荧光增白剂OB-1和硅酸外壁粘附的离子，干燥后，得到硅胶包覆的荧光增白剂OB-1，经过煅烧硅胶层变为较为致密的二氧化硅层，二氧化硅较薄而较为透明，有一定的折射新和透光性，不会影响漆膜的外观，当光对漆膜进行照射时，二氧化硅能够将一部分紫外光反射，一部分穿过二氧化硅被荧光增白剂OB-1吸收后以较低能量形式释放，反射以及荧光增白剂OB-1的吸收，减少了漆膜直接受到的紫外线照射，从而漆膜不易被氧化产生光降解，使漆膜后期不易产生黄变；并且致密的二氧化硅层将荧光增白剂OB-1与漆膜的其他组分分隔开，使荧光增白剂OB-1在起到增白作用的同时，避免了其被紫外线破坏时而对产生氧化UV漆黄变，从而提高了漆膜的后期耐黄变性能。
本发明进一步设置为：在步骤S2中，洗涤所用溶液为乙醇水溶液，乙醇水溶液中乙醇质量百分含量为40%。。
本发明进一步设置为：所述流平剂为BYK-333。
本发明进一步设置为：所述UV单体包括IBOMA为6-10份和TMPTA为5-7份。
通过采用上述技术方案， IBOMA的官能度为1，其作为主UV单体，使UV单体的官能度较低，从而固化后残留的双键较少，较少的双键相对不易被氧化，从而不易产生黄变，且即使双键产生部分氧化，由于剩余双键的数量很少，随意双键被氧化的数量较少，其黄变的程度较小；IBOMA含有较大的刚性侧基-异冰片基，弱化了分子链间的作用力，使聚合物的溶液粘度降低，提高了与聚氨酯丙烯酸酯和溶剂的相融性，IBOMA含有较大的二环烷基，二环烷基给聚合物料很强的空间位阻，使漆膜的收缩较小，使之具有优异的耐紫外性；TMPTA的官能度为3，其作为辅UV单体，其固化后形成三维网状交联，与IBOMA共同作用，既保证了交联密度，使聚合物的耐磨性较高，一定程度上减少固化后残留的双键。
本发明进一步设置为：所述光敏引发剂为光引发剂1173。
本发明进一步设置为：按重量份计，还包括抗氧剂1076为0.1-0.3份、抗氧剂168为0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1076能够捕捉烷氧基自由基而一直光氧化，抗氧剂168与氢过氧化物反应形成稳定的化合物，以防止氢过氧化物分解产生自由基，抗氧剂1076和抗氧剂168之间有协同作用，能够更好的抑制漆膜的氧化。
本发明的目的二是提供一种耐黄变亮光UV漆的生产工艺，包括以下制备步骤：
S1：将各组分按照重量份数比例称量，将光敏引发剂2-5份5分钟内匀速投入4-6份的丁酯内，且边搅拌边投料，800转/分搅拌30分钟，得到混合物A；
S2：将聚氨酯丙烯酸酯35-50份、乙酯7.5-12.5份搅拌混匀，得到混合物B；
S3：向混合物B内慢慢加入混合物A，同时加入将荧光增白剂OB-1为1-3份、抗氧剂1076为0.1-0.3份、抗氧剂168为0.1-0.2份，升温至80-90℃，1000转/分搅拌均混5分钟；
S4：向S3得到的混合物中投入UV单体，搅拌速度为800转/分，搅拌10分钟；
S5：向S4得到的混合物中投入醋酸丁酸纤维素8-13份，800转/分搅拌10分钟；
S6：将BYK-333为0.4-1份和剩余丁酯混匀后投入S5得到的混合物中，混匀；
S7：加入剩余乙酯搅拌均匀。
通过采用上述技术方案，将混合物A与混合物B混匀后，S4、S5、S6中，UV单体、醋酸丁酸纤维素、BYK-333和丁酯的分步加入并混匀，保证了各部分能够混合更加均匀。
本发明进一步设置为：步骤S1和S2同步进行。
通过采用上述技术方案，步骤S1和S2的同步进行，使生产效率较高。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过设置组分选择和组合以及荧光增白剂OB-1的加入和改性，使其外侧包覆一层较薄而较为透明的二氧化硅，二氧化硅层有一定的折射新和透光性，能够将一部分紫外光反射，减少了漆膜直接受到的紫外线照射，从而漆膜不易被氧化产生光降解，有利于提高后期耐黄变性能，未被反射的紫外光被荧光增白剂OB-1吸收后放出蓝色光，当漆膜产生一定黄变后，蓝色光与黄光互补而具有增白效果；
2.通过设置UV单体的组合和比例，尽可能使漆膜固化后残留的双键较少，从而不易黄变，并且使漆膜的收缩较小，并能够保持漆膜的固化硬度和耐磨性。
具体实施方式
实施例1
耐黄变亮光UV漆，按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯41.2份，乙酯20份，丁酯10份，光敏引发剂3份，UV单体15份，流平剂0.8份，醋酸丁酸纤维素10份，荧光增白剂OB-1为1.5份；其中，UV单体包括IBOMA为7份和TMPTA 为8份。
流平剂为BYK-333，光敏引发剂为光引发剂1173。
荧光增白剂OB-1经过以下改性处理步骤：
S1：将荧光增白剂OB-1加入到水中，且每1g荧光增白剂OB-1加入5mL水，超声分散10min；
S2：匀速搅拌的条件下，加入水玻璃，使加入水玻璃后溶液中水玻璃的质量浓度为10%，然后逐滴加浓硫酸调PH到6，然后水浴加热至45℃，恒温加热5h，反应结束后抽滤、用乙醇水溶液对抽滤得到的固体洗涤，乙醇水溶液中乙醇质量百分含量为40%，78℃干燥8.5h，300℃煅烧9h。
耐黄变亮光UV漆的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将各组分按照重量份数比例称量，将光敏引发剂慢慢投入一半的丁酯内，且边搅拌边投料，800转/分搅拌30分钟，得到混合物A；
S2：将聚氨酯丙烯酸酯、乙酯搅拌混匀，得到混合物B；
S3：向混合物B内慢慢加入混合物A，升温至82℃，1000转/分搅拌均混5分钟；
S4：向S3得到的混合物投入UV单体，800转/分搅拌10分钟；
S5：向S4得到的混合物投入醋酸丁酸纤维素，800转/分搅拌10分钟；
S6：将BYK-333和剩余一半丁酯混匀后投入S5得到的混合物中，混匀；
S7：加入剩余乙酯搅拌均匀。
步骤S1和S2同步进行。
实施例2
与实施例1的不同之处为：
耐黄变亮光UV漆，按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯35份，乙酯15份，丁酯8份，光敏引发剂2份，UV单体11份，流平剂0.4份，醋酸丁酸纤维素8份，荧光增白剂OB-1为1份；其中，UV单体包括IBOMA 6份和TMPTA 5份。
荧光增白剂OB-1的改性处理步骤S2中，使加入水玻璃后溶液中水玻璃的质量浓度为5%，然后逐滴加浓硫酸调PH到5，然后水浴加热至40℃，恒温加热4h，70℃干燥8h，300℃煅烧8h。
耐黄变亮光UV漆的生产步骤S3中，升温至80℃。
实施例3
与实施例1的不同之处为：
耐黄变亮光UV漆，按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯50份，乙酯25份，丁酯12份，光敏引发剂5份，UV单体17份，流平剂1份，醋酸丁酸纤维素13份，荧光增白剂OB-1为3份；其中，UV单体包括IBOMA 10份和TMPTA 7份。
荧光增白剂OB-1的改性处理步骤S2中，S2中，使加入水玻璃后溶液中水玻璃的质量浓度为20%，然后逐滴加浓硫酸调PH到7，然后水浴加热至50℃，恒温加热6h，80℃干燥10h，300℃煅烧10h。
耐黄变亮光UV漆的生产步骤S3中，升温至90℃。
实施例4
与实施例1的不同之处为：
按重量份计，还包括抗氧剂1076为0.1份、抗氧剂168为0.1份。
在S3中，同时加入将荧光增白剂OB-1、抗氧剂1076、抗氧剂168，再升温搅拌。
实施例5
与实施例4的不同之处为：
按重量份计，抗氧剂1076为0.2份、抗氧剂168为0.15份。
实施例6
与实施例4的不同之处为：
按重量份计，抗氧剂1076为0.3份、抗氧剂168为0.2份。
对比例1
与实施例1的不同之处为：
荧光增白剂OB-1未经S1和S2改性处理。
性能检测
参照GB/T 23983-2009《木器涂料耐黄变性测定法》，将实施例1-6以及对比例1的UV漆喷涂于试板上，用紫外灯作为光源对试板光照进行固化，然后按照标准对试板进行老化，将老化后试板与固化后试板作对照，用色差仪测量色差△E，△E越小，耐黄变性越好，测试结果见表1。
参照GB/T 6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法标准》，对实施例1-6以及对比例1的UV漆的硬度进行检测，采用铅笔硬度等级方法，即6B、5B、4B、3B、2B、B、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H表示从软到硬，测试结果见表1。
参照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，对实施例1-6以及对比例1的UV漆的附着力进行检测，评定结果分0-5级，其中0为最好，5为最差，测试结果见表1。
表1 性能检测结果
| 附着力 | 硬度 | △E | |
| 实施例1 | 1级 | 3H | 0.4 |
| 实施例2 | 1级 | 2H | 0.5 |
| 实施例3 | 1级 | 1H | 0.5 |
| 实施例4 | 1级 | 3H | 0.3 |
| 实施例5 | 1级 | 3H | 0.2 |
| 实施例6 | 1级 | 3H | 0.3 |
| 对比例1 | 1级 | 3H | 1.3 |
根据表1可以看出：
实施例 1-6与对比例1进行对比，实施例 1-6与对比例1的附着力均较好，说明实施例1-6中配方以及工艺的调整保证了漆膜的附着力.
实施例1-3与对比例1对比, 实施例1-3中 IBOMA与TMPTA的比例铸件变大，使漆膜的硬度逐渐降低，在实施例1中的比例使漆膜的硬度与常规使用要求达到一致；实施例1-3的漆膜的黄变比与对比例1的漆膜的黄变明显减小，荧光增白剂OB-1的加入，及其处理时漆膜的后期抗黄变能力增强。实施例1的黄变程度小于实施例2和3，说明实施例1中改性条件处理后得到的荧光增白剂OB-1能够白包覆较好，从而与漆膜的其他部分更好的分隔开，即使被紫外线破坏后，不会对漆膜的黄变产生影响。
实施例4-6与对比例1对比，实施例5中的黄变进一步减小，说明实施例5中，抗氧剂1076和抗氧剂168的加入量和加入比例最优。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.耐黄变亮光UV漆，其特征在于：按重量份计，包括以下组分，聚氨酯丙烯酸酯35-50份，乙酯15-25份，丁酯8-12份，光敏引发剂2-5份，UV单体11-17份，流平剂0.4-1份，醋酸丁酸纤维素8-13份，荧光增白剂OB-1为1-3份；
UV单体包括IBOMA为6-10份和TMPTA为5-7份；
荧光增白剂OB-1经过以下改性处理步骤：
S1：将荧光增白剂OB-1加入到水中，超声分散10min；
S2：匀速搅拌的条件下，加入水玻璃，使加入水玻璃后溶液中水玻璃的质量浓度为5-20％，然后逐滴加浓硫酸调PH到5-7，然后水浴加热至40-50℃，恒温加热4-6h，反应结束后抽滤、70-80℃干燥8-10h，300℃煅烧8-10h。
2.根据权利要求1所述的耐黄变亮光UV漆，其特征在于：在步骤S2中，洗涤所用溶液为乙醇水溶液，乙醇水溶液中乙醇质量百分含量为40％。
3.根据权利要求1所述的耐黄变亮光UV漆，其特征在于：所述流平剂为BYK-333。
4.根据权利要求1所述的耐黄变亮光UV漆，其特征在于：所述光敏引发剂为光引发剂1173。
5.根据权利要求1所述的耐黄变亮光UV漆，其特征在于：按重量份计，还包括抗氧剂1076为0.1-0.3份、抗氧剂168为0.1-0.2份。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的耐黄变亮光UV漆的生产工艺，其特征在于：包括有以下步骤：
S1：将各组分按照重量份数比例称量，将光敏引发剂2-5份5分钟内匀速投入4-6份的丁酯内，且边搅拌边投料，800转/分搅拌30分钟，得到混合物A；
S2：将聚氨酯丙烯酸酯35-50份、乙酯7.5-12.5份搅拌混匀，得到混合物B；
S3：向混合物B内慢慢加入混合物A，同时加入将荧光增白剂OB-1为1-3份、抗氧剂1076为0.1-0.3份、抗氧剂168为0.1-0.2份，升温至80-90℃，1000转/分搅拌均混5分钟；
S4：向S3得到的混合物中投入UV单体，搅拌速度为800转/分，搅拌10分钟；
S5：向S4得到的混合物中投入醋酸丁酸纤维素8-13份，800转/分搅拌10分钟；
S6：将BYK-333为0.4-1份和剩余丁酯混匀后投入S5得到的混合物中，混匀；
S7：加入剩余乙酯搅拌均匀。
7.根据权利要求6所述的耐黄变亮光UV漆的生产工艺，其特征在于：步骤S1和S2同步进行。
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| GR01 | Patent grant | ||
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