CN105331154A - 一种装饰板用uv高耐候涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装饰板用UV高耐候涂料及其制备方法，其特征在于：它包括低聚物30-60份，热塑性丙烯酸树脂5-10份，丙烯酸酯类单体15-50份，光引发剂3-6份，颜料0-30份，填料0-10份，助剂3-20份，所述份数为质量份数，还包括其制造方法。本发明兼具装饰效果好，硬度2H以上，耐磨性好，漆膜在-40℃、60℃的极端环境没有变化，通过耐盐雾性2000h检测，耐候测试通过Q-Sun检测可达4000h，生产效率高，低VOC排放，污染小，成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工技术领域，尤其涉及一种装饰板材用UV高耐候涂料及其制备方法。
背景技术
现在户外装饰板涂装面层所选用涂料有三类：一是选用水包水水性涂料，这种涂料装饰效果可，但该涂料涂装效率低，耐候性较差，耐水性不好，水包水涂装若用溶剂型涂料罩光，虽耐候性提高，但VOC排放高；二是选用常温固化双组分氟碳涂料，这种涂料一般耐候性好，但该氟碳涂料具有固化速度慢、溶剂含量高、施工不方便等缺点，VOC排放高；三是选用一种光固化氟碳涂料，这类涂料生产效率高，理论上耐候性可，但经涂装检验，与预期结果相差大,耐候性达不到要求。
发明内容
本发明的目的一是提供装饰板用UV高耐候涂料，通过辊涂、喷涂经处理的户外装饰板材后，用UV照射固化，固化好后的涂膜具有装饰效果好，硬度2H以上，耐磨性好，漆膜在-40℃、60℃的极端环境没有变化，通过耐盐雾性2000h检测，耐候测试通过4000hQ-Sun检测等特点。采用光固化涂装工艺，生产效率高，低VOC排放，污染小，成本低的优点。
本发明的另一目的是提供一种装饰板材用UV高耐候涂料的制备方法
本发明的装饰板材用UV高耐候涂料组成和含量为：
低聚物30-60份，热塑性丙烯酸树脂5-10份，丙烯酸酯类单体15-50份，光引发剂3-6份，颜料0-30份，填料0-10份，助剂3-20份。
作为上述技术方案的进一步优化：
所述低聚物可以是脂肪族环氧丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的任意一种或者两者的混合物，所述的脂肪族环氧丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分子机构的主链不含酯键、醚键，苯环，因此具有不易被水解，不易被酸碱分解，且具有耐高低温的性能。
所述热塑性丙烯酸树脂为罗门哈斯的B44、日本三菱BR-116固体热塑性丙烯酸树脂中的任意一种或两种的混合物。
所述丙烯酸酯类单体采用：1,6已二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种或它们的混合物。
所述引发剂采用1-羟基-环已基-苯基甲酮、光引发剂819、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、光引发剂369、2异丙基硫杂蒽酮，他们的任意混合物。
所述的颜料是钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、酞菁系列、二氧化硅包覆银粉、二氧化硅包覆铝粉、汽车级珠光粉、或它们的任意混合物。
所述填料采用绢云母粉，高岭土中的任意一种或它们的混合物。
所述的助剂包括流平剂、消泡剂、基材润湿剂、润湿分散剂、防沉剂、消光粉、光稳定剂。其中流平剂所加入量为0～0.1份，消泡剂为0.2～0.5份，基材润湿剂0.2-0.5份，润湿分散剂为1～3份，防沉剂0-3份，消光粉0-15份，光稳定剂1-4份。
所述流平剂是德国嬴创化学公司TEGO2700。
所述消泡剂是德国毕克化学公司BYK055。
所述基材润湿剂是德国嬴创化学公司TEGO500。
所述润湿剂分散剂是德国巴斯夫EFKA4100或德国嬴创化学TEGODispers650或德国毕克化学公司BYK110。
所述防沉剂是日本帝斯巴隆6900HV-20。
所述消光粉是美国雅宝M-5、M-3。
所述光稳定剂是利安隆新材料是THASORBUV-292和THASORBUV-1130。
由于属于一个总的发明构思，本发明还公开了一种UV装饰板材用UV高耐候涂料制备工艺包括如下步骤：
步骤一，色浆半成品制备：
按照原料组分向反应釜中投入15-60份的丙烯酸酯单体，再投入10-70份的颜料，然后投入质量分数为颜料的2-10％的分散剂、质量分数为颜料的1-2％的防沉剂、质量分数占色浆总量的0.05-0.1％的消泡剂，然后以400-1000r/min的搅拌速度分散30-90min，然后用三辊机将制得的混合浆料的细度磨到15um以下。
步骤二，涂料制备：
1.将低聚物和10-30份丙烯酸酯单体混合，投入消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、光引发剂，以400-1000r/min的搅拌速度分散20-60min；
2.缓慢投入填料填料0-10份，消光粉0-15份，热塑性丙烯酸树脂5-10份，充分混合后，1000-1500r/min的搅拌速度分散30-90min，分散至细度35um以下，即停止搅拌；
3.投入剩余UV单体，以300-500r/min的搅拌速度分散20min混合均匀。
4.按照清漆和色漆，投入通过步骤一制备得到的色浆0-40％，以400-600r/min的搅拌速度分散20-60min，混合均匀后得到涂料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.UV固化后双键转化率高，用岛津红外光谱仪面积法测试双键转化率达到95％，所以漆膜化学性质稳定，不容易被光分解、耐盐雾性能、耐酸碱性能好，使涂层在户外装饰板使用寿命长。
2.加入热塑性丙烯酸树脂，降低了UV涂料固化后收缩，提高了漆膜的附着力，也增加了漆膜的耐候性。
3.选用的无机颜料、硅包覆金属颜料耐候性好，化学性质稳定；有机颜料选用耐候等级最高5级、耐光等级8级的科莱蒽或巴斯夫色粉，稳定性好，以保证涂装色牢度。
4.使用的消光粉，细度好，分散性好，不增稠，流平性好，其聚脲材料耐候性好。
5.配方中的光引发剂采用复配式引发体系，对紫外光的吸收范围广，吸收效率高，所选用引发剂引发过程不会产生新的小分子，同时保证了涂层的优良固化性能，以及良好的外观。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1，本发明包括如下组分和质量比的原料：低聚物50份，热塑性丙烯酸树脂10份，丙烯酸单体39份，基材润湿分散剂0.2份，消泡剂0.3份，引发剂3.4份，流平剂0.1份，光稳定剂颜料2份。本实施例中，所制得的为装饰板材用UV高耐候涂料。低聚物由脂肪族环氧丙烯酸酯树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂混合而成。热塑性丙烯酸树脂为B44。丙烯酸酯单体优选为1,6已二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，其他实施例中丙烯酸酯类UV单体也可以采用能够取得同样效果的其他型号代替，成膜后不易被水解，耐酸碱性好，对涂层性能影响小等优点，使整体性能得到提升。分引发剂包括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，采用这种复配方式对紫外光的吸收范围广，吸收效率高，节约能源的同时还可以保证涂层优良的固化性能。光稳定剂为THASORBUV-292和THASORBUV-1130，通过这两者搭配，既吸收破坏漆膜紫外线又捕捉使漆膜氧化的自由基。
本发明制备方法包括如下步骤：
步骤一，色浆半成品制备：
按照原料组分向反应釜中投入60份的丙烯酸酯单体，再投入10份的颜料，然后投入质量分数为颜料的10％的分散剂、质量分数为颜料的1％的防沉剂、质量分数占色浆总量的0.1％的消泡剂，然后以1000r/min的搅拌速度分散30-90min，然后用三辊机将制得的混合浆料的细度磨到15um以下。
1.将低聚物和39份丙烯酸酯单体混合；
2.投入剩余的基材润湿剂、消泡剂、流平剂、光引发剂、光稳定剂，热塑性丙烯酸树脂以800-1200r/min的搅拌速度分散40-60min；
3.300目过滤包装。
实施例2，本发明包括如下组分和质量比的原料：低聚物30份，热塑性丙烯酸树脂5份丙烯酸酯单体35份，分散剂1.5份，消泡剂0.3份，引发剂3.5份，消光粉10份，基材润湿剂0.2份，填料8份，防沉剂3份，光稳定剂3.5份。本实施例中，所制得的为户外装饰板专用UV哑光高耐候涂料。低聚物由脂肪族环氧丙烯酸酯树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂混合而成。热塑性丙烯酸树脂为B44。丙烯酸酯单体优选为1,6已二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其他实施例中丙烯酸酯类UV单体也可以采用能够取得同样效果的其他型号代替，稀释性好，成膜后不易被水解，耐酸碱性好，对涂层性能影响小等优点，使整体性能得到提升。分散剂采用聚氨酯体系的分散剂，优选为德国嬴创化学EFKA4010，其具有优异的分散性、对消光份和填料有良好的分散性和哑粉排列性。引发剂包括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，采用这种复配方式对紫外光的吸收范围广，节约能源的同时还可以保证涂层优良的固化性能。光稳定剂为THASORBUV-292和THASORBUV-1130，通过这两者搭配，既吸收破坏漆膜紫外线又捕捉使漆膜氧化的自由基。
本发明制备方法包括如下步骤：
步骤一，色浆半成品制备：
按照原料组分向反应釜中投入15份的丙烯酸酯单体，再投入70份的颜料，然后投入质量分数为颜料的2％的分散剂、质量分数为颜料的2％的防沉剂、质量分数占色浆总量的0.05％的消泡剂，然后以400r/min的搅拌速度分散30-90min，然后用三辊机将制得的混合浆料的细度磨到15um以下。
1.将低聚物和20份丙烯酸酯单体混合；
2.投入剩余的润湿分散剂、基材润湿剂、消泡剂、防沉剂、光引发剂、光稳定剂，以400-1000r/min的搅拌速度分散20-60min；
3.投入消光粉，填料，热塑性丙烯酸树脂，充分混合后，800-1200r/min的搅拌速度分散30-90min，分散至细度35um以下，即停止搅拌；
4.投入剩余丙烯酸酯单体，以300-500r/min的搅拌速度分散20min混合均匀。
5.200目过滤包装。
实施例3，本发明包括如下组分和质量比的原料：低聚物25份，热塑性丙烯酸树脂5份，丙烯酸酯单体30份，润湿分散剂2份，消泡剂0.2份，引发剂3份，基材润湿剂0.2份，金红石型钛白粉30份，防沉剂2.6份，光稳定剂为2.0份。本实施例中，所制得的为户外装饰板专用UV白色高耐候涂料。低聚物由脂肪族环氧丙烯酸酯树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂混合而成。热塑性丙烯酸树脂为B44。丙烯酸酯单体优选为1,6已二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，新戊二醇二丙烯酸酯其他实施例中丙烯酸酯类UV单体也可以采用能够取得同样效果的其他型号代替，稀释性好，成膜后不易被水解，耐酸碱性好，对涂层性能影响小等优点，使整体性能得到提升。分散剂采用聚氨酯体系的分散剂，优选为德国BYK化学BYK110，其具有对钛白优异的分散性,对消光份和填料有良好的分散性和哑粉排列性。金红石型钛白粉选用杜邦的R706,此钛白粉白度好，耐老化性能好，耐沾污性好。引发剂包括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，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦，采用这种复配方式对紫外光的吸收范围广，吸收效率高，节约能源的同时还可以保证涂层优良的固化性能。光稳定剂为THASORBUV-292和THASORBUV-1130，通过这两者搭配，既吸收破坏漆膜紫外线又捕捉使漆膜氧化的自由基。
本发明制备方法包括如下步骤：
步骤一，色浆半成品制备：
按照原料组分向反应釜中投入40份的丙烯酸酯单体，再投入40份的颜料，然后投入质量分数为颜料的6％的分散剂、质量分数为颜料的1.5％的防沉剂、质量分数占色浆总量的0.075％的消泡剂，然后以800r/min的搅拌速度分散30-90min，然后用三辊机将制得的混合浆料的细度磨到15um以下。
步骤二，涂料制备：
1.将低聚物和10-30％份丙烯酸酯单体混合，投入消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、光引发剂，以400-1000r/min的搅拌速度分散20-60min；
2.缓慢投入热塑性丙烯酸树脂5％，充分混合后，1000-1500r/min的搅拌速度分散30-90min，分散至细度30um以下，即停止搅拌；
3.投入剩余UV单体，以300-500r/min的搅拌速度分散20min混合均匀。
4.投入通过步骤一制备得到的色浆42.8％，以600r/min的搅拌速度分散30min，混合均匀后200目过滤包装得到户外装饰板专用UV白色高耐候涂料。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：它包括低聚物30-60份，热塑性丙烯酸树脂5-10份，丙烯酸酯类单体15-50份，光引发剂3-6份，颜料0-30份，填料0-10份，助剂3-20份，所述份数为质量份数。
2.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述低聚物采用脂肪族环氧丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的任意一种或者两者的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述的脂肪族环氧丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分子机构的主链不含酯键、醚键和苯环。
4.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述热塑性丙烯酸树脂采用罗门哈斯的B44、日本三菱BR-116固体热塑性丙烯酸树脂中的任意一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯类单体采用1,6已二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种或它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述引发剂采用1-羟基-环已基-苯基甲酮、光引发剂819、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、光引发剂369、2异丙基硫杂蒽酮，他们的任意混合物。
7.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述的颜料是钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、酞菁系列、二氧化硅包覆银粉、二氧化硅包覆铝粉、汽车级珠光粉、或它们的任意混合物。
8.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述填料采用绢云母粉，高岭土中的任意一种或它们的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种装饰板材用UV高耐候涂料，其特征在于：所述的助剂包括流平剂、消泡剂、基材润湿剂、润湿分散剂、防沉剂、消光粉、光稳定剂。其中流平剂所加入量为0-0.1份，消泡剂为0.2-0.5份，基材润湿剂0.2-0.5份，润湿分散剂为1-3份，防沉剂0-3份，消光粉0-15份，光稳定剂1-4份，所述流平剂采用德国嬴创化学公司TEGO2700，所述消泡剂采用德国毕克化学公司BYK055，所述基材润湿剂采用德国嬴创化学公司TEGO500，所述润湿剂分散剂采用德国巴斯夫EFKA4100或德国嬴创化学TEGODispers650或德国毕克化学公司BYK110，所述防沉剂采用日本帝斯巴隆6900HV-20，所述消光粉采用美国雅宝M-5、M-3，所述光稳定剂采用利安隆新材料THASORBUV-292和THASORBUV-1130。
10.一种UV装饰板材用UV高耐候涂料制备方法，其特征是：它包括如下步骤：步骤一，色浆半成品制备：
按照原料组分向反应釜中投入15-60份的丙烯酸酯单体，再投入10-70份的颜料，然后投入质量分数为颜料的2-10％的分散剂、质量分数为颜料的1-2％的防沉剂、质量分数占色浆总量的0.05-0.1％的消泡剂，然后以400-1000r/min的搅拌速度分散30-90min，然后用三辊机将制得的混合浆料的细度磨到15um以下。
步骤二，涂料制备：
1).将低聚物和10-30份丙烯酸酯单体混合，投入消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、光引发剂，以400-1000r/min的搅拌速度分散20-60min；
2).缓慢投入填料0-10份，消光粉0-15份，热塑性丙烯酸树脂5-10份，充分混合后，1000-1500r/min的搅拌速度分散30-90min，分散至细度35um以下，即停止搅拌；
3).投入剩余UV单体，以300-500r/min的搅拌速度分散20min混合均匀。
4).按照清漆和色漆，投入通过步骤一制备得到的色浆0-40％，以400-600r/min的搅拌速度分散20-60min，混合均匀后得到涂料。
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