CN100469848C - 一种紫外光固化涂料及其制备方法 - Google Patents
一种紫外光固化涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种紫外光固化涂料，该涂料含有主体树脂、稀释剂和光引发剂，含或不含助剂，其中，所述稀释剂为有机溶剂或有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，所述有机溶剂为一种混合有机溶剂，该混合有机溶剂含有快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂；所述快速挥发溶剂是相对挥发速度为2.5以上的溶剂，所述中速挥发溶剂是相对挥发速度0.3至小于2.5的溶剂，所述慢速挥发溶剂是相对挥发速度小于0.3的溶剂。该涂料消除了现有涂料固化形成的漆膜表面粗糙、出现气泡、针眼、缩孔等流平不良现象，漆面流平良好。
Description
技术领域
本发明是关于一种光固化涂料及其制备方法，更具体地说是关于一种紫外光固化涂料及其制备方法。
背景技术
紫外光固化涂料是一种近年来发展起来的光固化涂料，与传统的光固化涂料相比，紫外光固化涂料具有较高的固含量，因而生产效率高。同时，其干燥时间也较短。
现有的紫外光固化涂料含有成膜物质，稀释剂和光引发剂，有时还含有流平剂、消泡剂、润滑剂、耐磨剂等助剂。其中，所述稀释剂为官能度数为1-5个或更多的丙烯酸酯单体或者是该官能度数为1-5个或更多的丙烯酸酯单体与有机溶剂的混合物。所述成膜物质包括主体树脂和同时作为稀释剂的官能度数为1-5个或更多的丙烯酸酯单体。所述主体树脂选自聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的至少一种。
例如，CN1297972A公开了一种紫外光固化涂料，该涂料含有5-40重量％的环氧丙烯酸酯树脂或环氧甲基丙烯酸酯树脂，5—40重量％的聚氨酯丙烯酸酯，20-60重量％的双官能团丙烯酸酯或双官能团甲基丙烯酸酯，1-25重量％的三官能团丙烯酸酯或三官能团甲基丙烯酸酯和1-10重量％的光引发剂。
CN1436825A公开了一种紫外光固化涂料，该涂料由20-50重量％的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，0-20重量％的丙烯酸改性环氧树脂，10-50重量％的反应性丙烯酸酯单体，1-5重量％的光引发剂，0.3-1重量％的流平剂，0.1-0.5重量％的消泡剂，0.5-1.5重量％的润滑剂，0.5-3重量％的耐磨剂和2-20重量％的溶剂组成。所述溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯、异丙醇、乙二醇乙醚醋酸酯或它们的混合物。
上述涂料可以作为木器、皮革和金属的面漆使用，但是，漆面流平不良，表现在漆面有气泡、针眼、缩孔等现象。特别是，将其作为塑料配件的面漆时，流平不良现象更加严重。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术紫外光固化涂料漆面流平不良的缺点，提供一种漆面流平良好的紫外光固化涂料及其制备方法。
本发明的发明人发现，稀释剂中的有机溶剂的挥发速度是涂膜层流平的一个决定性因素，挥发速度太快会使得形成的气泡不能逸出漆膜，从而使其表面粗糙，出现气泡、针眼、缩孔。挥发速度太慢则会使溶剂在漆膜表面停留太久，可能出现流挂，咬底等现象。而现有技术涂料中所用有机溶剂的挥发速度不合适是导致涂料漆面流平不良的主要原因。在涂料中，加入挥发速度不同的几种溶剂，使溶剂的挥发形成一个梯度，可以大大改善涂料漆面的流平不良现象。
本发明提供的涂料含有主体树脂、稀释剂和光引发剂，含或不含助剂，其中，所述稀释剂为有机溶剂或有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，所述有机溶剂为一种混合有机溶剂，该混合有机溶剂含有快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂；所述快速挥发溶剂是相对挥发速度为2.5以上的溶剂，所述中速挥发溶剂是相对挥发速度0.3至小于2.5的溶剂，所述慢速挥发溶剂是相对挥发速度小于0.3的溶剂。
本发明提供的涂料的制备方法包括将主体树脂、稀释剂和光引发剂混合，使所述光引发剂完全溶解，并且使所述主体树脂均匀分散于所述稀释剂中，将得到的浆液过滤，其中，所述稀释剂为有机溶剂或有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，所述有机溶剂为一种混合有机溶剂，该混合有机溶剂含有快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂；所述快速挥发溶剂是相对挥发速度为2.5以上的溶剂，所述中速挥发溶剂是相对挥发速度0.3至小于2.5的溶剂，所述慢速挥发溶剂是相对挥发速度小于0.3的溶剂。
由于本发明提供的涂料采用了三种不同挥发速度的有机溶剂，可以根据涂料中主体树脂，合理调解三种不同挥发速度的有机溶剂的种类和用量，使有机溶剂的挥发速度和溶解力更加合理，消除了现有涂料固化形成的漆膜表面粗糙、出现气泡、针眼、缩孔等流平不良现象，漆面流平良好。该涂料同时具有现有紫外光固化涂料所通常具有的其它优点，如耐腐蚀的优点。
具体实施方式
按照本发明提供的涂料，所述主体树脂、稀释剂、光引发剂和助剂的含量为紫外光固化涂料中这些组分常规的含量。一般来说，以涂料的总量为基准，所述主体树脂的含量为5-95重量％，优选为12-80重量％，稀释剂的含量为2-90重量％，优选为15-85重量％，光引发剂的含量为1-10重量％，优选为2-8重量％，助剂的含量为0-15重量％，优选为0-10重量％。
所述稀释剂可以全部为所述混合有机溶剂，也可以是混合有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，以所述稀释剂的量为基准，混合有机溶剂的含量至少为20重量％，优选至少为30重量％。
有机溶剂对涂料体系起稀释和溶解作用，它协助漆膜层的形成。在喷涂时，部分溶剂挥发，主体树脂、光引发剂，有时还包括丙烯酸酯单体附在底材上并成膜，此时溶剂的挥发严重影响涂膜层的流平性能，在喷涂后加热阶段，膜层进一步流平，并且溶剂完全挥发掉，此时主体树脂以及丙烯酸酯单体等形成未固化的漆膜，到此时流平过程基本完成。经过紫外光固化后就形成固化后的漆膜层。
在有机溶剂的诸多性质中，挥发速度、溶解力和表面张力是影响涂膜层流平性的关键因素，而其他性能如比重、密度等对涂膜层影响不大。
一般来说，有机溶剂的表面张力值相差不大，常温下在30达因/厘米附近，因此，在配比所述有机溶剂混合物时，不考虑其表面张力大小，而是在涂料中加入流平剂降低其表面张力。
溶剂的溶解力由溶剂的溶解性参数决定，溶解性参数越大，溶解力越强，需选择合适的溶解力组成的溶剂来溶解主体树脂，光引发剂，有时还有丙烯酸酯单体。
溶剂的挥发速度是涂膜层流平的一个最为关键的因素，挥发速度太快会使得形成的气泡不能逸出漆膜，从而使其表面粗糙，出现气泡、针眼、缩孔等现象。挥发速度太慢则会使溶剂在漆膜表面停留太久，出现流挂，咬底等现象。溶剂的选择则必须首先考虑到溶剂的整体挥发状况，使溶剂具有一定的挥发梯度，而后再考虑调整溶剂的溶解力。
按照本发明提供的涂料，虽然所述混合有机溶剂中只要存在快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂三种不同的有机溶剂，就可以达到本发明的目的，但是，为了使溶剂的挥发速度和溶解力匹配的更好，优选情况下，以所述混合有机溶剂为基准，快速挥发溶剂的含量为10-80重量％，优选为20-60重量％；中速挥发溶剂的含量为5-60重量％，优选为15-50重量％；慢速挥发溶剂的含量为5-50重量％，优选为10-30重量％。这样的配比使涂料中的有机溶剂在喷涂和加温固化过程中，依次从涂膜表面脱离出来，保证了漆膜表面均匀地流平。
按照本发明提供的涂料，可以根据主体树脂需要的有机溶剂的溶解力，调解中速挥发溶剂的种类和用量，使混合有机溶剂的溶解力适中。在使用过程中，还可以根据涂料使用环境的温度，对三种有机溶剂的种类和含量进行调整，在喷涂环境温度较低时(如低于10℃)，可以使用挥发速度更快的快速挥发溶剂和/或加大快速挥发溶剂的含量，相反在喷涂环境温度较高时(如高于30℃)，可以使用挥发速度较慢的快速挥发溶剂、中速挥发溶剂及慢速挥发溶剂和/或减小快速挥发溶剂的含量。优选情况下，所述混合有机溶剂的相对挥发速度为1-6，优选为2-4.5。
所述混合有机溶剂的含量应满足涂料体系的稀释及固含量的要求，在粘度上必须适合涂料的喷涂工艺，太稀则容易造成流挂，不容易达到合适当喷涂厚度，太粘则增加施工的难度以及流平不良。
所述相对挥发速度是指将乙酸正丁酯的挥发速度定为1，有机溶剂的相对挥发速度是相对于乙酸正丁酯的挥发速度。
下面以非穷举的方式给出了所述快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂可以选择的范围。
例如，所述快速挥发溶剂可以选自丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮、乙酸甲酯、丁酮、异丙酮、乙酸异丙酯、甲基异丁基甲酮、甲基乙基甲酮中的一种或几种。
中速挥发溶剂可以选自乙酸正丁酯，乙酸异丁酯，甲基异戊基甲酮，甲基正戊基甲酮，甲苯，二甲苯，丁醇，乙酸戊酯，乙酸异已酯，丙酸正丁酯，环己酮，异丁酸异丁酯中的一种或几种。
慢速挥发溶剂可以选自乙二醇正丁醚，乙二醇异丁醚，乙二醇乙醚乙酸酯，乙二醇丁醚乙酸酯，二异丁基甲酮，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚中的一种或几种。
所述主体树脂选自现有紫外光固化涂料常用的主体树脂中的一种或几种，这些主体树脂为本领域技术人员所公知，例如，所述主体树脂可以选自聚酯丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂和环氧丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
所述官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体为紫外光固化涂料常用的组分，为本领域技术人员所公知。例如，单官能度丙烯酸酯单体可以选自丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸已内酯、乙氧化羟乙基甲基丙烯酸酯中的一种或几种。双官能度丙烯酸酯单体可以选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1，6已二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，6已二醇二甲基二丙烯酸酯(HDDMA)、二丙二醇二丙烯酸酯、(2)乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。三官能度稀酸酯单体可以选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基三丙烯酸酯、(6)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(6)丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、(5，5)高活性丙氧化甘油三丙烯酸酯中的一种或几种。四官能度丙烯酸酯单体可以选自二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、(4)乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种，五官能度稀酸酯单体可以选自五丙烯酸酯和/或季戊四醇五丙烯酸酯，六官能度稀酸酯单体可以选自二季戊四醇六丙烯酸酯。
1-2官能度丙烯酸酯单体为低官能度丙烯酸酯单体，低官能度丙烯酸酯单体对主体树脂的稀释效果较好，但活性低，交联密度小，对主体树脂形成的漆膜的耐磨性和硬度会造成显著的不良影响。3-6官能度丙烯酸酯单体为高官能度丙烯酸酯单体，高官能度丙烯酸酯单体活性较高，对保持固化后漆膜的耐磨性、硬度和耐溶剂性有利，但是，会增加涂料的稀释难度，并且会导致漆膜对底材的附着力下降。因此要根据具体性能要求，恰当地组合使用低官能度丙烯酸酯单体和高官能度丙烯酸酯单体。优选情况下，低官能度丙烯酸酯单体与高官能度丙烯酸酯单体的重量比为0.5-18，优选为1-15。
本发明涂料中所述的光引发剂种类和用量为本领域技术人员所公知，例如，所述光引发剂可以选自IHT-PI185，IHT-PI907，Irgacure651，Irgacure184，Irgacure369，Irgacure754，Irgacure2022，darocur1173，darocurMBF中的一种或几种。其中IHT-PI系列是中国国内商品，Irgacure，darocur系列是瑞士汽巴公司产品，其牌号为本领域技术人员所公知。以涂料总量为基准，所述光引发剂的含量为光引发剂的含量为1-10重量％，优选为2-8重量％。
按照本发明提供的涂料，该涂料还可以含有一种偶联剂，以涂料总量为基准，所述偶联剂的含量为0-8重量％，优选为0-5重量％。所述偶联剂指能改善主体树脂的相容性和润湿性，提高涂料形成的膜层与被涂覆的表面之间的粘合力的任何物质，如硅烷类偶联剂，特别是日本信月公司出品的KBM603，KBM503，KBM403，美国威科公司出品的A-174，美国联碳公司出品的A-1100和A-151中的一种或几种。
本发明涂料中还可以含有一种分散剂，所述分散剂指任何能改善所述主体树脂在溶剂中分散状态的物质，如Kerper-602，Kerper-605，Kerper630，CFC-500HP，CFC-510，CFC-637，CFC-604S中的一种或几种。以涂料总量为基准，分散剂的含量为，0-5重量％，优选为0-3重量％。其中Kerper系列为美国Kerper公司产品，CFC系列为法国CFC公司产品。
所述助剂指紫外光固化涂料常用的流平剂、消泡剂、润滑剂、耐磨剂中的一种或几种。这些助剂的种类和用量为本领域技术人员所公知。
加入耐磨剂的目的是进一步提高涂料的耐磨性能，耐磨剂可在一定程度上改善涂料固化后的物理机械性能，增强漆膜的表面硬度。耐磨剂的加入量不能太大，否则会影响漆膜对底材的附着力。所述耐磨剂的含量为该类涂料中常规的含量，一般来说，以涂料总量为基准，耐磨剂的含量为0-5重量％。所述的耐磨剂的种类为本领域技术人员所公知，它可以是具有一定机械强度的有机高分子物质或无机物粉末，如尼龙粉末，滑石粉，聚乙烯蜡，石灰石粉，钛白粉中的一种或几种。
所述润滑剂可以进一步改善涂料固化后涂层的手感，并可以增加涂层的光泽度，其种类和用量为本领域技术人员所公知。如所述润滑剂可以是石蜡材料，以涂料总量为基准，润滑剂的含量为0-5重量％，优选为0.2-1.5重量％。
所述的流平剂的种类和用量为本领域技术人员所公知，例如所述流平剂可以选自EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600、BYK366，BYK333，BYK307、DEGO410中一种或几种。其中EFKA系列是荷兰爱夫卡公司产品，BYK系列是BYK公司产品，DEGO系列是德国迪高公司产品，以上其牌号为本领域技术人员所公知。以涂料总量为基准，所述流平剂的含量为0-1.5重量％，优选为0-1重量％
本发明涂料中所述的消泡剂的种类和用量为本领域技术人员所公知，例如，所述消泡剂可以选自EFKA2022、EFKA2527、EFKA2040、BYK352，BYK354，BYK357中一种或几种。以涂料总量为基准，所述消泡剂的含量为0-2重量％，优选为0-1.5重量％。
按照本发明提供的涂料的制备方法，所述主体树脂、稀释剂和光引发剂的混合可以同时进行也可以分步进行，优选情况下，将光引发剂与部分稀释剂混合，使光引发剂充分溶解，得到一种含有光引发剂的溶液，将主体树脂与部分稀释剂混合均匀，得到一种含有主体树脂的浆液，再将含有光引发剂的溶液和含有主体树脂的浆液混合均匀，最后加入剩余的稀释剂混合均匀。
为了使所述主体树脂均匀分散，将主体树脂与部分稀释剂混合时，可以提高混合的温度，混合的温度为常规的混合温度，该温度一般为30-60℃。
如果所述涂料中还含有偶联剂、分散剂和/或助剂，本发明提供的方法还包括在加入剩余的稀释剂之前，在得到含有光引发剂、主体树脂和所述有机溶剂的浆液中，加入所述偶联剂、分散剂和/或助剂，并混合均匀的步骤。所述偶联剂、分散剂和助剂可以同时加入也可以分步加入，加入的顺序对涂料的性能没有显著的影响。
按照本发明提供的方法，一个优选的实施方案包括(1)将的光引发剂与部分稀释剂混合，搅拌至充分溶解；(2)将主体树脂与部分稀释剂混合均匀，(3)将步骤(1)和(2)得到的产物混合；(4)继续加入或不加入助剂、偶联剂和/或分散剂，并混合均匀；(5)降温，过滤得到的浆液；(6)继续加入剩余的稀释剂，混合均匀。
在本发明提供的方法中，各物质的用量应使得到涂料中，以涂料的总量为基准，所述主体树脂的含量为5-95重量％，优选为12-80重量％，稀释剂的含量为2-90重量％，优选为15-85重量％，光引发剂的含量为1-10重量％，优选为2-8重量％，助剂的含量为0-15重量％，优选为0-10重量％，以所述稀释剂的量为基准，有机溶剂的含量至少为20重量％，优选至少为30重量％。
本发明提供的涂料适合用作各种材料表面的面漆，特别是便携器件的塑料配件的面漆，如手机壳体表面、手提电脑外壳、化妆品外壳的面漆。涂膜厚度一般为6-15微米，50oC烘干10-15分钟，并经紫外光照射20-25秒，可以得到良好的固化膜层。
下面的实施例将对本发明做进一步说明。
实施例1
本实施例说明本发明提供的涂料及其制备方法。
配置如下组成的混合有机溶剂A，混合有机溶剂A中，快速挥发溶剂的含量为25重量％(异丙酮含量为15重量％、甲基异丁基甲酮含量为10重量％)，中速挥发溶剂的含量为45重量％(二甲苯含量为20重量％、环己酮含量为25重量％)，慢速挥发溶剂的含量为30重量％(丙二醇丁醚含量为15重量％、乙二醇丁醚乙酸酯含量为15重量％)。混合有机溶剂A的相对挥发速度为2.0。
按如下步骤制备涂料：(1)将的3克光引发剂Irgacure651与3.7克混合有机溶剂A混合，搅拌至充分溶解；(2)将60克主体树脂六官能度脂肪族聚氨酯(Sartomer公司产品，产品牌号为CN965)丙烯酸酯与14.8克混合有机溶剂A在40℃混合，搅拌均匀，(3)将步骤(1)和(2)得到的产物混合；(4)降温，过滤得到的浆液，以除去残渣；(5)继续加入18.5克混合有机溶剂A，搅拌均匀，得到涂料T1。表1给出了T1的组成
实施例2
本实施例说明本发明提供的涂料及其制备方法。
配置如下组成的混合有机溶剂B，混合有机溶剂B中，快速挥发溶剂的含量为60重量％(乙酸甲酯含量为35重量％、四氢呋喃含量为25重量％)，中速挥发溶剂的含量为20重量％(乙酸异丁酯含量为15重量％、丁醇含量为5重量％)，慢速挥发溶剂的含量为20重量％(乙二醇丁醚乙酸酯含量为20重量％)。混合有机溶剂B的相对挥发速度为4.5。
按如下步骤制备涂料：(1)将的6克光引发剂(3克Irgacure和3克darocur1173)与12.8克混合有机溶剂B混合，搅拌至充分溶解；(2)将30克主体树脂五官能度聚氨酯丙烯酸酯与12.8克混合有机溶剂B在40℃混合，搅拌均匀，(3)将步骤(1)和(2)得到的产物混合；(4)降温，过滤得到的浆液，以除去残渣；(5)继续加入38.4克混合有机溶剂B，搅拌均匀，得到涂料T2。表1给出了T2的组成
对比例1-6
本对比例说明参比涂料及其制备方法。
按照实施例2的方法制备涂料，不同的只是分别用混合有机溶剂B1、混合有机溶剂B2、有机溶剂B3、混合有机溶剂B4、混合有机溶剂B5和混合有机溶剂B6代替混合有机溶剂B，得到参比涂料TB1-TB6。表1给出了TB1-TB6的组成。
其中，混合有机溶剂B1由乙酸甲酯和四氢呋喃组成，乙酸甲酯与四氢呋喃的重量比为1.4。混合有机溶剂B2由乙酸异丁酯和丁醇组成，乙酸异丁酯和丁醇重量比为3：1。有机溶剂B3为乙二醇丁醚乙酸酯。混合有机溶剂B4由乙酸甲酯、四氢呋喃和乙二醇丁醚乙酸酯组成，乙酸甲酯、四氢呋喃和乙二醇丁醚乙酸酯的重量比为1.75：1.25：1。混合有机溶剂B5由乙酸甲酯、四氢呋喃、乙酸异丁酯和丁醇组成，乙酸甲酯、四氢呋喃、乙酸异丁酯和丁醇的重量比为7：5：3：1。混合有机溶剂B6由乙酸异丁酯、丁醇和乙二醇丁醚乙酸酯组成，乙酸异丁酯、丁醇和乙二醇丁醚乙酸酯的重量比为3：1：4。
表1
| 实施例编号 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 |
| 涂料编号 | T1 | T2 | TB1 | TB2 | TB3 | TB4 | TB5 | TB6 |
| 主体树脂含量，重量％ | 60 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 光引发剂含量，重量％ | 3 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 稀释剂含量，重量％ | 37 | 64 | 64 | 64 | 64 | 64 | 64 | 64 |
实施例3
本实施例说明本发明提供的涂料及其制备方法。
配制混合有机溶剂C，混合有机溶剂C含有：快速挥发溶剂36重量％(丙酮28重量％，乙酸乙酯8重量％)，中速挥发溶剂44重量％(甲苯8重量％，乙酸异丁酯8重量％，正丁醇16重量％，环己酮12重量％)，慢速挥发溶剂(乙二醇丁醚乙酸酯)20重量％。混合有机溶剂C的相对挥发速度为3.25。
按如下步骤制备涂料：(1)将的8克光引发剂Irgacure184与8克混合有机溶剂C混合，搅拌至充分溶解；(2)将30克主体树脂环氧丙烯酸酯树脂(galstaff公司产品，产品牌号为syncry1234)、20克聚酯丙烯酸酯树脂(sartomer公司产品，产品牌号为CNUVP225)与10克单官能度丙烯酸酯单体HEA，10克双官能度丙烯酸酯单体HDDA，20克三官能度丙烯酸单体TMPTA，5克四官能度丙烯酸酯单体季戊四醇四丙烯酸酯，5克五官能度丙烯酸酯单体五丙烯酸酯混合，在50℃混合，搅拌均匀，(3)将步骤(1)和(2)得到的产物混合；(4)在步骤(3)得到的产物中加入0.6克流平剂EFKA3035，0.8克消泡剂BYK052和2克分散剂Kerper-605，搅拌均匀；(5)降温，过滤得到的浆液，以除去残渣；(6)继续加入剩余的117克混合有机溶剂C(混合有机溶剂C占稀释剂的71.4重量％)，搅拌均匀，得到涂料T3。表2给出了T3的组成。
实施例4
本实施例说明本发明提供的涂料及其制备方法。
按实施例3的方法制备涂料，不同的是，单官能度丙烯酸酯单体HEA的用量为20克双官能度丙烯酸酯单体HDDA的用量为20克，三官能度丙烯酸单体TMPTA的用量为3克，不加入四官能度丙烯酸酯单体季戊四醇四丙烯酸酯和五官能度丙烯酸酯单体五丙烯酸酯，流平剂EFKA3035的用量为1克，消泡剂BYK052的用量为1克、分散剂Kerper-605的用量为1克，在步骤(4)中还同时加入7克偶联剂A-1100，5克耐磨剂石灰石粉末和1克润滑剂石蜡，步骤(6)中混合有机溶剂C的用量为20克(混合有机溶剂C占稀C占稀释剂的39.4重量％)，搅拌均匀，得到涂料T4。表2给出了T4的组成。
表2
| 实施例编号 | 3 | 4 |
| 涂料编号 | T3 | T4 |
| 主体树脂含量，重量％ | 21.2 | 34.5 |
| 光引发剂含量，重量％ | 3.4 | 5.5 |
| 稀释剂含量，重量％ | 74.0 | 49.0 |
| 偶联剂含量，重量％ | - | 4.8 |
| 分散剂含量，重量％ | 0.8 | 0.7 |
| 流平剂含量，重量％ | 0.3 | 0.7 |
| 消泡剂含量，重量％ | 0.3 | 0.7 |
| 耐磨剂含量，重量％ | - | 3.4 |
| 润滑剂含量，重量％ | - | 0.7 |
实施例5-8
下面的实施例说明本发明提供的涂料耐磨性、硬度和附着力。
将实施例1-4得到的涂料T1-T4喷涂于塑料外壳上，50℃烘干15分钟，并经紫外光照射25秒，得到厚度为12微米的固化膜层。测试固化膜层的耐磨性和硬度，结果如表3所示。
其中，耐磨性测定使用美国诺曼仪器设备公司生产的7-IBB型RCA磨耗仪，在175克力的作用下，磨喷涂后的漆膜，漆膜露底材时，橡胶轮转动的次数。
附着力测定用划格器在喷涂表面划100个1毫米×1毫米的正方形格，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快速度垂直揭起，观察划痕边缘处有无脱漆。如脱漆量在0-5％之间为5B，在5-10％之间为4B，在10-20％之间为3B，在20-30％之间为2B，在30-50％之间为B，在50％以上为0B。
硬度测定按照GB/6739T中第四章规定执行。
表3：
| 实施例编号 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 涂料编号 | T1 | T2 | T3 | T4 |
| 耐磨性(次) | 460 | 480 | 420 | 380 |
| 附着力 | 5B | 5B | 4B | 5B |
| 硬度 | 2H | 2H | 2H | 2H |
从表3的结果可以看出，本发明提供的涂料具有较强的耐磨性能、硬度和附着力。
实施例9-12
下面的实施例说明本发明提供的涂料形成的涂膜层的流平性能。
将实施例1-4得到的涂料T1-T4喷涂于塑料外壳上，50℃烘干15分钟，并经紫外光照射25秒，得到厚度为12微米的固化膜层。观察成膜过程和固化后膜层的流平性能。结果见表4。
对比例7-12
下面的对比例说明参比涂料形成的涂膜层的流平性能。
将对比例1-6得到的涂料TB1-TB6喷涂于塑料外壳上，50℃烘干15分钟，并经紫外光照射25秒，得到厚度为12微米的固化膜层。观察成膜过程和固化后膜层的流平性能。结果见表4。
表4
| 涂料编号 | 喷涂后漆膜丰满度 | 喷涂并经固化后漆膜状况 | |
| 实施例9 | T1 | 丰满 | 表面优秀，漆膜平整，光泽度高，无任何不良现象。 |
| 实施例10 | T2 | 丰满 | 表面优秀，漆膜平整，光泽度高，无任何不良现象。 |
| 对比例7 | TB1 | 差 | 表面不平整，光泽度高，有较多，气泡、针眼和缩孔。 |
| 对比例8 | TB2 | 较差 | 表面不平整，光泽度一般，有流挂现象。 |
| 对比例9 | TB3 | 差 | 表面不平整，光泽黯淡，流挂现象严重。 |
| 对比例10 | TB4 | 较差 | 表面不平整，光泽度高，有气泡、针眼和缩孔。 |
| 对比例11 | TB5 | 较差 | 表面不平整，光泽度高，有气泡、针眼和缩孔 |
| 对比例12 | TB6 | 较差 | 表面不平整，光泽黯淡，有流挂现象 |
| 实施例11 | T3 | 较丰满 | 表面良好，漆膜平整，光泽度高。 |
| 实施例12 | T4 | 丰满 | 表面优秀，漆膜平整，光泽度一般，无明显不良现象。 |
表4的结果表明，本发明提供的涂料固化成膜后，漆膜的流平性能得到大幅度提高。
Claims (19)
1.一种紫外光固化涂料，该涂料含有主体树脂、稀释剂和光引发剂，含或不含助剂，其特征在于，所述稀释剂为有机溶剂或有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，所述有机溶剂为一种混合有机溶剂，该混合有机溶剂含有快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂；所述快速挥发溶剂是相对挥发速度为2.5以上的溶剂，所述中速挥发溶剂是相对挥发速度0.3至小于2.5的溶剂，所述慢速挥发溶剂是相对挥发速度小于0.3的溶剂，所述相对挥发速度是指将乙酸正丁酯的挥发速度定为1，有机溶剂的相对挥发速度是相对于乙酸正丁酯的挥发速度。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，以涂料的总量为基准，所述主体树脂的含量为5-95重量％，稀释剂的含量为2-90重量％，光引发剂的含量为1-10重量％，助剂的含量为0-15重量％。
3.根据权利要求2所述的涂料，其特征在于，以涂料的总量为基准，所述主体树脂的含量为12-80重量％，稀释剂的含量为15-85重量％，光引发剂的含量为2-8重量％，助剂的含量为0-10重量％。
4.根据权利要求1、2和3中任意一项所述的涂料，以所述稀释剂的量为基准，所述混合有机溶剂的含量至少为30重量％。
5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，以所述混合有机溶剂为基准，快速挥发溶剂的含量为10-80重量％，中速挥发溶剂的含量为5-60重量％，慢速挥发溶剂的含量为5-50重量％。
6.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，以所述有机溶剂为基准，快速挥发溶剂的含量为20-60重量％，中速挥发溶剂的含量为15-50重量％，慢速挥发溶剂的含量为10-30重量％。
7.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述混合有机溶剂的相对挥发速度为1-6。
8.根据权利要求1、5和6中任意一项所述的涂料，其特征在于，所述快速挥发溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、乙酸甲酯、丁酮、异丙酮、乙酸异丙酯、甲基异丁基甲酮、甲基乙基甲酮中的一种或几种。
9.根据权利要求1、5和6中任意一项所述的涂料，其特征在于，所述中速挥发溶剂选自乙酸正丁酯，乙酸异丁酯，甲基异戊基甲酮，甲基正戊基甲酮，甲苯，二甲苯，丁醇，乙酸戊酯，乙酸异已酯，丙酸正丁酯，环己酮，异丁酸异丁酯中的一种或几种。
10.根据权利要求1、5和6中任意一项所述的涂料，其特征在于，所述慢速挥发溶剂选自乙二醇正丁醚，乙二醇异丁醚，乙二醇乙醚乙酸酯，乙二醇丁醚乙酸酯，二异丁基甲酮，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚中的一种或几种。
11.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述主体树脂选自聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的一种或几种。
12.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体选自低官能度丙烯酸酯单体和高官能度丙烯酸酯单体中的一种或几种，所述低官能度丙烯酸酯单体为官能度为1-2的丙烯酸酯单体，所述高官能度丙烯酸酯单体为官能度为3-6的丙烯酸酯单体，并且，低官能度丙烯酸酯单体与高官能度丙烯酸酯单体的重量比为0.2-20。
13.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，该涂料还含有一种偶联剂，以涂料总量为基准，所述偶联剂的含量为0-8重量％，所述偶联剂指能改善主体树脂的相容性和润湿性，提高涂料形成的膜层与被涂覆的表面之间的粘合力的任何物质。
14.根据权利要求13所述的涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
15.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，该涂料还含有一种分散剂，所述分散剂指任何能改善所述主体树脂在溶剂中分散状态的物质，以涂料总量为基准，分散剂的含量为0-5重量％。
16.权利要求1所述涂料的制备方法，该方法包括将主体树脂、稀释剂和光引发剂混合，使所述光引发剂完全溶解，并且使所述主体树脂均匀分散于所述稀释剂中，将得到的浆液过滤，其特征在于，所述稀释剂为有机溶剂或有机溶剂与官能度数为1-6个的丙烯酸酯单体的混合物，所述有机溶剂为一种混合有机溶剂，该混合有机溶剂含有快速挥发溶剂、中速挥发溶剂和慢速挥发溶剂；所述快速挥发溶剂是相对挥发速度为2.5以上的溶剂，所述中速挥发溶剂是相对挥发速度0.3至小于2.5的溶剂，所述慢速挥发溶剂是相对挥发速度小于0.3的溶剂，所述相对挥发速度是指将乙酸正丁酯的挥发速度定为1，有机溶剂的相对挥发速度是相对于乙酸正丁酯的挥发速度。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述主体树脂、稀释剂和光引发剂混合的步骤为，将光引发剂与部分稀释剂混合，使光引发剂充分溶解，得到一种含有光引发剂的溶液；将主体树脂与部分稀释剂混合均匀，得到一种含有主体树脂的浆液；将含有光引发剂的溶液和含有主体树脂的浆液混合均匀，最后加入剩余的稀释剂混合均匀。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法还包括在加入剩余的稀释剂之前，在得到的含有光引发剂、主体树脂和所述有机溶剂的浆液中，加入偶联剂、分散剂和/或助剂，并混合均匀的步骤。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该方法包括(1)将光引发剂与部分稀释剂混合，搅拌至充分溶解；(2)将主体树脂与部分稀释剂混合均匀，(3)将步骤(1)和(2)得到的产物混合；(4)继续加入或不加入助剂、偶联剂和/或分散剂，并混合均匀；(5)降温，过滤得到的浆液；(6)继续加入剩余的稀释剂，混合均匀。
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