【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及涂料，具體涉及一種uv光固化涂料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、uv光固化涂料，也稱為紫外線固化涂料或光敏涂料，是一種在紫外線(uv)照射下能夠迅速固化成膜的涂料。目前，木器涂料市場(chǎng)上的uv光固化涂料主要分為兩類：油性u(píng)v光固化涂料與水性u(píng)v光固化涂料。總的來說，兩者之間的主要區(qū)別在于分散介質(zhì)的不同，前者使用有機(jī)溶劑，后者則用水作為分散介質(zhì)。水性u(píng)v光固化涂料因?yàn)槠漭^低的voc含量(voc含量是指涂料等產(chǎn)品中揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile?organic?compounds)的含量)，是一種高效、綠色環(huán)保、節(jié)能且高品質(zhì)的光固化材料，在辦公家具、櫥柜及工藝品等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。水性u(píng)v光固化涂料的成膜機(jī)制依賴于光固化樹脂中的碳碳雙鍵在光引發(fā)劑生成的活性自由基的作用下發(fā)生的交聯(lián)聚合反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)固化成膜。基于這一固化機(jī)理，光引發(fā)劑成為配方中不可或缺的成分。然而，傳統(tǒng)的小分子光引發(fā)劑存在著諸如易黃變、產(chǎn)生氣味、揮發(fā)性高以及容易遷移等缺陷，這使得他們難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中對(duì)快速固化及環(huán)保性能的高標(biāo)準(zhǔn)需求。具體而言，涂膜在固化后所散發(fā)的氣味通常是由殘留的引發(fā)劑及其分解產(chǎn)物中的帶有發(fā)色基團(tuán)的小分子所致。
2、鑒于傳統(tǒng)uv光固化涂料在配方設(shè)計(jì)上存在的涂膜變色及氣味問題，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)已成為當(dāng)務(wù)之急。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nuv光固化涂料及其制備方法，旨在解決uv光固化涂料在固化后涂膜氣味重、顏色變化明顯的問題。
2、第一方
3、
4、其中，所述聚氨酯丙烯酸酯含有光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元，所述光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)式如式ⅰ或式ⅱ所示：
5、
6、其中，*表示連接位點(diǎn)。
7、本申請(qǐng)實(shí)施例選用具有自引發(fā)特性的聚氨酯丙烯酸酯作為uv光固化涂料的主要成膜物質(zhì)，并且在在配方中未添加額外的光引發(fā)劑。通過添加如潤(rùn)濕流平劑、消泡劑、增稠劑等助劑組分，制備了一種uv固化后具備低氣味、低變色特性的水性u(píng)v光固化涂料。該聚氨酯丙烯酸酯的自引發(fā)特性來源于其結(jié)構(gòu)中含有的光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元，在紫外光源的照射下，這些結(jié)構(gòu)單元能夠自行裂解生成活性自由基，進(jìn)而引發(fā)分子鏈段中的碳碳雙鍵官能團(tuán)進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，最終形成具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的涂膜。此涂料適用于那些對(duì)氣味及顏色穩(wěn)定性有較高要求的應(yīng)用領(lǐng)域，如兒童家具、櫥柜及衣柜內(nèi)部等密閉空間。
8、在一些實(shí)施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯滿足如下(1)～(5)中的至少一項(xiàng)：
9、(1)所述聚氨酯丙烯酸酯的丙烯酸酯官能度為6～8；
10、(2)每分子所述聚氨酯丙烯酸酯含有2～3個(gè)光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元；
11、(3)所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量為35％～45％；
12、(4)所述聚氨酯丙烯酸酯在25℃的條件下的粘度為50cp～500cp；
13、(5)所述聚氨酯丙烯酸酯的數(shù)均分子量為5000g/mol～20000g/mol。
14、滿足上述條件的一種或幾種聚氨酯丙烯酸酯適用于本申請(qǐng)實(shí)施例的uv光固化涂料中，有助于形成更加復(fù)雜和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提升涂膜的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
15、在一些實(shí)施例中，所述消泡劑包括聚醚改性聚硅氧烷共聚物和破泡硅氧烷溶液。如此，由于這兩種消泡劑在性能上具有互補(bǔ)性和協(xié)同效應(yīng)，組合使用時(shí)可以在獲得相同消泡效果的同時(shí)減少用量，從而降低生產(chǎn)成本并減少對(duì)環(huán)境的影響。
16、在一些實(shí)施例中，所述聚醚改性聚硅氧烷共聚物包括byk-028和tego-902w；所述破泡硅氧烷溶液包括byk-024。如此，這三款消泡劑組合使用時(shí)，不僅可以提升整體的分散效果和消泡、脫泡速度，還能提高生產(chǎn)效率，并進(jìn)一步優(yōu)化涂膜的質(zhì)量。
17、在一些實(shí)施例中，所述byk-028與所述tego-902w和所述byk-024的質(zhì)量比為(15～25)：(25～35)：50。如此，消泡效果更好，涂膜質(zhì)量更高。
18、在一些實(shí)施例中，所述潤(rùn)濕流平劑包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷、炔二醇中的至少一種；和/或，所述增稠劑包括締合型聚氨酯增稠劑。如此，采用上述類型的潤(rùn)濕流平劑和增稠劑應(yīng)用于本申請(qǐng)實(shí)施例的uv光固化涂料中，可以進(jìn)一步提升涂料的綜合性能。
19、在一些實(shí)施例中，所述uv光固化涂料在25℃的條件下的斯托默黏度為70ku～90ku。如此，則說明涂料具有良好的流動(dòng)性，有利于施工時(shí)的均勻涂抹，簡(jiǎn)化施工過程并節(jié)省時(shí)間，同時(shí)有助于形成平滑且均勻的涂膜，提升涂層的外觀質(zhì)量。
20、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種uv光固化涂料的制備方法，包括以下步驟：按照第一方面的uv光固化涂料提供原料；將聚氨酯丙烯酸酯、潤(rùn)濕流平劑、消泡劑、增稠劑混合處理得到混合漿料，當(dāng)混合漿料中的固體顆粒的細(xì)度≤30μm時(shí)，向混合漿料中加入水和增稠劑，調(diào)節(jié)至在25℃的條件下斯托默黏度達(dá)到70ku～90ku，得到uv光固化涂料。
21、本申請(qǐng)實(shí)施例的制備方法，在細(xì)度達(dá)到小于等于30μm的標(biāo)準(zhǔn)后，才添加水和增稠劑調(diào)節(jié)粘度，可以使?jié){料充分分散，不影響質(zhì)量。此法制備的uv光固化涂料表面平整、光澤度高、視覺效果好。
22、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種如第一方面的uv光固化涂料或第二方面的制備方法制得的uv光固化涂料在環(huán)保涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用。
23、在該涂料配方中，未引入傳統(tǒng)的光引發(fā)劑，而是直接利用聚氨酯丙烯酸酯低聚物內(nèi)的光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元。在紫外線(uv)的照射下，這些光引發(fā)結(jié)構(gòu)單元能夠高效地生成活性自由基，進(jìn)而觸發(fā)低聚物中碳碳雙鍵的uv誘導(dǎo)交聯(lián)固化過程。這種設(shè)計(jì)策略的巧妙之處在于，省去了光引發(fā)劑的添加，從而賦予了最終涂膜以低氣味和低變色的優(yōu)異特性，使其成為環(huán)保涂料領(lǐng)域的理想選擇。
24、第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種如第一方面的uv光固化涂料或第二方面的制備方法制得的uv光固化涂料的使用方法，包括以下步驟：采用噴涂和/或輥涂的方式將uv光固化涂料涂裝于基材上；其中，采用噴涂的方式的涂布量為100g/m2～150g/m2，采用輥涂的方式的涂布量為5g/m2～20g/m2；將涂裝后的基材在干燥溫度為40℃～60℃的條件下干燥處理1h～24h；然后進(jìn)行采用uv光固化處理，光固化能量為300mj/cm2～1200mj/cm2。
25、上述說明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。
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1.一種UV光固化涂料，其特征在于，以所述UV光固化涂料的總重量為100％計(jì)，包括如下重量百分比的組分：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯滿足如下(1)～(5)中的至少一項(xiàng)：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述消泡劑包括聚醚改性聚硅氧烷共聚物和破泡硅氧烷溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷共聚物包括BYK-028和TEGO-902W；所述破泡硅氧烷溶液包括BYK-024。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述BYK-028與所述TEGO-902W和所述BYK-024的質(zhì)量比為(15～25)：(25～35)：50。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述潤(rùn)濕流平劑包括聚醚改性聚二甲基硅氧烷、炔二醇中的至少一種；和/或，
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的UV光固化涂料，其特征在于，所述UV光固化涂料在25℃的條件下的斯托默黏度為70KU～90KU。
<...【技術(shù)特征摘要】
1.一種uv光固化涂料，其特征在于，以所述uv光固化涂料的總重量為100％計(jì)，包括如下重量百分比的組分：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的uv光固化涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯滿足如下(1)～(5)中的至少一項(xiàng)：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的uv光固化涂料，其特征在于，所述消泡劑包括聚醚改性聚硅氧烷共聚物和破泡硅氧烷溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的uv光固化涂料，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷共聚物包括byk-028和tego-902w；所述破泡硅氧烷溶液包括byk-024。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的uv光固化涂料，其特征在于，所述byk-028與所述tego-902w和所述byk-024的質(zhì)量比為(15～25)：(25...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊峰，夏正明，劉志剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：濮陽展辰新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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