CN1935914A - 一种可修补可重涂的紫外光固化涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大型工件涂装的可修补可重涂的紫外光固化涂料，包含甲乙两个组份，其中甲组份为含NCO的聚氨酯性不饱和丙烯酸酯，乙组份的组成及其重量含量为：羟基丙烯酸树脂5－20％，饱和官能团基丙烯酸聚合物5－15％，抗深冲丙烯酸酯5－15％，低官能度丙烯酸酯5－15％，高官能度丙烯酸酯0－5％环氧丙烯酸酯0－25％，低官能度单体5－20％，高官能度单体0－3％，光引发剂2－5％，流平剂0.1－0.3％，消泡剂0.1－0.3％，促进剂0.005－0.05％，溶剂5－25％。本发明涂料固化后的漆膜具有较佳的韧性和硬度、耐磨、抗高温高湿、抗冷热循环、耐久性好等特点。

Description

一种可修补可重涂的紫外光固化涂料

技术领域

本发明涉及一种满足大型工件涂装工艺要求的紫外光固化涂料，属于化工涂料技术领域。

背景技术

紫外光(UV)固化技术是一项节能和环保型技术，它符合“4E原则”，即经济Economy、效率Efficiency、生态Ecology、能源Energy，从而在生产应用中显示出了强大的生命力。紫外光固化涂料是德国上个世纪60年代初开发出的一种全新的绿色涂料，简称UV涂料。与传统涂料相比，它具有以下优点：不含或只含少量溶剂，有利于环境保护；快速生产(固化速度0.1～1秒)，生产效率高，适合流水线生产；产品有独特性能；节省能源(耗能为热固化的1/5～1/10)；设备投资少，体积小，节约空间；高光泽，高装饰性；可涂装热敏感基材。目前，UV涂料已逐步取代传统型涂料，广泛应用于木器装饰、电子电器、印刷制造、金属防腐、光纤保护等各个行业和领域，被誉为全球的环保新材料。

我国在70年代就开始了对紫外光固化技术的研究开发，在上海北京建了几条家具涂装生产线。但由于原料缺乏，光源和固化设备不能配套等问题而相继下马。随着改革开放，特别是进入二十世纪九十年代后，邮电通讯、计算机和电子工业的发展，使紫外光固化涂料得到了广泛的应用，如手机、手提电脑、数码相机等产品领域。在家用电器领域，UV涂料也应用在冰箱门板、空调柜机和微波炉等产品的塑料制件上。因传统UV涂料的不可返工性，故实际生产中常有部分工件因各种缺陷而作报废处理。可修补可重涂的UV涂料将较好地解决生产中的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大型工件涂装的可修补可重涂的紫外光固化涂料，以解决UV涂料重涂问题和底层涂料修补UV涂料的问题，它既可显著提高了生产效率和物化性能，又可解决大型工件的返修问题。

本发明提供的一种可修补可重涂的紫外光固化涂料，包含甲乙两个组份，甲乙组份的重量配比为1∶5～10，其中甲组份为含NCO的聚氨酯性丙烯酸酯，乙组份的组成及其重量含量为：

羟基丙烯酸树脂              5-20％

饱和官能团基丙烯酸聚合物    5-15％

抗深冲丙烯酸酯              5-15％

低官能度丙烯酸酯            5-15％

高官能度丙烯酸酯            0-5％

环氧丙烯酸酯                0-25％

低官能度单体                5-20％

高官能度单体                0-3％

光引发剂                    2-5％

流平剂                      0.1-0.3％

消泡剂                      0.1-0.3％

促进剂                      0.005-0.05％

溶剂                        5-25％。

本发明所述的甲乙组份的重量配例是由甲组份中-NCO的含量以及乙组份中羟基丙烯酸树脂用量和-OH的含量确定。

本发明所述的羟基丙烯酸树脂是指羟基含量2-4％的丙烯酸树脂，如台湾德谦公司的2970A、2970B、3270、3070树脂，UCB公司的515树脂、516树脂，阿克苏公司的1753树脂，Bayer公司的A870树脂等。

本发明所述的饱和官能团基丙烯酸聚合物是指官能度为0～2的含溶剂型丙烯酸改性低聚物，如长兴化工公司的6070、6071、6072、6073，沙多玛公司的CN736、CN816等。

本发明所述的抗深冲丙烯酸酯是指官能度为2、伸长率在60％以上的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物，如沙多玛公司的CN965、CN966J75、CN9893，UCB公司的EB8200、EB270，长兴化工公司的6112-100等。

本发明所述的低官能度丙烯酸酯是指官能度为2～3的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物，如沙多玛公司的CN104、CN2271E，长兴化工的611B-85、6148J-75、6142H-80，中山千叶的UV3000等。

本发明所述的高官能度丙烯酸酯是指官能度为5～6的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物，如长兴化工的6144-100、6145-100，UCB公司的CH031、1290，沙多玛公司的CN9006、CN975等。

本发明所述的环氧丙烯酸酯是指官能度为2的环氧二丙烯酸预聚物，如沙多玛公司的CNUVE310/80、长兴化工的6215-100、623A-80、6210G、620-100、621A-80等。

本发明所述的低官能度单体包括单官能度单体、双官能度单体和三官能度单体，其中单官能度单体包括乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)、丙烯酸异辛酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基醚化丙氧基改性季戊二醇二丙烯酸酯等；双官能度单体包括1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、乙氧基化HDDA、3-羟-2，2-二甲基丙基-3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(HPHPDA)等；三官能度单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧基化TMPTA、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)等。

本发明所述的高官能度单体是指二季戊四醇五/六丙烯酸酯(DPHA)等。

本发明所述的光引发剂是指2-甲基-2-羟基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮或它们的混合物等。

本发明所述的流平剂是指轻微降低表面张力的助剂，如：BYK323、BYK358、BYK355、EFKA3777、TEGO425、TEGO245或它们的混合物等。

本发明所述的消泡剂是指BYK055、BYK080、BYK141、BYK088或它们的混合物等。

本发明所述的促进剂是指月桂酸二丁基锡、有机氨、环烷酸锌等。

本发明所述的溶剂是指醋酸乙酯、丁酮、异丙醇、正丁醇、醋酸丁酯、甲基异丁基酮、二异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯或它们的混合物。

本发明所述的含NCO的聚氨酯性丙烯酸酯是指NCO含量5-12.5％的不饱和丙烯酸树脂，如Bayer公司的UAVP LS 2337、UAVP LS 2396、UAXP 2510树脂等。

本发明提供的用于大型工件涂装的可修补可重涂的紫外光固化涂料，其中的

乙组份的制备方法是：

(1)将抗深冲丙烯酸酯60℃预热1小时，用1/2量的溶剂在反应釜或搅拌罐中充分溶解；

(2)然后向反应釜或搅拌罐中边搅拌边加入饱和官能团基丙烯酸聚合物、低官能度丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、低官能度单体、高官能度单体、高官能度丙烯酸酯和光引发剂；

(3)然后用少量溶剂将流平剂、消泡剂、促进剂稀释后边搅拌边加入到反应釜或搅拌罐；

(4)再将剩下的部分溶剂加入到反应釜或搅拌罐中，高速搅拌30分钟后用300目以上的滤网过滤包装。

本发明的用于大型工件涂装的可修补可重涂的紫外光固化涂料为透明或半透明均相胶液，固含量为75-95％，室温避光贮存时间可达1年。本发明采用了双重固化技术，通过反应性型羟基树脂的加入，在一定程度上降低了紫外光固化漆膜的双键交联密度，使得紫外光固化涂料具有可重涂可修补性。喷涂后的湿膜在55～60℃温度下烘烤3分钟后、用600mj/cm²以上的紫外光能量照射10～30秒钟时间，即固化较充分，生产效率高。光固化后的漆膜即具有较佳的韧性和硬度，不影响包装运输，有缺陷的可进行重涂返修。紫外光固化后的漆膜会继续进行-NCO和-OH官能团之间的缓慢发应，24小时后即可完全固化，漆膜性能更加优异，有更好的耐磨性、抗高温高湿、抗冷热循环及耐久性等优异性能。

具体实施方式

参考下列实施例将更易于理解本发明，给出实施例是为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					乙组份
羟基丙烯酸	8wt％	12wt％	16wt％	20wt％
					饱和官能团基丙烯酸聚合物	5.0wt％	10.0wt％	5.0wt％	5.0wt％

柔性丙烯酸酯	10.0wt％	5.0wt％	5.0wt％	5.0wt％
					低官能度丙烯酸酯	10.0wt％	10.0wt％	10.0wt％	10.0wt％
高官能度丙烯酸酯	5.0wt％	5.0wt％	5.0wt％	5.0wt％
					环氧丙烯酸酯	20.0wt％	15.0wt％	20.0wt％	10.0wt％
HDDA	5.0wt％	-	10.0wt％	10.0wt％
					TPGDA	10.0wt％	5.0wt％	5.0wt％	-
HPHPDA	-	5.0wt％	-	-
					TMPTA	-	5.0wt％	5.0wt％	-
(3EO)TMPTA	-	-	-	3.0wt％
					THEICTA	-	-	-	3.0wt％
DPHA	-	3.0wt％	-	3.0wt％
					光引发剂	3.5wt％	3.5wt％	3.5wt％	3.6wt％
流平剂	0.5wt％	0.5wt％	1.0wt％	1.0wt％
					消泡剂	0.1wt％	0.15wt％	0.3wt％	0.2wt％
促进剂	0.01％	0.01％	0.02％	0.02％
					溶剂	22.89wt％	20.34wt％	14.18wt％	20.68wt％
甲组份
					含NCO的聚氨酯性丙烯酸酯	5.6％	8.9％	10.6％	13.3％

将上述实施例的涂料经喷涂于已预处理底涂层的大型塑料工件上，经热烘烤和紫外光固化后效果如下：

性能

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

测试方法

硬度	H	H	HB	HB	GB/T6739-96
						冲击强度	50	30	50	50	GB/T1732-93
附着力	0	0	0	0	GB/T9286-88
						耐磨性(毫克)	5	8	12	15	GB1768-89
耐酒精性	300	300	200	200
						耐湿热性	120	120	120	120	GB1740-89
耐冷热循环性	OK	OK	OK	OK	60℃×2h～-20℃×2h，10次
						光泽	98	105	103	108	GB1743-79
耐QUV性	1.7	2.6	2.8	2.0	ISO4892-3：1194

Claims (10)

1、一种可修补可重涂的紫外光固化涂料，其特征在于包含甲乙两个组份，甲乙组份的重量配比为1∶5～10，其中甲组份为含NCO的聚氨酯性丙烯酸酯，乙组份的组成及其重量含量为：

羟基丙烯酸树脂                          5-20％

饱和官能团基丙烯酸聚合物                5-15％

抗深冲丙烯酸酯                          5-15％

低官能度丙烯酸酯                        5-15％

高官能度丙烯酸酯                        0-5％

环氧丙烯酸酯                            0-25％

低官能度单体                            5-20％

高官能度单体                            0-3％

光引发剂                                2-5％

流平剂                                  0.1-0.3％

消泡剂                                  0.1-0.3％

促进剂                                  0.005-0.05％

溶剂                                    5-25％。

2、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的含NCO的聚氨酯性丙烯酸酯是指NCO含量为5-12.5％的不饱和丙烯酸树脂。

3、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的羟基丙烯酸树脂是指羟基含量为2-4％的丙烯酸树脂。

4、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的饱和官能团基丙烯酸聚合物是指官能度为0～2的含溶剂型丙烯酸改性低聚物。

5、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的抗深冲丙烯酸酯是指官能度为2、伸长率在60％以上的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物。

6、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的低官能度丙烯酸酯是指官能度为2～3的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物。

7、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的高官能度丙烯酸酯是指官能度为5～6的脂肪族聚氨脂丙烯酸预聚物。

8、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的环氧丙烯酸酯是指官能度为2的环氧二丙烯酸预聚物。

9、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的低官能度单体包括单官能度单体、双官能度单体和三官能度单体，其中单官能度单体为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、苯氧基乙基丙烯酸酯或甲基醚化丙氧基改性季戊二醇二丙烯酸酯；双官能度单体为1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化HDDA或3-羟-2，2-二甲基丙基-3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯；三官能度单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化TMPTA或三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯。

10、根据权利要求1所述的涂料，其特征是所述的高官能度单体是指二季戊四醇五/六丙烯酸酯。