專(zhuān)利名稱(chēng)：一種紫外光固化涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種光固化涂料及其制備方法，更具體地說(shuō)是關(guān)于一種紫外光固化涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
紫外光固化涂料是一種近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的光固化涂料，與傳統(tǒng)的光固化涂料相比，紫外光固化涂料具有較高的固含量，因而生產(chǎn)效率高。同時(shí)，其干燥時(shí)間也較短。
現(xiàn)有的紫外光固化涂料含有成膜物質(zhì)，稀釋劑和光引發(fā)劑，有時(shí)還含有流平劑、消泡劑、潤(rùn)滑劑、耐磨劑等助劑。其中，所述稀釋劑為官能度數(shù)為1-5個(gè)或更多的丙烯酸酯單體或者是該官能度數(shù)為1-5個(gè)或更多的丙烯酸酯單體與有機(jī)溶劑的混合物。所述成膜物質(zhì)包括主體樹(shù)脂和同時(shí)作為稀釋劑的官能度數(shù)為1-5個(gè)或更多的丙烯酸酯單體。所述主體樹(shù)脂選自聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸酯中的至少一種。
例如，CN1297972A公開(kāi)了一種紫外光固化涂料，該涂料含有5-40重量％的環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂或環(huán)氧甲基丙烯酸酯樹(shù)脂，5-40重量％的聚氨酯丙烯酸酯，20-60重量％的雙官能團(tuán)丙烯酸酯或雙官能團(tuán)甲基丙烯酸酯，1-25重量％的三官能團(tuán)丙烯酸酯或三官能團(tuán)甲基丙烯酸酯和1-10重量％的光引發(fā)劑。
CN1436825A公開(kāi)了一種紫外光固化涂料，該涂料由20-50重量％的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，0-20重量％的丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂，10-50重量％的反應(yīng)性丙烯酸酯單體，1-5重量％的光引發(fā)劑，0.3-1重量％的流平劑，0.1-0.5重量％的消泡劑，0.5-1.5重量％的潤(rùn)滑劑，0.5-3重量％的耐磨劑和2-20重量％的溶劑組成。所述溶劑為醋酸丁酯、醋酸乙酯、異丙醇、乙二醇乙醚醋酸酯或它們的混合物。
上述涂料可以作為木器、皮革和金屬的面漆使用，但是，漆面流平不良，表現(xiàn)在漆面有氣泡、針眼、縮孔等現(xiàn)象。特別是，將其作為塑料配件的面漆時(shí)，流平不良現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)紫外光固化涂料漆面流平不良的缺點(diǎn)，提供一種漆面流平良好的紫外光固化涂料及其制備方法。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，稀釋劑中的有機(jī)溶劑的揮發(fā)速度是涂膜層流平的一個(gè)決定性因素，揮發(fā)速度太快會(huì)使得形成的氣泡不能逸出漆膜，從而使其表面粗糙，出現(xiàn)氣泡、針眼、縮孔。揮發(fā)速度太慢則會(huì)使溶劑在漆膜表面停留太久，可能出現(xiàn)流掛，咬底等現(xiàn)象。而現(xiàn)有技術(shù)涂料中所用有機(jī)溶劑的揮發(fā)速度不合適是導(dǎo)致涂料漆面流平不良的主要原因。在涂料中，加入揮發(fā)速度不同的幾種溶劑，使溶劑的揮發(fā)形成一個(gè)梯度，可以大大改善涂料漆面的流平不良現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的涂料含有主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑，含或不含助劑，其中，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，所述有機(jī)溶劑為一種混合有機(jī)溶劑，該混合有機(jī)溶劑含有快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑；所述快速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度為2.5以上的溶劑，所述中速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度0.3至小于2.5的溶劑，所述慢速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度小于0.3的溶劑。
本發(fā)明提供的涂料的制備方法包括將主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑混合，使所述光引發(fā)劑完全溶解，并且使所述主體樹(shù)脂均勻分散于所述稀釋劑中，將得到的漿液過(guò)濾，其中，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，所述有機(jī)溶劑為一種混合有機(jī)溶劑，該混合有機(jī)溶劑含有快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑；所述快速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度為2.5以上的溶劑，所述中速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度0.3至小于2.5的溶劑，所述慢速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度小于0.3的溶劑。
由于本發(fā)明提供的涂料采用了三種不同揮發(fā)速度的有機(jī)溶劑，可以根據(jù)涂料中主體樹(shù)脂，合理調(diào)解三種不同揮發(fā)速度的有機(jī)溶劑的種類(lèi)和用量，使有機(jī)溶劑的揮發(fā)速度和溶解力更加合理，消除了現(xiàn)有涂料固化形成的漆膜表面粗糙、出現(xiàn)氣泡、針眼、縮孔等流平不良現(xiàn)象，漆面流平良好。該涂料同時(shí)具有現(xiàn)有紫外光固化涂料所通常具有的其它優(yōu)點(diǎn)，如耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明提供的涂料，所述主體樹(shù)脂、稀釋劑、光引發(fā)劑和助劑的含量為紫外光固化涂料中這些組分常規(guī)的含量。一般來(lái)說(shuō)，以涂料的總量為基準(zhǔn)，所述主體樹(shù)脂的含量為5-95重量％，優(yōu)選為12-80重量％，稀釋劑的含量為2-90重量％，優(yōu)選為15-85重量％，光引發(fā)劑的含量為1-10重量％，優(yōu)選為2-8重量％，助劑的含量為0-15重量％，優(yōu)選為0-10重量％。
所述稀釋劑可以全部為所述混合有機(jī)溶劑，也可以是混合有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，以所述稀釋劑的量為基準(zhǔn)，混合有機(jī)溶劑的含量至少為20重量％，優(yōu)選至少為30重量％。
有機(jī)溶劑對(duì)涂料體系起稀釋和溶解作用，它協(xié)助漆膜層的形成。在噴涂時(shí)，部分溶劑揮發(fā)，主體樹(shù)脂、光引發(fā)劑，有時(shí)還包括丙烯酸酯單體附在底材上并成膜，此時(shí)溶劑的揮發(fā)嚴(yán)重影響涂膜層的流平性能，在噴涂后加熱階段，膜層進(jìn)一步流平，并且溶劑完全揮發(fā)掉，此時(shí)主體樹(shù)脂以及丙烯酸酯單體等形成未固化的漆膜，到此時(shí)流平過(guò)程基本完成。經(jīng)過(guò)紫外光固化后就形成固化后的漆膜層。
在有機(jī)溶劑的諸多性質(zhì)中，揮發(fā)速度、溶解力和表面張力是影響涂膜層流平性的關(guān)鍵因素，而其他性能如比重、密度等對(duì)涂膜層影響不大。
一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)溶劑的表面張力值相差不大，常溫下在30達(dá)因/厘米附近，因此，在配比所述有機(jī)溶劑混合物時(shí)，不考慮其表面張力大小，而是在涂料中加入流平劑降低其表面張力。
溶劑的溶解力由溶劑的溶解性參數(shù)決定，溶解性參數(shù)越大，溶解力越強(qiáng)，需選擇合適的溶解力組成的溶劑來(lái)溶解主體樹(shù)脂，光引發(fā)劑，有時(shí)還有丙烯酸酯單體。
溶劑的揮發(fā)速度是涂膜層流平的一個(gè)最為關(guān)鍵的因素，揮發(fā)速度太快會(huì)使得形成的氣泡不能逸出漆膜，從而使其表面粗糙，出現(xiàn)氣泡、針眼、縮孔等現(xiàn)象。揮發(fā)速度太慢則會(huì)使溶劑在漆膜表面停留太久，出現(xiàn)流掛，咬底等現(xiàn)象。溶劑的選擇則必須首先考慮到溶劑的整體揮發(fā)狀況，使溶劑具有一定的揮發(fā)梯度，而后再考慮調(diào)整溶劑的溶解力。
按照本發(fā)明提供的涂料，雖然所述混合有機(jī)溶劑中只要存在快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑三種不同的有機(jī)溶劑，就可以達(dá)到本發(fā)明的目的，但是，為了使溶劑的揮發(fā)速度和溶解力匹配的更好，優(yōu)選情況下，以所述混合有機(jī)溶劑為基準(zhǔn)，快速揮發(fā)溶劑的含量為10-80重量％，優(yōu)選為20-60重量％；中速揮發(fā)溶劑的含量為5-60重量％，優(yōu)選為15-50重量％；慢速揮發(fā)溶劑的含量為5-50重量％，優(yōu)選為10-30重量％。這樣的配比使涂料中的有機(jī)溶劑在噴涂和加溫固化過(guò)程中，依次從涂膜表面脫離出來(lái)，保證了漆膜表面均勻地流平。
按照本發(fā)明提供的涂料，可以根據(jù)主體樹(shù)脂需要的有機(jī)溶劑的溶解力，調(diào)解中速揮發(fā)溶劑的種類(lèi)和用量，使混合有機(jī)溶劑的溶解力適中。在使用過(guò)程中，還可以根據(jù)涂料使用環(huán)境的溫度，對(duì)三種有機(jī)溶劑的種類(lèi)和含量進(jìn)行調(diào)整，在噴涂環(huán)境溫度較低時(shí)(如低于10℃)，可以使用揮發(fā)速度更快的快速揮發(fā)溶劑和/或加大快速揮發(fā)溶劑的含量，相反在噴涂環(huán)境溫度較高時(shí)(如高于30℃)，可以使用揮發(fā)速度較慢的快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑及慢速揮發(fā)溶劑和/或減小快速揮發(fā)溶劑的含量。優(yōu)選情況下，所述混合有機(jī)溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度為1-6，優(yōu)選為2-4.5。
所述混合有機(jī)溶劑的含量應(yīng)滿(mǎn)足涂料體系的稀釋及固含量的要求，在粘度上必須適合涂料的噴涂工藝，太稀則容易造成流掛，不容易達(dá)到合適當(dāng)噴涂厚度，太粘則增加施工的難度以及流平不良。
所述相對(duì)揮發(fā)速度是指將乙酸正丁酯的揮發(fā)速度定為1，有機(jī)溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度是相對(duì)于乙酸正丁酯的揮發(fā)速度。
下面以非窮舉的方式給出了所述快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑可以選擇的范圍。
例如，所述快速揮發(fā)溶劑可以選自丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮、乙酸甲酯、丁酮、異丙酮、乙酸異丙酯、甲基異丁基甲酮、甲基乙基甲酮中的一種或幾種。
中速揮發(fā)溶劑可以選自乙酸正丁酯，乙酸異丁酯，甲基異戊基甲酮，甲基正戊基甲酮，甲苯，二甲苯，丁醇，乙酸戊酯，乙酸異己酯，丙酸正丁酯，環(huán)己酮，異丁酸異丁酯中的一種或幾種。
慢速揮發(fā)溶劑可以選自乙二醇正丁醚，乙二醇異丁醚，乙二醇乙醚乙酸酯，乙二醇丁醚乙酸酯，二異丁基甲酮，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚中的一種或幾種。
所述主體樹(shù)脂選自現(xiàn)有紫外光固化涂料常用的主體樹(shù)脂中的一種或幾種，這些主體樹(shù)脂為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述主體樹(shù)脂可以選自聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂、聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂和環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂中的一種或幾種。
所述官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體為紫外光固化涂料常用的組分，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。例如，單官能度丙烯酸酯單體可以選自丙烯酸羥乙酯(HEA)、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸丙酯、四氫呋喃丙烯酸酯、四氫呋喃甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸己內(nèi)酯、乙氧化羥乙基甲基丙烯酸酯中的一種或幾種。雙官能度丙烯酸酯單體可以選自二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、1，6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、1，6己二醇二甲基二丙烯酸酯(HDDMA)、二丙二醇二丙烯酸酯、(2)乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一種或幾種。三官能度稀酸酯單體可以選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基三丙烯酸酯、(6)乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、(6)丙氧化三羥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種或幾種。四官能度丙烯酸酯單體可以選自二-三羥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種或幾種，五官能度稀酸酯單體可以選自五丙烯酸酯和/或季戊四醇五丙烯酸酯，六官能度稀酸酯單體可以選自二季戊四醇六丙烯酸酯。
1-2官能度丙烯酸酯單體為低官能度丙烯酸酯單體，低官能度丙烯酸酯單體對(duì)主體樹(shù)脂的稀釋效果較好，但活性低，交聯(lián)密度小，對(duì)主體樹(shù)脂形成的漆膜的耐磨性和硬度會(huì)造成顯著的不良影響。3-6官能度丙烯酸酯單體為高官能度丙烯酸酯單體，高官能度丙烯酸酯單體活性較高，對(duì)保持固化后漆膜的耐磨性、硬度和耐溶劑性有利，但是，會(huì)增加涂料的稀釋難度，并且會(huì)導(dǎo)致漆膜對(duì)底材的附著力下降。因此要根據(jù)具體性能要求，恰當(dāng)?shù)亟M合使用低官能度丙烯酸酯單體和高官能度丙烯酸酯單體。優(yōu)選情況下，低官能度丙烯酸酯單體與高官能度丙烯酸酯單體的重量比為0.5-18，優(yōu)選為1-15。
本發(fā)明涂料中所述的光引發(fā)劑種類(lèi)和用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述光引發(fā)劑可以選自IHT-PI185，IHT-PI907，Irgacure651，Irgacure184，Irgacure369，Irgacure754，Irgacure2022，darocur1173，darocurMBF中的一種或幾種。其中IHT-PI系列是中國(guó)國(guó)內(nèi)商品，Irgacure，darocur系列是瑞士汽巴公司產(chǎn)品，其牌號(hào)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。以涂料總量為基準(zhǔn)，所述光引發(fā)劑的含量為光引發(fā)劑的含量為1-10重量％，優(yōu)選為2-8重量％。
按照本發(fā)明提供的涂料，該涂料還可以含有一種偶聯(lián)劑，以涂料總量為基準(zhǔn)，所述偶聯(lián)劑的含量為0-8重量％，優(yōu)選為0-5重量％。所述偶聯(lián)劑指能改善主體樹(shù)脂的相容性和潤(rùn)濕性，提高涂料形成的膜層與被涂覆的表面之間的粘合力的任何物質(zhì)，如硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑，特別是日本信月公司出品的KBM603，KBM503，KBM403，美國(guó)威科公司出品的A-174，美國(guó)聯(lián)碳公司出品的A-1100和A-151中的一種或幾種。
本發(fā)明涂料中還可以含有一種分散劑，所述分散劑指任何能改善所述主體樹(shù)脂在溶劑中分散狀態(tài)的物質(zhì)，如Kerper-602，Kerper-605，Kerper630，CFC-500HP，CFC-510，CFC-637，CFC-604S中的一種或幾種。以涂料總量為基準(zhǔn)，分散劑的含量為，0-5重量％，優(yōu)選為0-3重量％。其中Kerper系列為美國(guó)Kerper公司產(chǎn)品，CFC系列為法國(guó)CFC公司產(chǎn)品。
所述助劑指紫外光固化涂料常用的流平劑、消泡劑、潤(rùn)滑劑、耐磨劑中的一種或幾種。這些助劑的種類(lèi)和用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
加入耐磨劑的目的是進(jìn)一步提高涂料的耐磨性能，耐磨劑可在一定程度上改善涂料固化后的物理機(jī)械性能，增強(qiáng)漆膜的表面硬度。耐磨劑的加入量不能太大，否則會(huì)影響漆膜對(duì)底材的附著力。所述耐磨劑的含量為該類(lèi)涂料中常規(guī)的含量，一般來(lái)說(shuō)，以涂料總量為基準(zhǔn)，耐磨劑的含量為0-5重量％。所述的耐磨劑的種類(lèi)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，它可以是具有一定機(jī)械強(qiáng)度的有機(jī)高分子物質(zhì)或無(wú)機(jī)物粉末，如尼龍粉末，滑石粉，聚乙烯蠟，石灰石粉，鈦白粉中的一種或幾種。
所述潤(rùn)滑劑可以進(jìn)一步改善涂料固化后涂層的手感，并可以增加涂層的光澤度，其種類(lèi)和用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。如所述潤(rùn)滑劑可以是石蠟材料，以涂料總量為基準(zhǔn)，潤(rùn)滑劑的含量為0-5重量％，優(yōu)選為0.2-1.5重量％。
所述的流平劑的種類(lèi)和用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如所述流平劑可以選自EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600、BYK366，BYK333，BYK307、DEGO410中一種或幾種。其中EFKA系列是荷蘭愛(ài)夫卡公司產(chǎn)品，BYK系列是BYK公司產(chǎn)品，DEGO系列是德國(guó)迪高公司產(chǎn)品，以上其牌號(hào)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。以涂料總量為基準(zhǔn)，所述流平劑的含量為0-1.5重量％，優(yōu)選為0-1重量％本發(fā)明涂料中所述的消泡劑的種類(lèi)和用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述消泡劑可以選自EFKA2022、EFKA2527、EFKA2040、BYK352，BYK354，BYK357中一種或幾種。以涂料總量為基準(zhǔn)，所述消泡劑的含量為0-2重量％，優(yōu)選為0-1.5重量％。
按照本發(fā)明提供的涂料的制備方法，所述主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑的混合可以同時(shí)進(jìn)行也可以分步進(jìn)行，優(yōu)選情況下，將光引發(fā)劑與部分稀釋劑混合，使光引發(fā)劑充分溶解，得到一種含有光引發(fā)劑的溶液，將主體樹(shù)脂與部分稀釋劑混合均勻，得到一種含有主體樹(shù)脂的漿液，再將含有光引發(fā)劑的溶液和含有主體樹(shù)脂的漿液混合均勻，最后加入剩余的稀釋劑混合均勻。
為了使所述主體樹(shù)脂均勻分散，將主體樹(shù)脂與部分稀釋劑混合時(shí)，可以提高混合的溫度，混合的溫度為常規(guī)的混合溫度，該溫度一般為30-60℃。
如果所述涂料中還含有偶聯(lián)劑、分散劑和/或助劑，本發(fā)明提供的方法還包括在加入剩余的稀釋劑之前，在得到含有光引發(fā)劑、主體樹(shù)脂和所述有機(jī)溶劑的漿液中，加入所述偶聯(lián)劑、分散劑和/或助劑，并混合均勻的步驟。所述偶聯(lián)劑、分散劑和助劑可以同時(shí)加入也可以分步加入，加入的順序?qū)ν苛系男阅軟](méi)有顯著的影響。
按照本發(fā)明提供的方法，一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案包括(1)將的光引發(fā)劑與部分稀釋劑混合，攪拌至充分溶解；(2)將主體樹(shù)脂與部分稀釋劑混合均勻，(3)將步驟(1)和(2)得到的產(chǎn)物混合；(4)繼續(xù)加入或不加入助劑、偶聯(lián)劑和/或分散劑，并混合均勻；(5)降溫，過(guò)濾得到的漿液；(6)繼續(xù)加入剩余的稀釋劑，混合均勻。
在本發(fā)明提供的方法中，各物質(zhì)的用量應(yīng)使得到涂料中，以涂料的總量為基準(zhǔn)，所述主體樹(shù)脂的含量為5-95重量％，優(yōu)選為12-80重量％，稀釋劑的含量為2-90重量％，優(yōu)選為15-85重量％，光引發(fā)劑的含量為1-10重量％，優(yōu)選為2-8重量％，助劑的含量為0-15重量％，優(yōu)選為0-10重量％，以所述稀釋劑的量為基準(zhǔn)，有機(jī)溶劑的含量至少為20重量％，優(yōu)選至少為30重量％。
本發(fā)明提供的涂料適合用作各種材料表面的面漆，特別是便攜器件的塑料配件的面漆，如手機(jī)殼體表面、手提電腦外殼、化妝品外殼的面漆。涂膜厚度一般為6-15微米，50℃烘干10-15分鐘，并經(jīng)紫外光照射20-25秒，可以得到良好的固化膜層。
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料及其制備方法。
配置如下組成的混合有機(jī)溶劑A，混合有機(jī)溶劑A中，快速揮發(fā)溶劑的含量為25重量％(異丙酮含量為15重量％、甲基異丁基甲酮含量為10重量％)，中速揮發(fā)溶劑的含量為45重量％(二甲苯含量為20重量％、環(huán)己酮含量為25重量％)，慢速揮發(fā)溶劑的含量為30重量％(丙二醇丁醚含量為15重量％、乙二醇丁醚乙酸酯含量為15重量％)。混合有機(jī)溶劑A的相對(duì)揮發(fā)速度為2.0。
按如下步驟制備涂料(1)將的3克光引發(fā)劑lrgacure651與3.7克混合有機(jī)溶劑A混合，攪拌至充分溶解；(2)將60克主體樹(shù)脂六官能度脂肪族聚氨酯(Sartomer公司產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)為CN965)丙烯酸酯與14.8克混合有機(jī)溶劑A在40℃混合，攪拌均勻，(3)將步驟(1)和(2)得到的產(chǎn)物混合；(4)降溫，過(guò)濾得到的漿液，以除去殘?jiān)?5)繼續(xù)加入18.5克混合有機(jī)溶劑A，攪拌均勻，得到涂料T1。表1給出了T1的組成實(shí)施例2本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料及其制備方法。
配置如下組成的混合有機(jī)溶劑B，混合有機(jī)溶劑B中，快速揮發(fā)溶劑的含量為60重量％(乙酸甲酯含量為35重量％、四氫呋喃含量為25重量％)，中速揮發(fā)溶劑的含量為20重量％(乙酸異丁酯含量為15重量％、丁醇含量為5重量％)，慢速揮發(fā)溶劑的含量為20重量％(乙二醇丁醚乙酸酯含量為20重量％)?；旌嫌袡C(jī)溶劑B的相對(duì)揮發(fā)速度為4.5。
按如下步驟制備涂料(1)將的6克光引發(fā)劑(3克Irgacure和3克darocur1173)與12.8克混合有機(jī)溶劑B混合，攪拌至充分溶解；(2)將30克主體樹(shù)脂五官能度聚氨酯丙烯酸酯與12.8克混合有機(jī)溶劑B在40℃混合，攪拌均勻，(3)將步驟(1)和(2)得到的產(chǎn)物混合；(4)降溫，過(guò)濾得到的漿液，以除去殘?jiān)?5)繼續(xù)加入38.4克混合有機(jī)溶劑B，攪拌均勻，得到涂料T2。表1給出了T2的組成對(duì)比例1-6本對(duì)比例說(shuō)明參比涂料及其制備方法。
按照實(shí)施例2的方法制備涂料，不同的只是分別用混合有機(jī)溶劑B1、混合有機(jī)溶劑B2、有機(jī)溶劑B3、混合有機(jī)溶劑B4、混合有機(jī)溶劑B5和混合有機(jī)溶劑B6代替混合有機(jī)溶劑B，得到參比涂料TB1-TB6。表1給出了TB1-TB6的組成。
其中，混合有機(jī)溶劑B1由乙酸甲酯和四氫呋喃組成，乙酸甲酯與四氫呋喃的重量比為1.4。混合有機(jī)溶劑B2由乙酸異丁酯和丁醇組成，乙酸異丁酯和丁醇重量比為3∶1。有機(jī)溶劑B3為乙二醇丁醚乙酸酯?；旌嫌袡C(jī)溶劑B4由乙酸甲酯、四氫呋喃和乙二醇丁醚乙酸酯組成，乙酸甲酯、四氫呋喃和乙二醇丁醚乙酸酯的重量比為1.75∶1.25∶1?；旌嫌袡C(jī)溶劑B5由乙酸甲酯、四氫呋喃、乙酸異丁酯和丁醇組成，乙酸甲酯、四氫呋喃、乙酸異丁酯和丁醇的重量比為7∶5∶3∶1?；旌嫌袡C(jī)溶劑B6由乙酸異丁酯、丁醇和乙二醇丁醚乙酸酯組成，乙酸異丁酯、丁醇和乙二醇丁醚乙酸酯的重量比為3∶1∶4。
表1

實(shí)施例3本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料及其制備方法。
配制混合有機(jī)溶劑C，混合有機(jī)溶劑C含有快速揮發(fā)溶劑36重量％(丙酮28重量％，乙酸乙酯8重量％)，中速揮發(fā)溶劑44重量％(甲苯8重量％，乙酸異丁酯8重量％，正丁醇16重量％，環(huán)己酮12重量％)，慢速揮發(fā)溶劑(乙二醇丁醚乙酸酯)20重量％。混合有機(jī)溶劑C的相對(duì)揮發(fā)速度為3.25。
按如下步驟制備涂料(1)將的8克光引發(fā)劑Irgacure184與8克混合有機(jī)溶劑C混合，攪拌至充分溶解；(2)將30克主體樹(shù)脂環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂(galstaff公司產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)為syncry1234)、20克聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂(sartomer公司產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)為CNUVP225)與10克單官能度丙烯酸酯單體HEA，10克雙官能度丙烯酸酯單體HDDA，20克三官能度丙烯酸單體TMPTA，5克四官能度丙烯酸酯單體季戊四醇四丙烯酸酯，5克五官能度丙烯酸酯單體五丙烯酸酯混合，在50℃混合，攪拌均勻，(3)將步驟(1)和(2)得到的產(chǎn)物混合；(4)在步驟(3)得到的產(chǎn)物中加入0.6克流平劑EFKA3035，0.8克消泡劑BYK052和2克分散劑Kerper-605，攪拌均勻；(5)降溫，過(guò)濾得到的漿液，以除去殘?jiān)?6)繼續(xù)加入剩余的117克混合有機(jī)溶劑C(混合有機(jī)溶劑C占稀釋劑的71.4重量％)，攪拌均勻，得到涂料T3。表2給出了T3的組成。
實(shí)施例4本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料及其制備方法。
按實(shí)施例3的方法制備涂料，不同的是，單官能度丙烯酸酯單體HEA的用量為20克雙官能度丙烯酸酯單體HDDA的用量為20克，三官能度丙烯酸單體TMPTA的用量為3克，不加入四官能度丙烯酸酯單體季戊四醇四丙烯酸酯和五官能度丙烯酸酯單體五丙烯酸酯，流平劑EFKA3035的用量為1克，消泡劑BYK052的用量為1克、分散劑Kerper-605的用量為1克，在步驟(4)中還同時(shí)加入7克偶聯(lián)劑A-1100，5克耐磨劑石灰石粉末和1克潤(rùn)滑劑石蠟，步驟(6)中混合有機(jī)溶劑C的用量為20克(混合有機(jī)溶劑C占稀釋劑的39.4重量％)，攪拌均勻，得到涂料T4。表2給出了T4的組成。
表2

實(shí)施例5-8下面的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料耐磨性、硬度和附著力。
將實(shí)施例1-4得到的涂料T1-T4噴涂于塑料外殼上，50℃烘干15分鐘，并經(jīng)紫外光照射25秒，得到厚度為12微米的固化膜層。測(cè)試固化膜層的耐磨性和硬度，結(jié)果如表3所示。
其中，耐磨性測(cè)定使用美國(guó)諾曼儀器設(shè)備公司生產(chǎn)的7-IBB型RCA磨耗儀，在175克力的作用下，磨噴涂后的漆膜，漆膜露底材時(shí)，橡膠輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)。
附著力測(cè)定用劃格器在噴涂表面劃100個(gè)1毫米×1毫米的正方形格，用美國(guó)3M公司生產(chǎn)的型號(hào)為600的透明膠帶平整粘結(jié)在方格上，不留一絲空隙，然后以最快速度垂直揭起，觀(guān)察劃痕邊緣處有無(wú)脫漆。如脫漆量在0-5％之間為5B，在5-10％之間為4B，在10-20％之間為3B，在20-30％之間為2B，在30-50％之間為B，在50％以上為0B。
硬度測(cè)定按照GB/6739T中第四章規(guī)定執(zhí)行。
表3

從表3的結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的涂料具有較強(qiáng)的耐磨性能、硬度和附著力。
實(shí)施例9-12下面的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的涂料形成的涂膜層的流平性能。
將實(shí)施例1-4得到的涂料T1-T4噴涂于塑料外殼上，50℃烘干15分鐘，并經(jīng)紫外光照射25秒，得到厚度為12微米的固化膜層。觀(guān)察成膜過(guò)程和固化后膜層的流平性能。結(jié)果見(jiàn)表4。
對(duì)比例7-12下面的對(duì)比例說(shuō)明參比涂料形成的涂膜層的流平性能。
將對(duì)比例1-6得到的涂料TB1-TB6噴涂于塑料外殼上，50℃烘干15分鐘，并經(jīng)紫外光照射25秒，得到厚度為12微米的固化膜層。觀(guān)察成膜過(guò)程和固化后膜層的流平性能。結(jié)果見(jiàn)表4。
表4

表4的結(jié)果表明，本發(fā)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。
權(quán)利要求
1.一種紫外光固化涂料，該涂料含有主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑，含或不含助劑，其特征在于，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，所述有機(jī)溶劑為一種混合有機(jī)溶劑，該混合有機(jī)溶劑含有快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑；所述快速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度為2.5以上的溶劑，所述中速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度0.3至小于2.5的溶劑，所述慢速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度小于0.3的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，以涂料的總量為基準(zhǔn)，所述主體樹(shù)脂的含量為5-95重量％，稀釋劑的含量為2-90重量％，光引發(fā)劑的含量為1-10重量％，助劑的含量為0-15重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料，其特征在于，以涂料的總量為基準(zhǔn)，所述主體樹(shù)脂的含量為12-80重量％，稀釋劑的含量為15-85重量％，光引發(fā)劑的含量為2-8重量％，助劑的含量為0-10重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3中任意一項(xiàng)所述的涂料，以所述稀釋劑的量為基準(zhǔn)，所述混合有機(jī)溶劑的含量至少為30重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，以所述混合有機(jī)溶劑為基準(zhǔn)，快速揮發(fā)溶劑的含量為10-80重量％，中速揮發(fā)溶劑的含量為5-60重量％，慢速揮發(fā)溶劑的含量為5-50重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂料，其特征在于，以所述有機(jī)溶劑為基準(zhǔn)，快速揮發(fā)溶劑的含量為20-60重量％，中速揮發(fā)溶劑的含量為15-50重量％，慢速揮發(fā)溶劑的含量為10-30重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述混合有機(jī)溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度為1-6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5和6中任意一項(xiàng)所述的涂料，其特征在于，所述快速揮發(fā)溶劑選自丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、丙酮、乙酸甲酯、丁酮、異丙酮、乙酸異丙酯、甲基異丁基甲酮、甲基乙基甲酮中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、5和6中任意一項(xiàng)所述的涂料，其特征在于，所述中速揮發(fā)溶劑選自乙酸正丁酯，乙酸異丁酯，甲基異戊基甲酮，甲基正戊基甲酮，甲苯，二甲苯，丁醇，乙酸戊酯，乙酸異己酯，丙酸正丁酯，環(huán)己酮，異丁酸異丁酯中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、5和6中任意一項(xiàng)所述的涂料，其特征在于，所述慢速揮發(fā)溶劑選自乙二醇正丁醚，乙二醇異丁醚，乙二醇乙醚乙酸酯，乙二醇丁醚乙酸酯，二異丁基甲酮，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚中的一種或幾種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述主體樹(shù)脂選自聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸酯中的一種或幾種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體選自低官能度丙烯酸酯單體和高官能度丙烯酸酯單體中的一種或幾種，并且，低官能度丙烯酸酯單體與高官能度丙烯酸酯單體的重量比為0.2-20。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，該涂料還含有一種偶聯(lián)劑，以涂料總量為基準(zhǔn)，所述偶聯(lián)劑的含量為0-8重量％，所述偶聯(lián)劑指能改善主體樹(shù)脂的相容性和潤(rùn)濕性，提高涂料形成的膜層與被涂覆的表面之間的粘合力的任何物質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，該涂料還含有一種分散劑，所述分散劑指任何能改善所述主體樹(shù)脂在溶劑中分散狀態(tài)的物質(zhì)，以涂料總量為基準(zhǔn)，分散劑的含量為0-5重量％。
16.權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，該方法包括將主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑混合，使所述光引發(fā)劑完全溶解，并且使所述主體樹(shù)脂均勻分散于所述稀釋劑中，將得到的漿液過(guò)濾，其特征在于，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1-6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，所述有機(jī)溶劑為一種混合有機(jī)溶劑，該混合有機(jī)溶劑含有快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑；所述快速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度為2.5以上的溶劑，所述中速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度0.3至小于2.5的溶劑，所述慢速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度小于0.3的溶劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑混合的步驟為，將光引發(fā)劑與部分稀釋劑混合，使光引發(fā)劑充分溶解，得到一種含有光引發(fā)劑的溶液；將主體樹(shù)脂與部分稀釋劑混合均勻，得到一種含有主體樹(shù)脂的漿液；將含有光引發(fā)劑的溶液和含有主體樹(shù)脂的漿液混合均勻，最后加入剩余的稀釋劑混合均勻。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該方法還包括在加入剩余的稀釋劑之前，在得到的含有光引發(fā)劑、主體樹(shù)脂和所述有機(jī)溶劑的漿液中，加入偶聯(lián)劑、分散劑和/或助劑，并混合均勻的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，該方法包括(1)將的光引發(fā)劑與部分稀釋劑混合，攪拌至充分溶解；(2)將主體樹(shù)脂與部分稀釋劑混合均勻，(3)將步驟(1)和(2)得到的產(chǎn)物混合；(4)繼續(xù)加入或不加入助劑、偶聯(lián)劑和/或分散劑，并混合均勻；(5)降溫，過(guò)濾得到的漿液；(6)繼續(xù)加入剩余的稀釋劑，混合均勻。
全文摘要
一種紫外光固化涂料，該涂料含有主體樹(shù)脂、稀釋劑和光引發(fā)劑，含或不含助劑，其中，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑與官能度數(shù)為1－6個(gè)的丙烯酸酯單體的混合物，所述有機(jī)溶劑為一種混合有機(jī)溶劑，該混合有機(jī)溶劑含有快速揮發(fā)溶劑、中速揮發(fā)溶劑和慢速揮發(fā)溶劑；所述快速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度為2.5以上的溶劑，所述中速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度0.3至小于2.5的溶劑，所述慢速揮發(fā)溶劑是相對(duì)揮發(fā)速度小于0.3的溶劑。
該涂料消除了現(xiàn)有涂料固化形成的漆膜表面粗糙、出現(xiàn)氣泡、針眼、縮孔等流平不良現(xiàn)象，漆面流平良好。
文檔編號(hào)C09D175/14GK1778848SQ20041008897
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者譚偉華, 劉會(huì)權(quán) 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司