CN115785773B - 抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水珠漆的领域，具体公开了一种抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺。一种抗发白光固化水珠漆包括如下重量份数的组分：单体40‑60份；6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5‑10份；热塑性丙烯酸树脂5‑10份；填充树脂20‑30份；光引发剂5‑9份；溶剂10‑20份。本申请的一种抗发白光固化水珠漆，其具有固化后附着力强、不易存在发白现象的优点；另外，本申请的施工工艺具有高效、节约能源的优点。

Description

抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺

技术领域

本申请涉及水珠漆的技术领域，更具体地说，它涉及抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺。

背景技术

水珠漆也称水珠效果漆，相较于传统涂料，水珠漆能够在基材表面自然形成具有立体感的水珠颗粒，因此广泛应用于建筑家具室内外装饰中，以满足人们对涂料装饰日益增进的视觉要求。

目前，市面上常见的光固化水珠漆一般由TMPTA单体、2官能聚氨酯、溶剂、聚酯丙烯酸、光引发剂(184、BDK)复配得到，借助于2官能聚氨酯分子量大的特点，赋予水珠漆较高的粘度，以附着在基材表面。但上述的水珠漆受限于2官能度聚氨酯固化速度慢的特点，加长了固化时间。为了改善固化速度慢的问题，也有部分厂家使用6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯代替部分2官能聚氨酯，但水珠漆粘度也随之下降，附着力下降。

而常规涂料厚度为15-20μm，但水珠颗粒厚度为50-100μm，远大于常规涂料，因此常规工艺中的紫外光无法直接穿过并干透水珠漆，从外界看即呈现类似乳化的发白现象，上述的漆膜均无法改善水珠漆的发白问题，影响水珠漆的使用效果。

发明内容

为了改善水珠漆的发白问题，本申请提供一种抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺。

本申请提供的一种抗发白光固化水珠漆及其制备方法、施工工艺采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种抗发白光固化水珠漆，采用如下的技术方案：

一种抗发白光固化水珠漆，包括如下重量份数的组分：

单体40-60份；

6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5-10份；

热塑性丙烯酸树脂5-10份；

填充树脂20-30份；

光引发剂5-9份；

溶剂10-20份。

通过采用上述技术方案，通过6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸树脂、填充树脂的复配以完全替代2官能聚氨酯丙烯酸酯，其中，6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯提高漆膜的固化速度、硬度以及抗刮性能，填充树脂提高漆膜的固含，保障水珠漆具有立体感，以制得一种固化速度快、立体感好的水珠漆；为了平衡上述材料粘度低的影响，添加有高粘度的热塑性丙烯酸树脂，以提高漆膜粘度和附着力。对本申请所制水珠漆进行性能测试，附着力合格；

同时，热塑性丙烯酸树脂不参与到成膜过程中的光固化，可以在成膜之后仍能有后固化的过程，使得水珠漆的固化更彻底，从而弥补光固化无法彻底干透水珠漆的影响，减少水珠漆的发白现象；进行性能检测，添加热塑性丙烯酸树脂的水珠漆发白时间在43min以上，对比未使用热塑性丙烯酸树脂的水珠漆发白时间仅为24min，表明本申请中添加热塑性丙烯酸树脂，提升了水珠漆的抗发白效果，且具有一定的耐湿、热性，可适用于湿、热环境中。

由于大分子量的2官能聚氨酯丙烯酸酯在有机溶剂中的溶解效果较差，会降低涂膜的光泽度。本申请中，因未添加2官能聚氨酯而消除了溶解性差的问题，因此保障涂膜具有较优的光泽度。

可选的，单体由6官能单体、3官能单体组成。

通过采用上述技术方案，使用不同固化速度的6官能单体、3官能单体进行复配，使得水珠漆在光固化的各个时段充分固化，减少水珠漆的发白现象。

可选的，单体由如下重量份数的组分组成：TMPTA35-50份；DPHA 5-10份。

通过采用上述技术方案，对本申请所制水珠漆进行性能检测，当单体由TMPTA、DPHA按如上重量份数组成时，相较于单一使用TMPTA，水珠漆发白时间提升12min以上，水珠漆的抗发白效果更好。

可选的，单体由如下重量份数的组分组成：TMPTA 30-40份；PET3A5-10份；DPHA5-10份。

通过采用上述技术方案，对本申请所制水珠漆进行性能检测，当单体由TMPTA、DPHA、PET3A按如上重量份数组成时，相较于单一使用TMPTA，水珠漆发白时间提升15min以上，水珠漆的抗发白效果更好。

可选的，光引发剂由如下重量份数的组分组成：184 3-5份；819 1-2份；TPO 1-2份。

通过采用上述技术方案，通过上述的三种引发剂进行复配，三者之间分别有效吸收不同波段的紫外光，从而保障水珠漆固化更彻底，减少发白现象。且三种引发剂之间存在一定的复配效果，在降低三种引发剂的使用量时仍能保障较优的抗发白效果，而当三种引发剂在上述范围内时，水珠漆的抗发白效果更优。

可选的，填充树脂为环氧丙烯酸酯。

通过采用上述技术方案，通过选用上述填充树脂，一方面提高漆膜的固含，另一方面与水珠漆各组分的相容性更优，赋予所制水珠漆具有更强的立体感。

可选的，溶剂为乙酸乙酯。

通过采用上述技术方案，固化水珠漆的其中一环是烘烤，在烘烤过程中，漆膜中的溶剂逐渐挥发，而表层首先固化，会将溶剂封存在漆膜内而导致发白现象，通过选用乙酸乙酯作为溶剂，其可在烘烤过程中快速挥发，减少漆膜内溶剂的残留量，减少发白现象；同时乙酸乙酯还具有气味低的特点，所制水珠漆的发白现象得到改善。经检测，相较于丙酮和丁酯，使用乙酸乙酯作为溶剂，所制水珠漆的发白时间由63min提升至67min。

第二方面，本申请提供一种抗发白光固化水珠漆的制备方法，采用如下的技术方案：

一种抗发白光固化水珠漆的制备方法，包括以下步骤：

A1、将单体、6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸树脂、填充树脂，搅拌混合，得到混合物A；

A2、向混合物A中加入光引发剂，搅拌混合，得到混合物B；

A3、相混合物B中加入溶剂，搅拌混合，即得。

通过采用上述技术方案，反应步骤较少，制备方法简洁高效，制得一一种固化速度快、附着力强、具有抗发白效果的水珠漆。

第三方面，本申请提供一种抗发白光固化水珠漆的施工工艺，采用如下的技术方案：

一种抗发白光固化水珠漆的施工工艺，包括如下步骤：

B1、制备水珠漆；

B2、使用喷枪向基材表面撒点喷涂水珠漆，调节喷枪气压为0.5-1kg/cm²；

B3、烘烤、UV固化、冷却，即得。

通过采用上述技术方案，本申请方案所制的水珠漆的整体粘度较高，需要在较低的气压下撒点喷涂，气压较大会造成水珠漆雾化，雾化后的漆膜无法形成水珠状，从而影响水珠漆的施工效果，因此当采用上述实施工艺时，保障水珠漆具有较优的固化效果。

可选的，烘烤温度为50-60℃，烘烤时间为2-3min，UV固化能量为1000-1300mj/cm²。

通过采用上述技术方案，本申请由于使用6官能聚氨酯丙烯酸酯代替2官能聚氨酯丙烯酸酯，一方面大幅度提高了漆膜的固化速度，且另一方面对漆膜固化要求有所降低；相较于2官能聚氨酯丙烯酸酯所制水珠漆需在：温度65℃、时间4min的条件下烘烤，在固化能量1800mj/cm²、曝光时间18s的条件下固化，本申请使用6官能聚氨酯丙烯酸酯的水珠漆可在：烘烤温度为50-60℃，烘烤时间为2-3min，UV固化能量为1000-1300mj/cm²的条件下烘干和固化，达到节约能源、提高效率的效果。综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过加入热塑性丙烯酸树脂，其不参与到水珠漆的光固化过程，并使得水珠漆在光固化后仍具有后固化，使得固化更充分，消除了因UV光无法穿过并干透水珠漆，水珠漆固化不充分导致的发白现象，且制得的水珠漆在高温、高湿环境下仍不易发白，发白时间达到43min以上；

2、本申请中以6官能聚氨酯丙烯酸酯、填充树脂、热塑性丙烯酸树脂的复配物代替2官能聚氨酯丙烯酸酯，在保障漆膜具有较高粘度的同时，改善了漆膜附着力不足、易发白、固化速度慢、水珠颗粒不立体的问题；

3、本申请中通过使用3官能单体、6官能单体两种以上不同固化速度的单体进行复配，从而保障在固化过程中，均有单体用于固化，保障水珠颗粒固化充分，减少发白现象的发生。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1-5

一种抗发白光固化水珠漆，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：A1、将单体、6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、填充树脂、热塑性丙烯酸树脂，在800r/min的条件下搅拌混合30min，得到混合物A；

A2、加入光引发剂，在700r/min的条件下搅拌混合10min，得到混合物B；

A3、加入溶剂，在500r/min的条件下搅拌混合5min，即得。

其中，单体为3官能单体TMPTA；6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，采自湛新树脂(中国)有限公司，型号Ebecryl5129；填充树脂为聚酯丙烯酸酯，采自苏州市森菲达化工有限公司；热塑性丙烯酸树脂，采自海名斯德谦(上海)化工有限公司，型号为Hypomer；光引发剂为MBF；溶剂为丙酮、丁酯的混合物。

本申请还公开一种抗发白光固化水珠漆的施工工艺，包括以下步骤：

B1、制备水珠漆；

B2、使用喷枪将水珠漆向基材表面撒点喷涂，调节喷枪气压为0.75kg/cm²；

B3、在温度55℃、时间2min的条件下烘烤，在固化能量1200mj/cm²、曝光时间10s的条件下UV固化，冷却至25℃，即得。

需要说明的是，在其他实施例中，步骤B2中可在气压0.5-1kg/cm²(具体可为0.5kg/cm²、0.6kg/cm²、0.7kg/cm²、0.8kg/cm²、0.9kg/cm²、1kg/cm²)的范围内进行选择；步骤B3中的条件可在温度50-60℃(具体可为50℃、55℃、60℃)、时间2-3min(具体可为2min、2.5min、3min)的条件下烘烤，在能量1000-1300mj/cm²(具体可为1000mj/cm²、1100mj/cm²、1200mj/cm²、1300mj/cm²)、曝光时间5-10s(具体可为5s、6s、7s、8s、9s、10s)的条件下UV固化。

当步骤B2、B3中的条件处于上述范围内时，对水珠漆的各项性能影响不明显，检测结果与实施例1相近，因此，上述选择并不应作为对本申请技术方案和具体实施方式的限制。

对比例1-2

一种抗发白光固化水珠漆，与实施例2的区别之处在于，热塑性丙烯酸酯的使用量如表1所示。

表1实施例1-5、对比例1-2中各组分及其重量(kg)

实施例6-11

一种抗发白光固化水珠漆，与实施例1的区别之处在于，单体由6官能单体、3官能单体组成，具体参见表2。

表2实施例1、2、6-11中单体及其重量(kg)

实施例12-14

一种抗发白光固化水珠漆，与实施例10的区别之处在于，光引发剂的使用情况不同，具体参见表3。

表3实施例12-14中光引发剂及其重量(kg)

实施例15

一种抗发白光固化水珠漆，与实施例13的区别之处在于，填充树脂的使用情况不同，使用等量的环氧丙烯酸酯代替聚酯丙烯酸酯；其中环氧丙烯酸酯，采自湛新树脂(中国)有限公司，型号为EBECRYL 605/20TP。

实施例16

一种抗发白光固化水珠漆，与实施例15的区别之处在于，溶剂的使用情况不同，使用等量的乙酸乙酯代替丙酮与丁酯的混合物。

对比例3

一种水珠漆，与实施例1的区别之处在于，使用等量的2官能聚氨酯丙烯酸酯代替6官能聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯；其中，2官能聚氨酯丙烯酸酯，采自湛新树脂(中国)有限公司，型号Ebecryl8215。

需要说明的是，本实施例中，因使用2官能聚氨酯丙烯酸酯代替6官能聚氨酯丙烯酸酯，因此实际的施工工艺B3也相应调整为：温度65℃、时间4min的条件下烘烤，在固化能量1800mj/cm²、曝光时间18s的条件下固化，冷却至25℃，即得。上述对烘烤、固化条件的修改，目的仅在于使得2官能聚氨酯丙烯酸酯与6官能聚氨酯丙烯酸酯，二者所制水珠漆外表达到相近甚至相同的固化效果，以免产生水珠漆未成型或流滴的情况发生；

但对上述步骤B3的修改并未对水珠漆的性能检测结果造成影响。

对比例4

一种水珠漆，与实施例1的区别之处在于，不添加热塑性丙烯酸酯。

性能检测

对实施例和对比例中所制水珠漆制成试板，将试板进行如下性能检测，检测结果记录在表4中。

试板制备：调节喷枪气压为0.75kg/cm²，向满足ISO 1514-2004要求的马口铁板表面撒点喷涂水珠漆，在温度55℃、时间2min的条件下烘烤，在1200mj/cm²的固化能量、曝光时间10s的条件下UV固化，冷却至25℃，水珠颗粒厚度为100μm，直径为3mm，即得试板。

检测方法

1、外观检测：将试板放置在水浴锅水煮，保持温度为60℃，记录水珠漆开始出现发白现象的时间，30min为合格，出现发白现象的时间越长表明水珠漆越不易发白，且在湿、热环境下也不易出现发白现象,更耐湿、热环境；

2、附着力检测：利用3M816胶带黏贴于试板的水珠漆表面，在与竖直方向夹角为45°的方向迅速扯下胶带，同一位置重复三次试验，水珠漆不掉落即为合格。

表4性能检测结果

结合实施例1、对比例4、表4可知，实施例1中因添加热塑性丙烯酸酯，水珠漆发白时间高达43min，而对比例4中因未添加热塑性丙烯酸酯，水珠漆发白时间仅为24min，由此表明，热塑性丙烯酸酯显著改善了水珠漆易发白的问题，制得一种固化后不易发白的水珠漆，且在高温、高湿环境下仍保障外观不易发白。

分析其原因可能在于，热塑性丙烯酸酯不参与水珠漆的光固化，且可自然固化，因此虽UV光未能穿过厚度较大的水珠漆，但水珠漆在光固化后仍能保障后固化，因此保障了漆膜固化干透，不易发白。

结合实施例1、对比例3、表4可知，实施例1中因添加6官能聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯，水珠漆附着力合格，而对比例5中因使用2官能聚氨酯丙烯酸酯，水珠漆附着力不合格；由此表明，6官能聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯三者的复配物以替代2官能聚氨酯丙烯酸酯，提高了水珠漆的附着力，在包装过程中，减少了水珠颗粒易因受到碰撞而脱落的情况发生。

且6官能聚氨酯丙烯酸酯相较于2官能聚氨酯丙烯酸酯，具有更快的固化速度，热塑性丙烯酸酯树脂提高漆膜粘度，聚酯丙烯酸酯提高漆膜固含，制得一种附着力强、不易脱落、固化速度快、立体感好的水珠漆。

实施例2-3与实施例1的区别之处在于，各组分的使用量不同，表4可知，实施例1-3的发白时间为43-49min，当各组分的使用量处于实施例1-3的范围内时水珠漆的抗发白效果较好，满足合格要求。

实施例2、4、5、对比例1、2的区别之处在于，热塑性丙烯酸酯的使用量不同。对比例1、实施例4、实施例2、实施例5、对比例2中，热塑性丙烯酸酯用量依次为4kg、5kg、7.5kg、10kg、12.5kg。由表4可知，当热塑性丙烯酸酯用量由4kg提升至5kg时，发白时间由32min突变至44min，而用量进一步提升至7.5kg、10kg时，发白时间的提升增幅明显降低，进一步提升至12.5kg时，发白时间未提升。表明热塑性丙烯酸酯提高了漆膜的抗发白效果，但综合成本，用量应控制在一定范围内。

实施例6、9与实施例1的区别之处在于，实施例6中单体使用TMPTA、DPHA，发白时间提升12min，实施例9中单体使用TMPTA、PET3A、DPHA，发白时间进一步提升3min，表明当单体使用不同6官能单体、3官能单体，相对于单一使用3官能单体能够赋予水珠漆更优的抗发白效果，其中使用TMPTA、PET3A、DPHA的复配物最优。

且当单体TMPTA、PET3A、DPHA的使用量处于实施例9-11的范围内时，水珠漆的抗发白效果最优，发白现象时间延长至58-59min。

实施例12-14与实施例10的区别之处在于，实施例12-14中光引发剂使用184、819、TPO的复配物，且实施例12中光引发剂的使用量低于实施例10，而实施例10、12中发白时间均为59min，表明184、819、TPO之间存在一定的复配效果，从而在降低光引发剂使用量的同时仍能保障较优的抗发白效果；

实施例12-14的区别之处在于，光引发剂含量逐渐提升，实施例13的抗发白效果最好，表明提升三种光引发剂的使用量时，可在一定程度上提升漆膜抗发白效果，但过量时，漆膜抗发白效果下降，原因可能在于：过量的光引发剂存在一定的残留。因此三者的使用量在实施例12-14的范围内时，漆膜抗发白效果更好。

实施例15与实施例13的区别之处在于，实施例15中填充树脂采用环氧丙烯酸酯，相较于实施例13中采用聚酯丙烯酸酯，所制水珠漆更为立体，环氧丙烯酸酯更适用于本申请所制水珠漆。

实施例16与实施例15的区别之处在于，实施例15采用丙酮与丁酯，实施例16中采用乙酸乙酯作为溶剂，发白时间延长至67min，开始发白的时间进一步延长，表明本申请所制水珠漆中优选溶剂为乙酸乙酯，所制水珠漆的抗发白效果达到最优。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种抗发白光固化水珠漆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

单体40-60份；

6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5-10份；

热塑性丙烯酸树脂5-10份；

填充树脂20-30份；

光引发剂5-9份；

溶剂10-20份；

单体由6官能单体、3官能单体组成；

光引发剂由如下重量份数的组分组成：184 3-5份；819 1-2份；TPO 1-2份；

填充树脂为环氧丙烯酸酯；

溶剂为乙酸乙酯。

2. 根据权利要求1所述的抗发白光固化水珠漆，其特征在于：单体由如下重量份数的组分组成：TMPTA 35-50份；DPHA 5-10份。

3. 根据权利要求1所述的抗发白光固化水珠漆，其特征在于：单体由如下重量份数的组分组成：TMPTA 30-40份；PET3A 5-10份；DPHA 5-10份。

4.一种权利要求1-3任一项所述的抗发白光固化水珠漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、将单体、6官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸树脂、填充树脂，搅拌混合，得到混合物A；

A2、向混合物A中加入光引发剂，搅拌混合，得到混合物B；

A3、向混合物B中加入溶剂，搅拌混合，即得。

5.一种权利要求1-3任一项所述的抗发白光固化水珠漆的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

B1、制备水珠漆；

B2、使用喷枪向基材表面撒点喷涂水珠漆，调节喷枪气压为0.5-1kg/cm²；

B3、烘烤、UV固化、冷却，即得。

6.根据权利要求5所述的抗发白光固化水珠漆的施工工艺，其特征在于：烘烤温度为50-60℃，烘烤时间为2-3min，UV固化能量为1000-1300mj/cm²。