紫外光固化涂料及其制備方法
技術領域
本發(fā)明屬于涂料技術領域，具體涉及一種紫外光固化涂料及其制備方法。
背景技術
在家具涂裝中，涂料主要起到裝飾和保護木材的作用，紫外光固化涂料的主要特點是漆膜硬度高，抗劃傷好，但其缺點是純UV漆涂裝塑料感很強，摸起來比較生硬。
面漆涂料中有一種膚感漆，該膚感漆的漆膜手感好，像摸在皮膚上的感覺，非常柔和。但現在紫外光固化涂料中都缺少這種柔和感，因此，現有技術有待改進。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種紫外光固化涂料及其制備方法，旨在解決現有紫外光固化涂料的柔和性不佳的技術問題。
為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
本發(fā)明一方面提供一種紫外光固化涂料，包括如下重量份的組份：
本發(fā)明提供的紫外光固化涂料是一種模擬人皮膚的彈性膚感涂料，其綜合利用兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂、四官能度聚氨酯丙烯酸酯進行交聯固化形成基材，在絨毛粉和手感助劑下提高彈性膚感效果，同時正潤濕劑、消泡劑、流平劑、活性單體等各種成份下提高其綜合性能，即對各成份按不同的重量份配比組合，各成分之間協(xié)效作用，使該紫外光固化涂料成漆膜后具有很好的彈性膚感，可以涂裝該紫外光固化涂料在家具表面，使用時先進行紫外光固化底漆的涂裝，將家具表面涂裝平整之后，再涂裝本發(fā)明的紫外光固化涂料，經固化之后，即可完成涂裝過程，最終漆膜表面具有很好的彈性膚感效果。
本發(fā)明另一方面提供一種紫外光固化涂料的制備方法，包括如下步驟：
按照本發(fā)明所述的紫外光固化涂料的配方稱取各組份；
將所述兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、絨毛粉、手感助劑、活性單體、潤濕劑、消泡劑和流平劑進行第一混料處理，得第一混料物；
將所述光引發(fā)劑和活性單體加入所述第一混料物中，進行第二混料處理，得到所述紫外光固化彈性膚感涂料。
本發(fā)明制備的紫外光固化涂料的制備方法工藝簡單，成漆膜后具有很好的彈性膚感，可以涂裝該紫外光固化涂料在家具表面，使用時先進行紫外光固化底漆的涂裝，將家具表面涂裝平整之后，再涂裝本發(fā)明的紫外光固化涂料，經固化之后，即可完成涂裝過程，最終漆膜表面具有很好的彈性膚感效果。
具體實施方式
為了使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
一方面，本發(fā)明實施例提供了一種紫外光固化涂料，包括如下重量份的組份：
本發(fā)明實施例提供的紫外光固化涂料是一種模擬人皮膚的彈性膚感涂料，其綜合利用兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂、四官能度聚氨酯丙烯酸酯進行交聯固化形成基材，在絨毛粉和手感助劑下提高彈性膚感效果，同時正潤濕劑、消泡劑、流平劑、活性單體等各種成份下提高其綜合性能，即對各成份按不同的重量份配比組合，各成分之間協(xié)效作用，使該紫外光固化涂料成漆膜后具有很好的彈性膚感，可以涂裝該紫外光固化涂料在家具表面，使用時先進行紫外光固化底漆的涂裝，將家具表面涂裝平整之后，再涂裝本發(fā)明的紫外光固化涂料，經固化之后，即可完成涂裝過程，最終漆膜表面具有很好的彈性膚感效果。
兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂，是一種按照聚氨酯的生產工藝和丙烯酸酯的生產工藝，混合出來的樹脂，綜合了聚氨酯和丙烯酸酯樹脂的性能，能夠在漆膜里提供彈性手感；兩官能度聚酯丙烯酸酯，是一種按照聚酯的生產工藝和丙烯酸酯的生產工藝，混合出來的樹脂，綜合了聚酯和丙烯酸酯樹脂的性能，能夠在不影響產品性能的前提下，降低配方成本；而四官能度聚氨酯丙烯酸酯能夠進一步提高體系的整體反應活性。上述樹脂成膜后，漆膜有一定的彈性，漆膜比硬度高的紫外光固化涂料有更好的手感。而絨毛粉和手感助劑可以提供絨毛般滑爽的手感，更接近皮膚的細膩感，同時又有良好的抗劃傷性能。以總計為100重量份計，包括如下重量份組份：兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂10～70份；兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂5-20份；四官能度聚氨酯丙烯酸酯5-20份；絨毛粉1-10份；手感助劑0.1-2份；光引發(fā)劑2～9份；潤濕劑0.5～2份；非硅類消泡劑0.05～0.2份；流平劑0.1～2份；活性單體5～30份。與現有技術相比，本發(fā)明實施例提供的紫外光固化彈性膚感涂料，家具表面的手感更好、更柔和，沒有生硬的感覺。本發(fā)明的紫外光固化彈性膚感涂料，可以輥涂施工，也可以往復式機器噴涂施工，且涂膜具有填充好、透明度高等特點，同時又有良好的抗劃傷性能。
上述兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂、四官能度聚氨酯丙烯酸酯在受紫外光照射后，能在較短的時間內迅速發(fā)生物理和化學變化，進而交聯固化的低聚物。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化涂料中的兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂重量份可選15份、25份、35份、45份、55份；對應的兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂重量可選5份、10份、15份、20份、25份；對應的四官能度聚氨酯丙烯酸酯樹脂重量可選5份、10份、15份、20份。作為優(yōu)選，兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂和四官能度聚氨酯丙烯酸酯，優(yōu)選為帝斯曼(DSM)、氰特化工、長興化學、昊輝化工、三木化工與寶駿化工的產品。在本發(fā)明實施例提供的上述范圍內，可使該紫外光固化彈性膚感涂料用于家具涂裝時能達到最優(yōu)的表面效果。
絨毛粉和手感助劑能夠提供良好的絨面般滑爽手感，以及抗劃傷性能。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，絨毛粉為日本大日精化、道康寧、南京手牽手化工科技等公司的絨毛粉，可使本發(fā)明的涂料有良好的滑爽表面。
絨毛粉優(yōu)選經硅樹脂改性的聚氨酯彈性微球，是指經硅樹脂改性的著色或不著色的聚氨酯彈性微球，其單個直徑在10-80mm之間。與適量彈性樹脂配合，使涂膜產生絨面的感覺。手感助劑優(yōu)選體是TEGO450，可以提高漆膜表面的滑爽性，彈性樹脂和絨毛粉可以提供彈性的絨面手感，但是滑爽性稍差，加入手感助劑后，漆膜就有非常滑爽的絨毛手感。
光引發(fā)劑具有一定的吸光能力，在直接或間接吸收光能后，產生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片，從而使活性單體聚合。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化涂料中的光引發(fā)劑重量份可選2份、3份、4份、9份。作為優(yōu)選，光引發(fā)劑為芳香酮、α-羥基酮衍生物、苯偶酰和酰基磷氧化物中的一種或多種，優(yōu)選汽巴公司產的1173、184、BP與TPO。在本發(fā)明實施例提供的光引發(fā)劑質量份的范圍內，可使該紫外光固化涂料用于家具涂裝時能達到最優(yōu)的表面效果。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，光引發(fā)劑選為汽巴公司產的1173，具體為2-羥基-2甲基-1-苯基-1-丙酮，光引發(fā)劑1173為液體狀，加入本發(fā)明中對降低粘度有幫助，從而具有更好的流動性。
潤濕劑可在涂料施工過程中降低表面張力，提高對底涂層潤濕性。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化涂料中的潤濕劑重量份可選1份、1.5份、2份。作為優(yōu)選，潤濕劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物，優(yōu)選為畢克公司牌號BYK-190、AFCONA公司的AFCONA3588，以及迪高公司牌號Tego 270。該類潤濕劑能將底漆體系的表面張力極大的降低，從而有利于漆膜在木材上的鋪展。在本發(fā)明實施例提供的潤濕劑質量份的范圍內，可使該紫外光固化底漆用于木材表面涂裝時入孔性效果達到最優(yōu)。在一優(yōu)選實施例中，潤濕劑優(yōu)選為迪高公司牌號Tego 270，該潤濕劑與本發(fā)明實施例的上述潤濕劑(尤其是羅門哈斯的水性底漆潤濕分散劑)協(xié)效作用，可使得本發(fā)明實施例的紫外光固化底漆對底涂層具有很好的潤濕性，對UV漆本身的流平也有明顯幫助。
消泡劑優(yōu)選非硅類消泡劑，其可在底漆施工過程中降低表面張力，抑制泡沫產生或消除已產生泡沫。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化底漆中的非硅類消泡劑重量份優(yōu)選0.05份、0.1份、0.2份。具體地，非硅類消泡劑包括非硅類聚合物消泡劑、脂肪族或芳香族礦物油類消泡劑、植物油類消泡劑等。作為優(yōu)選，非硅類消泡劑在本實施例中為非硅類聚合物消泡劑，優(yōu)選為迪高公司牌號Tego 920。非硅類聚合物消泡劑的消泡效率較高，即便在高溫的情況下依然能夠穩(wěn)定消泡，并且不會殘留硅斑點，具有良好的沖突性，相容性好，不浮油，可滿足往復式機器噴涂和輥涂施工的需求。在本發(fā)明實施例提供的非硅類消泡劑質量份的范圍內，可使該紫外光固化涂料在底漆涂層上涂裝時消泡效果達到最優(yōu)。
流平劑能促使底漆在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜，可有效降低涂飾液表面張力，提高其流平性和均勻性。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化涂料中的流平劑重量份可選0.3份、1份、2份。作為優(yōu)選，流平劑在本實施例中可為聚丙烯酸、聚硅氧烷-聚醚共聚物、有機硅氧烷與氟表面活性劑中的一種或多種，優(yōu)選為畢克公司牌號BYK-358N、BYK-333、BYK-3510與迪高公司牌號Tego432、Tego450。在本發(fā)明實施例提供的流平劑質量份的范圍內，可使該紫外光固化涂料在底漆涂層上涂裝時的流平性和均勻性效果達到最優(yōu)。
活性單體不僅可以降低涂料黏度和改善施工流變性，而且可以改變其固化速率、改善固化涂層的性能。在本發(fā)明一實施例中，該紫外光固化涂料中的活性單體重量份可選5份、10份、20份、30份?；钚詥误w在本實施例中可為二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一種或多種，優(yōu)選氰特化工、長興化工與三木化工的產品。在本發(fā)明實施例提供的活性單體質量份的范圍內，可使該紫外光固化涂料在底漆涂層上涂裝時的性能達到最優(yōu)。
最佳的，所述用于紫外光固化彈性膚感涂料包括如下重量份組份：
上述配方含量范圍內的紫外光固化彈性膚感涂料涂裝后的表面膚感效果最佳。
另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種用于紫外光固化彈性膚感涂料的制備方法，包括如下步驟：
S01：按照本發(fā)明實施例所述的紫外光固化涂料的配方稱取各組份；
S02：將所述兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、絨毛粉、手感助劑、活性單體、潤濕劑、消泡劑和流平劑進行第一混料處理，得第一混料物；
S03：將所述光引發(fā)劑和活性單體加入所述第一混料物中，進行第二混料處理，得到所述紫外光固化彈性膚感涂料。
本發(fā)明實施例制備的紫外光固化涂料的制備方法工藝簡單，成漆膜后具有很好的彈性膚感，可以涂裝該紫外光固化涂料在家具表面，使用時先進行紫外光固化底漆的涂裝，將家具表面涂裝平整之后，再涂裝本發(fā)明的紫外光固化涂料，經固化之后，即可完成涂裝過程，最終漆膜表面具有很好的彈性膚感效果。
本發(fā)明實施例提供的用于紫外光固化彈性膚感涂料的制備方法，具有工藝簡單，成本低，效率高的特點；用該制備方法得到的紫外光固化彈性膚感涂料用于家具表面涂裝時，具有良好的觸摸感，細膩、光滑而有彈性的效果。
進一步地，所述第一混料處理的步驟包括：在40-50℃條件下，以800～1000rpm的速度攪拌10～25min；所述第二混料處理的步驟包括：在60-70℃條件下，以600～1000rpm的速度攪拌20～25min。上述步驟中所優(yōu)選的溫度、速度和時間，使得本實施例的紫外光固化涂料制備過程中混料更加充分，紫外光固化涂料的綜合性能達到最優(yōu)。
本發(fā)明先后進行過多次試驗，現舉一部分試驗結果作為參考對發(fā)明進行進一步詳細描述，下面結合具體實施例進行詳細說明。
實施例1
一種紫外光固化彈性膚感涂料，其各組份重量份含量見表1：
表1
| 組份 |
重量份數 |
| 兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂 |
55.0 |
| 兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂 |
8.0 |
| 四官能度聚氨酯丙烯酸酯 |
10.0 |
| 絨毛粉 |
8.0 |
| 手感助劑 |
0.8 |
| 消泡劑 |
0.1 |
| 潤濕劑 |
1.5 |
| 流平劑 |
1.0 |
| 光引發(fā)劑 |
4.0 |
| 活性單體 |
12.6 |
上述表1中，兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為昊輝化工的CR90475；兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為JD6188(自產樹脂)；四官能度聚氨酯丙烯酸酯為長興化學DR-U029；手感助劑為迪高TEGO-450；潤濕劑為AFCONA 3588，消泡劑為非硅類消泡劑Tego-920；流平劑為BYK-358N；光引發(fā)劑為汽巴公司牌號1173；活性單體為氰特的聚丙烯酸類單體。
本實施例提供的紫外光固化涂料的制備方法如下：
S11：按照上述表1中紫外光固化涂料所含的成分及其重量份分別稱取各成分原料；
S12：將上述兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、潤濕劑、消泡劑、流平劑在溫度50℃以下，速度800～1000轉/分鐘，攪拌10～15分鐘。
S13：再加入活性單體在溫度50℃以下，速度800～1000轉/分鐘，攪拌15～20分鐘，使其分散均勻，得到本發(fā)明的紫外光固化彈性膚感涂料。
將上述方法制得的紫外光固化涂料通過輥涂的方式涂布在最好UV底漆的工件上，然后置于UV燈下進行固化，得到漆膜。
對實施例1中的漆膜的性能進行檢測，得到結果見表2。
表2
| 檢測項目 |
檢測結果 |
檢測標準 |
| 漆膜外觀 |
平整、光滑 |
目測 |
| 手感 |
良好 |
絨毛般滑爽、細膩、有彈性 |
| 附著力 |
1級 |
GB/T9286-1998 |
由表2可以看出，本實施例的紫外光固化彈性膚感涂料得到的漆膜表面滑爽性很好，附著力好，具有很好的固化性能，表面手感顯著優(yōu)于現有技術。
實施例2
一種紫外光固化彈性膚感涂料，其各組份重量份含量見表3：
表3
上述表3中，兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為昊輝化工的CR90475；兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為JD6188(自產樹脂)；四官能度聚氨酯丙烯酸酯為長興化學DR-U029；手感助劑為迪高TEGO-450；潤濕劑為AFCONA 3588；非硅類消泡劑為Tego-920；流平劑為BYK-358N；光引發(fā)劑為汽巴公司牌號1173；活性單體為氰特的聚丙烯酸類單體。
本實施例提供的上述紫外光固化彈性膚感涂料的制備方法與實施例1基本相同，此處不再一一贅述。
將上述紫外光固化涂料通過往復式機器噴涂的方式涂布在做好UV底漆的工件上，可通過調節(jié)噴涂的氣壓、噴涂的流量和噴涂用的噴槍頭的角度來控制涂布量。用有機溶劑將本紫外光固化彈性膚感涂料稀釋到巖田2#杯11-12秒，涂布量控制在80-120克/平方米，經過45℃-50℃的烘道烘烤10分鐘左右，然后將被涂布好的工件置于UV燈下進行固化，得到漆膜。
對實施例2中的漆膜的性能進行檢測，得到結果見表4。
表4
由表4可以看出，本實施例的紫外光固化彈性膚感涂料得到的漆膜表面平整度高、光滑、細膩、有彈性，附著力好，具有很好的固化性能，顯著優(yōu)于現有技術。
實施例3
一種紫外光固化彈性膚感涂料，其各組份重量份含量見表5：
表5
| 組份 |
重量份數 |
| 兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂 |
25.0 |
| 兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂 |
20.0 |
| 四官能度聚氨酯丙烯酸酯 |
20.0 |
| 絨毛粉 |
5.0 |
| 手感助劑 |
1.0 |
| 消泡劑 |
0.1 |
| 潤濕劑 |
1.0 |
| 流平劑 |
2.0 |
| 光引發(fā)劑 |
6.0 |
| 活性單體 |
19.9 |
上述表5中，兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為昊輝化工的CR90475；兩官能度聚酯丙烯酸酯樹脂為JD6188(自產樹脂)；四官能度聚氨酯丙烯酸酯為長興化學DR-U029；手感助劑為迪高TEGO-450；潤濕劑為TEGO 270；非硅類消泡劑為Tego-920；流平劑為BYK-358N；光引發(fā)劑為汽巴公司牌號1173；活性單體為氰特的聚丙烯酸類單體。
本實施例提供的上述紫外光固化彈性膚感涂料的制備方法與實施例1基本相同，此處不再一一贅述。
將上述紫外光固化涂料通過輥涂加膜壓的方式涂布在做好底漆的工件表面，然后將被涂布的工件置于UV燈下進行固化，得到漆膜。
對實施例3中的漆膜的性能進行檢測，得到結果見表6。
表6
| 檢測項目 |
檢測結果 |
檢測標準 |
| 漆膜外觀 |
平整、光滑 |
目測 |
| 手感 |
良好 |
光滑、細膩、有彈性 |
| 光澤 |
5° |
≤10° |
| 附著力 |
1級 |
GB/T9286-1998 |
由表6可以看出，本實施例的紫外光固化彈性膚感涂料得到的漆膜表面平整度高、光滑、細膩、有彈性，附著力好，光澤很低，接近全啞，具有很好的固化性能。用這個紫外光固化彈性膚感涂料進行膜壓施工后，表面手感比普通輥涂效果更好。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
1.一種紫外光固化涂料，其特征在于，包括如下重量份的組份：
2.如權利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述紫外光固化涂料包括如下重量份的組份：
3.如權利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述絨毛粉是經硅樹脂改性的聚氨酯彈性微球。
4.如權利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述光引發(fā)劑包括芳香酮、α-羥基酮衍生物、苯偶酰和?；籽趸镏械囊环N或多種；和/或，
所述流平劑包括聚丙烯酸、聚硅氧烷-聚醚共聚物、有機硅氧烷與氟表面活性劑中的一種或多種；和/或，
潤濕劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物。
5.如權利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述活性單體包括二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一種或多種。
6.如權利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述消泡劑為非硅類消泡劑。
7.如權利要求6所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述非硅類消泡劑包括非硅類聚合物消泡劑、脂肪族或芳香族礦物油類消泡劑和植物油類消泡劑中的至少一種。
8.一種紫外光固化涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
按照權利要求1-7任一項所述的紫外光固化涂料的配方稱取各組份；
將所述兩官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂、兩官能度聚酯丙烯酸酯、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、絨毛粉、手感助劑、活性單體、潤濕劑、消泡劑和流平劑進行第一混料處理，得第一混料物；
將所述光引發(fā)劑和活性單體加入所述第一混料物中，進行第二混料處理，得到所述紫外光固化彈性膚感涂料。
9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述第一混料處理的步驟包括：在40～50℃條件下，以800～1000rpm的速度攪拌10～30min。
10.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述第二混料處理的步驟包括：在60～70℃條件下，以600～1000rpm的速度攪拌15～25min。
