CN101333347B - 一种抗污和防涂鸦涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗污和防涂鸦涂料及其制备方法，按重量份计该涂料由以下组份组成：二官能团氟丙烯酸酯低聚物15-20份；二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物3-10份；六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物10-40份；二官能团环氧丙烯酸酯低聚物1-30份；光引发剂1-10份；活性稀释单体10-25份；助剂0.5-5份；有机溶剂10-25份。本发明提供的具有抗污和防涂鸦涂料形成的漆膜结构致密、表面张力达27-33达因/厘米，有效地防止了各种涂鸦物质如油性笔、水性笔、喷墨等和污染物质等渗透到涂料或基材中，降低了清洁难度，且该涂料抗污和防涂鸦效果佳，使用寿命长。该涂料制备方法将各涂料组分混合搅匀即可，方法十分经济简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性涂料及其制备方法，特别是涉及一种具有抗污和防涂鸦功能的涂料及其制备方法。
背景技术
在现代生活中涂鸦和污染时刻存在，比如电话亭、电线杆、墙幕板、建筑外墙等设施的涂鸦如水性笔记号、油性笔记号、喷涂小广告、牛皮癣广告，另外室内装修用的金属墙板、厨房橱柜板、厨具上(燃气炉、抽烟机等)等的污质均日益成为人们日常生活中的烦恼，由于其基材的多孔性，涂鸦和污质极易渗入基材中不易清洁，成为了人们急需解决的问题。
现有技术中，传统的涂料固化后形成的漆膜，存在着硬度不够，耐温性差，且容易开裂等问题，当被涂鸦或污质污染时，无法达到防污和防涂鸦的效果。
在传统的防涂鸦和抗污涂料中，其有效成份仅在涂料固化形成的漆膜表面上添加有机硅或有机氟成分，但其添加量少，且很少作为反应成份交联于涂料固化形成的漆膜中，因此涂料固化形成的漆膜的内部结构不够致密，涂鸦物质和污质极易渗入漆膜之中而导致不易清洁，而且这种漆膜表面经多次擦洗后此种有效物质很容易磨损，因而会导致其防涂鸦和抗污能力减弱，使用寿命缩短，重新涂装又困难等问题。
所谓交联反应是指高分子链之间形成新的键，使之成为网状结构高分子的反应。高分子发生交联后，非晶态高分子就变得更有弹性，强度也会增加。交联反应有利于提高使用温度及克服应力开裂等现象。
因此，传统的防涂鸦和抗污涂料有待于更新。
发明内容
本发明目的在于提供一种抗污和防涂鸦涂料及其制备方法，该涂料所形成的漆膜具有致密结构，能有效防止涂鸦物质成分和污质渗入涂料漆膜之中。
本发明中官能数目以单位分子所含碳碳不饱和双键C＝C的数量为基准，如含有六个碳碳不饱和双键为六官能团，两个碳碳双键的为二官能团。
本发明的技术方案如下
一种抗污和防涂鸦功涂料，按重量份计该涂料由以下组份组成：
二官能团氟丙烯酸酯低聚物 15-20份；
二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物 3-10份；
六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物 10-40份；
二官能团环氧丙烯酸酯低聚物 1-30份；
光引发剂 1-10份；
活性稀释单体 10-25份；
助剂 0.5-5份；
有机溶剂 10-25份。
上述涂料，所述光引发剂的优选份数为5份。
所述的涂料，其中，所述光引发剂为下述成份中的一种或多种：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；1-羟基-环己基苯酮；2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦；双2，4，6-三甲基苯甲酰苯基氧化膦；二苯甲酮。
所述的涂料，其中，所述活性稀释单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6一己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
所述的涂料，其中，所述助剂为以下成份中的一种或多种：流平剂、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂。
所述的涂料，其中，所述有机溶剂为以下成份中的一种或多种：丙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、二甲苯、醋酸丁酯。
本发明的主要原理，在于该涂料在辐射固化过程中二官能团氟丙烯酸酯低聚物与二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物中的C＝C双键参与辐射固化，完成交联反应，使其链状结构中C＝C双键发生改变形成C-C单键，内部结构更加稳定，从而使得所得漆膜质地更加致密，可以有效地防止各种涂鸦物质如油性笔、水性笔、喷墨等和污染物质如油脂等渗透到涂料中或基材内部，从而降低了清洁难度。
一种制备所述涂料的方法，其方法如下：
将以下各组份按重量份计：即二官能团氟丙烯酸酯低聚物15-20份、二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物3-10份、六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物10-40份、二官能团环氧丙烯酸酯低聚物1-30份、光引发剂5份、活性稀释单体10-25份、助剂0.5-5份、有机溶剂10-25份，加入搅拌缸中，搅拌均匀，形成涂料。
所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
A1、将六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入到搅拌缸中；
A2、再将二官能团环氧丙烯酸酯低聚物加入到搅拌缸中，并搅拌均匀形成混合物；
A3、将二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A4、将二官能团氟丙烯酸酯低聚物加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A5、将活性稀释单体加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A6、将光引发剂加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌使之溶解均匀；
A7、将助剂加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A8、将有机溶剂加入上一步骤形成的混合物中，搅拌10-15分钟，使之均匀，形成混合物。
本发明所提供的一种抗污和防涂鸦涂料，由于该涂料在辐射固化过程中二官能团氟丙烯酸酯低聚物与二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物中的C＝C双键参与辐射固化，完成交联反应，使其链状结构中C＝C双键发生改变形成C-C单键，内部结构更加稳定，从而使得所得漆膜质地更加致密，表面张力达27-33达因/厘米，这样才可以有效地防止各种涂鸦物质如油性笔、水性笔、喷墨等和污染物质如油脂等渗透到涂料中或基材内部，降低了清洁难度，同时抗污和防涂鸦效果更佳，使用寿命更长，该涂料固化形成漆膜的性能测试结果参见图4至图6。
由于该涂料制备方法简单，只需将配方各组份，按规定的比例混合搅拌均匀，形成混合物即可，因此可自动化生产，并且其生产效率高，耗能和原料耗量少，生产成本低。
附图说明
图1是本发明制备涂料方法的流程示意表；
图2是制备本发明抗污和防涂鸦涂料实施例的组份配方表；
图3是图2的续表；
图4是本发明涂料性能测试对比表，其中，对比例1为现有涂料中的墙面防涂鸦乳胶；对比例2为现有涂料中的金属防涂鸦烤漆；对比例3为现有涂料中的一般装饰性漆，如用于喷涂墙、水泥板、金属板等；“√”表示其性能良好，“×”表示其性能差；
图5是图4的续表；
图6是图5的续表。
具体实施方式
下面通过多个实施例与对比例，对本发明的涂料及其制备方法，以及其抗污和防涂鸦效果作进一步详细的说明。其实施例对应的配方如图2及图3所示，配方中各组份以重量份计。
本发明中所使用的光引发剂、活性稀释单体、助剂以及有机溶剂，为传统制备涂料技术领域中所通用的组分，其除以下实施例所使用的还分别包括多种，以下实施例中所使用的组分为优选组分。
实施例1
将以下组份：六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物10.0份；二官能团环氧丙烯酸酯低聚物16.0份；二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物3.0份；二官能团氟丙烯酸酯低聚物20.0份；活性稀释单体23.0份，其中三羟甲基丙烷三丙烯酸酯17.0份、二缩三丙二醇二丙烯酸酯6.0.0份；光引发剂5.0份，其中，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2.0份、1-羟基-环己基苯酮1.0份、二苯甲酮2.0份；助剂3.0份；有机溶剂20.0份，其中，正丁醇5.0份、二甲苯5.0份、醋酸丁酯10.0份，加入搅拌缸中混合，并搅拌溶解均匀。
在具体实施方式中，光引发剂比例可以为1.0份至10.0份之间，其中，当光引发剂比例为5.0份时，为最佳选择。
制备本发明涂料的操作方法，最好按如下方法进行：
1、将六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物10.0份加入到搅拌缸中；
2、再将二官能团环氧丙烯酸酯低聚物16.0份加入到搅拌缸中，并搅拌均匀，形成混合物；
3、将二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物3.0份加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
4、将二官能团氟丙烯酸酯低聚物20.0份加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
5、将活性稀释单体：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯17.0份、二缩三丙二醇二丙烯酸酯6.0份加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
6、将光引发剂；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮2.0份、1-羟基-环己基苯酮1.0份、二苯甲酮2.0份加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌使之溶解均匀；
7、将助剂3.0份加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
8、将有机溶剂：正丁醇5.0份、二甲苯5.0份、醋酸丁酯10.0份加入上一步骤形成的混合物中，搅拌10-15分钟，使之均匀，形成涂料。本发明制备涂料方法步骤可如图1所示。
涂料制备成功后，将对其在使用过程中的各技术性能进行测试，测试之前将涂料辊涂、淋涂或喷涂于一基材上，并将该基材置于20-100℃温度环境中闪蒸0-10分钟；利用电子束或紫外光对上述经闪蒸后的涂料进行辐射固化，形成固化漆膜。
所述闪蒸技术与辐射固化技术在测试涂料技术性能技术领域中，属于公知技术，在此不再赘述。
将所述形成的固化漆膜进行技术性能测试，其测试性能包括：耐水性、耐盐雾性、耐酸碱性、耐汽油性、耐硬度、耐溶剂擦洗性、附着力、耐粘贴剥离强度、耐温变性、耐人工老化性、耐污染性、耐污染性溶剂擦洗性。
具体性能测试指标如表1所示。测试的对比结果如图4至图6所示。
实施例2
按图2及图3中实施例2对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试的对比结果显示，本发明的各技术性能良好，如图4至图6所示。
表1
实施例3
按图2及图3中实施例3对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示本发明各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例4
按图2及图3中实施例4对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例5
按图2及图3中实施例5对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例6
按图2及图3中实施例6对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例7
按图2及图3中实施例7对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例8
按图2及图3中实施例8对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例9
按图2及图3中实施例9对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例10
按图2及图3中实施例10对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，并测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
实施例11
按图2及图3中实施例11对应所指定的组份重复实施例1相应的操作，得到固化漆膜，测其如实施例1中所述的技术性能，测试指标如表1所示，测试结果显示其各技术性能良好，如图4至图6所示。
对比例1
对现有涂料中一般防涂鸭乳胶漆如实施例1中所述的技术性能进行测试，测试指标如表1所示，测试结果显示其多数技术性能良好，少数留有痕迹，个别性能较差，如图4至图6所示。
对比例2
对现有涂料中金属防涂鸦烤漆如实施例1中所述的技术性能进行测试，测试指标如表1所示，测试结果显示其多数技术性能良好，但少数留有痕迹，如图4至图6所示。
对比例3
对现有涂料中一般装饰性漆(用于喷涂墙、水泥板、金属板等等)如实施例1中所述的技术性能进行测试，测试指标如表1所示，测试结果显示其技术性能有些良好，有些较差，如图4至图6所示。
上述所有实施例中，其中二官能团氟丙烯酸酯低聚物、二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物为本发明的主要有效成份，在辐射固化过程中二官能团氟丙烯酸酯低聚物与二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物中的C＝C双键参与辐射固化，完成交联反应，使其链状结构中C＝C双键发生改变形成C-C单键，内部结构更加稳定，从而使得所得漆膜质地致密，并因此使其表面张力达27-33达因每厘米，从而具有长期有效的抗污和防涂鸦性能。
同时，六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物、二官能团环氧丙烯酸酯低聚物、活性单体是降低粘度和提高漆膜其它物理、化学性能，如硬度、耐溶剂、反应速度等；光引发剂则作为活性成份引发体系聚合；助剂为流平剂、润湿剂、消泡剂以及附着力促进剂等，分别提供底材润湿、表面流平、施工过程消泡以及加强附着力等效果；有机溶剂则提供稀释和降低涂料的黏度。
本发明所提供的涂料，经一般喷涂，淋涂或辊涂施工，固化成膜后具有长期的抗污和防涂鸦性能，特别是针对油污、水笔、油笔或其它记号笔特别有效，主要用作室内外装饰墙、幕、木材、铝材或其它金属基材。
本发明所提供的具有抗污和防涂鸦涂料，将所需各配方组份按一定比例混合搅拌均匀，形成涂料即可。其内部结构致密，在使用过程中形成的漆膜结构致密、表面张力达27-33达因/厘米，有效地防止了各种涂鸦物质如油性笔、水性笔、喷墨等和污染物质如油脂等渗透到涂料中或基材内部，即降低了清洁的难度和涂鸦附着的力度。
同时本发明所提供的涂料还具有以下优点：1、该涂料经一般喷涂、淋涂或辊涂施工，可辐射固化反应，可自动化生产，生产效率高，耗能和涂料耗量少，生产成本低；2、其反应形成的漆膜质地致密，二官能团氟丙烯酸酯低聚物、二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物参与体系交联反应，使其抗污和防涂鸦功能效果更佳，寿命更长；3、其表面张力低，只在27-33达因/厘米范围之内，涂鸦不易附着，清洗方便、快捷，如一般纸巾或棉布即可轻易擦去表面涂鸦，不留痕迹。
Claims (8)
1.一种抗污和防涂鸦涂料，按重量份计该涂料由以下组份组成：
二官能团氟丙烯酸酯低聚物 15-20份；
二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物 3-10份；
六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物 10-40份；
二官能团环氧丙烯酸酯低聚物 1-30份；
光引发剂 1-10份；
活性稀释单体 10-25份；
助剂 0.5-5份；
有机溶剂 10-25份；
其中，官能团中的官能数目以单位分子所含碳碳不饱和双键C＝C的数量为基准。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述光引发剂为5份。
3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述光引发剂为下述成份中的一种或多种：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；1-羟基-环己基苯酮；2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦；双2，4，6-三甲基苯甲酰苯基氧化膦；二苯甲酮。
4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述活性稀释单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6一己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述助剂为以下成份中的一种或多种：流平剂、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂。
6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述有机溶剂为以下成份中的一种或多种：丙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、二甲苯、醋酸丁酯。
7.一种制备权利要求1所述涂料的方法，其方法如下：
将以下各组份按重量份计：即二官能团氟丙烯酸酯低聚物15-20份、二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物3-10份、六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物10-40份、二官能团环氧丙烯酸酯低聚物1-30份、光引发剂5份、活性稀释单体10-25份、助剂0.5-5份、有机溶剂10-25份，加入搅拌缸中，搅拌均匀，形成涂料；其中，官能团中的官能数目以单位分子所含碳碳不饱和双键C＝C的数量为基准。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A1、将六官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入到搅拌缸中；
A2、再将二官能团环氧丙烯酸酯低聚物加入到搅拌缸中，并搅拌均匀形成混合物；
A3、将二官能团有机硅丙烯酸酯低聚物加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A4、将二官能团氟丙烯酸酯低聚物加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A5、将活性稀释单体加入到上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A6、将光引发剂加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌使之溶解均匀；
A7、将助剂加入上一步骤形成的混合物中，并搅拌均匀；
A8、将有机溶剂加入上一步骤形成的混合物中，搅拌10-15分钟，使之均匀，形成涂料。
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