CN108753022A - 一种uv-led固化修补腻子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于腻子领域，具体涉及一种UV‑LED固化修补腻子及其制备方法。该UV‑LED固化修补腻子按质量百分比计，由以下组分组成：丙烯酸树脂10‑40%、活性稀释剂5‑20%、光引发剂0.5‑5%、无机粉料30‑70%、增稠剂1‑3%、分散剂0.2‑1%、附着力促进剂0.5‑2%。本发明提供的UV‑LED固化修补腻子无需高温固化，通过UV‑LED光照即可固化，固化温度低，时间短，节能环保高效；体积收缩率小，实干后无明显收缩，修补效果好；易施工，抗流挂性好，既可用于小面积修补，也可用于大面积修补；附着力好，在表面致密、有效接触界面小的金属表面也具有极强的附着力，可广泛应用于火车车厢、游艇外壳、客车车厢、汽车外壳、家具等及各种需要大面积填平修补的金属制品、木制品、玻璃钢制品等。
Description
技术领域
本发明属于腻子领域，具体涉及一种UV-LED固化修补腻子及其制备方法。
背景技术
桐油石膏腻子、过氯乙烯腻子、醇酸腻子等传统腻子均具有收缩性较大、强度差、易开裂和固化速度慢等缺点。不饱和聚酯腻子虽然固化速度快、附着力强、不开裂、耐热性好,但一般由双组分组成,使用很不方便，且腻子中易挥发的苯乙烯组分含量较高，环境污染较大，对施工人员的身体健康非常不利。近年来,光固化涂料作为一种高效、节能、无污染的环保型产品，在国内外受到普遍重视,其应用领域得到迅速拓宽,但光固化腻子的研究国内却仍然未受到重视，目前国内市场上销售的该类产品多为进口产品，价格也较昂贵。因此，在国内研究光固化腻子非常有必要。
目前国内的许多UV-LED固化腻子都主要用于木质基材上，而由于腻子在金属等基材上的附着力较差，使得腻子在这些领域中的应用受到限制。但是，在汽车、造船等行业，不论是制造过程中由于各方面原因引起的车体或船体表面缺陷，还是由于事故造成的车体或船体受损，在进行中涂与面漆工艺前都要先用腻子修补填平，使整体外观达到工艺要求。由此可见修补腻子在车体或船体修补中也有着举足轻重的影响。因此，开发一种既在木质基材具有良好附着力，又能在金属等基材上具有良好附着力的修补腻子十分重要。
发明内容
为了解决现有腻子在金属基材上附着力差的问题，本发明公开了一种UV-LED固化修补腻子及其制备方法，该UV-LED固化修补腻子在不同金属如马口铁、不锈钢、镀锌板、铝片以及各种塑料件、大理石、瓷砖、木器等基材上均具有较好的附着力。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：按质量百分比计，由以下组分组成：
丙烯酸树脂10-40％
活性稀释剂5-20％
光引发剂0.5-5％
无机粉料30-70％
增稠剂1-3％
分散剂0.2-1％
附着力促进剂0.5-2％。
优选地，上述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂的一种或几种。
优选地，上述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂质量比为1：1-2的混合物。一方面，环氧丙烯酸树脂含有环氧基，具有较高的反应活性和较快的固化速度，但其粘度较大，成膜后硬度和脆性都比较高，附着力差，而聚氨酯丙烯酸树脂柔韧性好、附着力好，所以控制二者比例可以得到粘度适中、附着力好、光固化速度快的修补腻子；另一方面，环氧丙烯酸树脂在聚合过程中的开环作用会造成体积膨胀，而聚氨酯丙烯酸树脂在聚合过程中体积会收缩，所以要控制二者比例以避免修补腻子在固化过程中发生明显的膨胀或收缩，从而影响修补效果，而且固化过程中如果发生严重的体积收缩，产生的内应力无法释放，会反作用于膜层对金属基材的黏附力，降低附着力。通过反复调整，最终确定二者比例，用上述质量比的环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂可以同时满足以上要求。
优选地，上述活性稀释剂为丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯等单官能度丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯等双官能度丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯等三官能度丙烯酸酯中的一种或几种。活性稀释剂中的羟基可以和金属基材表面形成氢键，提高修补腻子在金属表面的附着力。
优选地，上述光引发剂为自由基型光引发剂与阳离子型光引发剂复配使用，二者的质量比为1:0.3-0.8。
优选地，上述自由基型光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、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、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、二苯甲酮及助引发剂中的一种或几种,所述阳离子型光引发剂为二苯基碘鎓盐、三苯基硫鎓盐、二烷基苯甲酰甲基硫鎓盐、η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐中的一种或几种。
优选地，上述无机粉料为400目、600目以及800目的滑石粉中的一种或几种；所述增稠剂为气相二氧化硅和膨润土中的一种或两种。
优选地，上述无机粉料为纳米滑石粉。
优选地，上述分散剂为具有羧基基团的酯类共聚物；所述附着力促进剂为磷酸酯类促进剂。分散剂可选择如TEGO dispers 740W，附着力促进剂可选择如卡索6063附着力促进剂。由于丙烯酸树脂分子链含有大量羧基，采用同样含有羧基基团的酯类共聚物作为分散剂可以与主体树脂有很好的兼容性，而且由于羧基与无机粉体表面的羟基电负性更接近，与粉体表面的结合力更强，分散剂吸附于无机粉体表面，使无机粉体更易于润湿，从而有效改善体系的分散效果。另外，分散剂中的羧基基团还能与金属表面形成的金属氧化物发生作用，提高修补腻子的附着力。
由于金属基材表面致密，有效接触界面较小，不像纸张、木材表面粗糙且有孔隙，也不像塑料可被涂料溶胀形成渗透锚固结构，所以UV-LED固化修补腻子难以在金属基材表面渗透吸收。另外，由于UV-LED固化修补腻子快速固化，体积收缩产生的内应力不能释放，反作用于膜层对金属基材的黏附力，会使附着力下降。而磷酸酯能和金属表面键合，所以能改善对金属基材的附着力，对玻璃底材也有很好的附着性。
优选地，上述UV-LED固化修补腻子的制备方法包括如下步骤：将丙烯酸树脂、活性稀释剂、分散剂、光引发剂和附着力促进剂依次加入到搅拌釜中，在400-600r/min转速下充分搅拌至溶解分散，然后加入无机粉料，搅拌至分散均匀，再加入增稠剂，搅拌至稠度不变。
本发明具有如下的有益效果：(1)本发明提供的UV-LED固化修补腻子无需通过高温固化，通过UV-LED光照即可固化，固化温度低，时间短，节能环保高效；(2)本发明提供的UV-LED固化修补腻子体积收缩率小，实干后无明显收缩，修补效果好；(3)本发明提供的UV-LED固化修补腻子易施工，抗流挂性好，既可用于小面积修补，也可用于大面积修补；(4)本发明提供的UV-LED固化修补腻子附着力好，不仅在木材和塑料表面具有良好的附着力，在表面致密、有效接触界面小的金属表面也具有极强的附着力，可广泛应用于火车车厢、游艇外壳、客车车厢、汽车外壳、家具等及各种需要大面积填平修补的金属制品、木制品、玻璃钢制品等；(5)本发明提供的UV-LED固化修补腻子单次涂布厚度可达1.5mm，在涂膜厚度要求较高时，通过较少的涂布次数即可达到涂膜厚度要求；(6)本发明提供的UV-LED固化修补腻子为单组份，可重复利用不担心使用时效。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种UV-LED固化修补腻子，按质量百分比计，由以下组分组成：环氧丙烯酸树脂20g、聚氨酯丙烯酸树脂20g、丙烯酸羟乙酯5g、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮0.5g、600目滑石粉42g、800目滑石粉10g、膨润土1g、TEGO dispers 740W 1g、卡索6063附着力促进剂0.5g。
该UV-LED固化修补腻子的制备方法为：将丙烯酸树脂、活性稀释剂、分散剂、光引发剂和附着力促进剂依次加入到搅拌釜中，在400-600r/min转速下充分搅拌至溶解分散，然后加入无机粉料，搅拌至分散均匀，再加入增稠剂，搅拌至稠度不变，即得。
实施例2-7与实施例1基本相同，不同之处在于表1。
表1
将10cm×5cm的马口铁表面进行表面处理后，刷涂实施例1-7和对比例1-4所制备的UV-LED固化修补腻子，获得涂层，检测结果列于表2。
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：按质量百分比计，由以下组分组成：
丙烯酸树脂10-40%
活性稀释剂5-20%
光引发剂0.5-5%
无机粉料30-70%
增稠剂1-3%
分散剂0.2-1%
附着力促进剂0.5-2%。
2.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂质量比为1：1-2的混合物。
4.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述活性稀释剂为丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯等单官能度丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯等双官能度丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯等三官能度丙烯酸酯中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述光引发剂为自由基型光引发剂与阳离子型光引发剂复配使用，二者的质量比为1:0.3-0.8。
6.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述自由基型光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、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、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、二苯甲酮及助引发剂中的一种或几种, 所述阳离子型光引发剂为二苯基碘鎓盐、三苯基硫鎓盐、二烷基苯甲酰甲基硫鎓盐、η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述无机粉料为400目、600目以及800目的滑石粉中的一种或几种；所述增稠剂为气相二氧化硅和膨润土中的一种或两种。
8.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述无机粉料为纳米滑石粉。
9.如权利要求1所述的一种UV-LED固化修补腻子，其特征在于：所述分散剂为具有羧基基团的酯类共聚物，所述附着力促进剂为磷酸酯类促进剂。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种UV-LED固化修补腻子的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将丙烯酸树脂、活性稀释剂、分散剂、光引发剂和附着力促进剂依次加入到搅拌釜中，在400-600r/min转速下充分搅拌至溶解分散，然后加入无机粉料，搅拌至分散均匀，再加入增稠剂，搅拌至稠度不变。
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