一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆。一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，由如下重量百分比的組分組成：納米改性樹脂20~55%；單體15~35%；光引發(fā)劑2~5%；稀釋劑25~50%；功能助劑0.5~2%；其中納米改性樹脂由如下重量百分比的組分組成：二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯30~60%；胺改性聚酯丙烯酸酯30~50%；納米金剛石粉2~5%；納米二氧化鋯2~5%；偶聯(lián)劑0.5~1%。在本發(fā)明中采用納米改性的樹脂，使用金剛石粉、納米二氧化鋯對于樹脂進行改性，使納米材料均勻的分散在樹脂當(dāng)中，利用所選用的納米材料具有高硬度的特點，進一步增加漆膜的硬度和抗刮性能。
【專利說明】一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]UV漆是光固化涂料，它是目前應(yīng)用比較廣泛的家具漆，主要特點有:經(jīng)過強紫外線光固化處理，色澤穩(wěn)定，歷久常新。所以在辦公家具等方面應(yīng)用廣泛，近年來在大面積辦公家具中被應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，往往是增加樹脂中的剛性結(jié)構(gòu)來提升樹脂的硬度和抗刮性能，但是這樣將導(dǎo)致樹脂的粘度過大，附著力變差；如果降低了樹脂中的剛性結(jié)構(gòu)，雖然能提升樹脂的附著力，但是硬度和抗刮性能又將下降。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在不降低附著力的前提下，利用納米材料的特性來提升漆膜硬度和抗刮性能的紫外光固化漆。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，由如下重量百分比的組分組成:
納米改性樹脂20~55% ;單體15~3`5% ;光引發(fā)劑2~5% ;稀釋劑25~50% ;功能助劑0.5~2% ；所述納米改性樹脂由如下重量百分比的組分組成:二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯40-60% ;胺改性聚酯丙烯酸酯30-50% ;納米金剛石粉2~5% ;納米二氧化鋯2~5% ;偶聯(lián)劑0.5^1% ;所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為 80~120 mgKOH/g。
[0008]進一步的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。
[0009]進一步的，所述納米改性樹脂制備工藝如下:
a)將納米金剛石粉、納米二氧化鋯分散在二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和二官能度聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散l~2h，預(yù)制得分散液；
b)將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到50°C~70°C，加入偶聯(lián)劑，攪拌回流5~10h，得到所述納米改性樹脂。
[0010]在本發(fā)明中，選用的二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯具有羥基值高、附著力強的特點，二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯優(yōu)選為威來惠的NeoRad P-81，胺改性聚酯丙烯酸酯優(yōu)選為威來惠的NeoRad U-60。由于樹脂表面含有大量的羥基，而且納米金剛石粉、納米二氧化鋯表面也具有大量羥基存在，兩者在硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯偶聯(lián)劑是的作用下，使納米材料與樹脂發(fā)生偶聯(lián)，納米材料將均勻的分散在樹脂當(dāng)中，在不使用分散劑的前提下也不會產(chǎn)生團聚的問題。納米金剛石粉、納米二氧化鋯具有高硬度的特點，他們均勻的分散在漆膜中能夠有效提高漆膜的抗刮性能。選用納米金剛石粉、納米二氧化鋯均可實現(xiàn)本發(fā)明，其粒徑范圍優(yōu)選為2070nm。
[0011]進一步的，單體為二季戊四醇六丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯和三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯的混合物。三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯為一種低粘度雙官丙烯酸酯單體，其具有優(yōu)良的韌性，能夠顯著提高漆膜的附著力；二季戊四醇六丙烯酸酯作為六官能團的單體，具有優(yōu)異的耐磨性，高硬度和快速光固化的特點；而二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯作為四官能團的單體，在固化過程中擁有良好的交聯(lián)密度，能夠快速地將樹脂和單體交聯(lián)起來。
[0012]進一步的，所述光引發(fā)劑用本【技術(shù)領(lǐng)域】常用的光引發(fā)劑均能實現(xiàn)本發(fā)明，優(yōu)選為4-異丙基硫雜蒽酮，4- 二甲氨基-苯甲酸乙酯的混合物。4-異丙基硫雜蒽酮和4- 二甲氨基-苯甲酸乙酯混合使用有極佳的效果，，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯為胺增效劑，而4-異丙基硫雜蒽酮不僅活性高，而且黃變也不嚴(yán)重，兩者配合使用有優(yōu)異的復(fù)合性、優(yōu)秀的固化速度和耐候性。
[0013]進一步的，所述稀釋劑用本【技術(shù)領(lǐng)域】常用的稀釋劑均能實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明中其優(yōu)選為醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，異丁醇、丙酮中的至少一種。
[0014]進一步的，所述功能助劑流平劑，消泡劑中的至少一種。流平劑為本【技術(shù)領(lǐng)域】常用的流平劑，優(yōu)選為BYK333 ;消泡劑為本【技術(shù)領(lǐng)域】常用的消泡劑，優(yōu)選為BYK066N。
[0015]進一步的，各組分的重量百分比優(yōu)選為:
納米改性樹脂20-55% ;二季戊四醇六丙烯酸酯5~10% ;二 -三羥甲基丙烷四丙烯酸酯5~10% ;三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯5~10% ;4_異丙基硫雜蒽酮1~2% ;4_ 二甲氨基-苯甲酸乙酯1~2% ;稀釋劑25~50% ;功能助劑0.5~2%。
[0016]
本發(fā)明具有如下有益效果:
(I)在本發(fā)明中采用納米改性的樹脂，使用金剛石粉、納米二氧化鋯對于樹脂進行改性，使納米材料均勻的分散在樹脂當(dāng)中，利用所選用的納米材料具有高硬度的特點，進一步增加漆膜的硬度和抗刮性能。
[0017](2)該紫外光固化漆采用多官能團的單體混合使用，能夠進一步提高樹脂和單體的相容性，使得漆膜整體上具有更好的流動性、柔韌性和附著力。
[0018](3)本發(fā)明充分利用引發(fā)劑、樹脂、單體和稀釋劑之間的協(xié)同作用，完成性能的互補，使性能大于獨立使用的總和。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不是對本發(fā)明的限定。
[0021]實施例1 納米改性樹脂的制備:
將4%納米金剛石粉、3%納米二氧化鈦分散在45% 二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和47%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散2h，預(yù)制得分散液；然后將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到60°C，加入1%硅烷偶聯(lián)劑，攪拌回流8h，得到所述納米改性樹脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為8(Tl20 mgKOH/g。
[0022]一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂42% ;二季戊四醇六丙烯酸酯8% ;二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯7% ;三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯8% ;4_異丙基硫雜蒽酮1% ;4_ 二甲氨基-苯甲酸乙酯1% ;丙酮31% ；BYK333 1% ；BYK066N 1%。
[0023]實施例2 納米改性樹脂的制備:
將3%納米金剛石粉、5%納米二氧化鈦分散在57%二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和34%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散1.5h，預(yù)制得分散液；然后將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到70°C，加入1%鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌回流5h，得到所述納米改性樹脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為8(Tl20 mgKOH/g。
[0024]一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂32% ;二季戊四醇六丙烯酸酯9% ;二 -三羥甲基丙烷四丙烯酸酯6% ;三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯10% ;4_異丙基硫雜蒽酮1.5% ;4_ 二甲氨基-苯甲酸乙酯1.5%;正丁醇 38% ；BYK333 1% ；BYK066N 1%。
[0025]實施例3` 納米改性樹脂的制備:
將3%納米金剛石粉、2%納米二氧化鈦分散在48% 二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和46%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散lh，預(yù)制得分散液；然后將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到55°C，加入1%硅烷偶聯(lián)劑，攪拌回流9h，得到所述納米改性樹脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為8(Tl20 mgKOH/g。
[0026]一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂53% ;二季戊四醇六丙烯酸酯5% ;二 -三羥甲基丙烷四丙烯酸酯6% ;三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯6% ;4_異丙基硫雜蒽酮0.5% ;4_ 二甲氨基-苯甲酸乙酯1.5% ;醋酸丁酯 26% ；BYK333 1% ；BYK066N 1%。
[0027]實施例4 納米改性樹脂的制備:
將4%納米金剛石粉、4%納米二氧化鈦分散在45% 二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和46%胺改性聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散lh，預(yù)制得分散液；然后將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到60°C，加入1%硅烷偶聯(lián)劑，攪拌回流6h，得到所述納米改性樹脂。所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為8(Tl20 mgKOH/g。
[0028]一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂45% ;二季戊四醇六丙烯酸酯6% ;二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯8% ;三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯8% ;4_異丙基硫雜蒽酮1% ;4_ 二甲氨基-苯甲酸乙酯1% ;醋酸乙酯30% ；BYK333 0.5% ；BYK066N 0.5%。
[0029]性能測試
將實施例分別噴涂塑膠底材上，50~55°C烘干3~4分鐘后經(jīng)紫外線光照射(總吸收能量值為700-750毫焦/平方厘米)，然后在紫外光燈下進行固化，固化時間為1~1.5分鐘，測試固化漆膜的附著力和硬度。
[0030]附著力測試:用劃格器在漆膜表面劃100格1毫米X 1毫米的正方型格，用3M膠紙粘在漆膜表面，45°角用力即時拉起，觀察劃痕邊緣處有無脫落:如脫落在O~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1B，在50%以上為OB0
[0031]硬度:用擺桿硬度計測試，中華鉛筆，IKG力。
[0032]測定結(jié)果如表1所示。
[0033]表1性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于由如下重量百分比的組分組成: 納米改性樹脂20-55% ； 單體15~35% ； 光引發(fā)劑2~5%; 稀釋劑25~50% ； 功能助劑0.5^2% ； 所述納米改性樹脂由如下重量百分比的組分組成: 二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯40-60% ； 胺改性聚酯丙烯酸酯30-50% ； 納米金剛石粉2~5% ； 納米二氧化鋯2~5% ； 偶聯(lián)劑0.5^1% ； 所述二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和胺改性聚酯丙烯酸酯的羥基值為80~120 mgKOH/g; 所述納米改性樹脂制備工藝如下: a)將納米金剛石粉、納米二氧化鋯分散在二官能度芳香族聚醚型聚氨酯丙烯酸酯和二官能度聚酯丙烯酸酯的混合液當(dāng)中，超聲分散f2h，預(yù)制得分散液； b)將分散液加入帶有回流冷凝器和攪拌器的密閉容器中，然后將體系升溫到50°C~70°C，加入偶聯(lián)劑，攪拌回流5~10h，得到所述納米改性樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述單體為二季戊四醇六丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯和三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述光引發(fā)劑為4-異丙基硫雜蒽酮，4-二甲氨基-苯甲酸乙酯的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述稀釋劑為醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，異丁醇、丙酮中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于所述功能助劑流平劑，消泡劑中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意項所述的一種納米改性高硬度抗刮紫外光固化漆，其特征在于，各組分的重量百分比優(yōu)選為: 納米改性樹脂20-55% ； 二季戊四醇六丙烯酸酯5~10% ； 二 -三羥甲基丙烷四丙烯酸酯5~10% ； 三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯5~10% ； 4-異丙基硫雜蒽酮f 2% ； 4-二甲氨基-苯甲酸乙酯I~2%;稀釋劑25~50% ；功能助劑0.5~2%。`
【文檔編號】C09D175/14GK103666239SQ201310692089
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】段晶晶 申請人:段晶晶