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一種高耐性水性UV涂料及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號:12405833閱讀:1014來源:國知局
本發(fā)明涉及水性木器漆
技術(shù)領(lǐng)域
,具體涉及一種高耐性水性UV涂料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
:紫外光(UV)涂料可分為水性UV固化涂料、UV固化粉末涂料和溶劑型UV涂料。相對傳統(tǒng)UV涂料而言,水性UV涂料可趨向零揮發(fā)性有機化合物(VOC),不易燃,對環(huán)境污染小且安全;固化速度快,具有節(jié)約能源、固化性能好、適合高速自動化生產(chǎn)等優(yōu)點。UV固化涂料主要由光引發(fā)劑、低聚物、活性稀釋劑組成,UV固化反應(yīng)屬于能量引發(fā)聚合反應(yīng),在光引發(fā)劑存在的條件下,成膜物經(jīng)自由基反應(yīng)幾秒鐘可交聯(lián)固化,固化不受空氣中氧抑制。傳統(tǒng)溶劑型UV固化所使用活性稀釋劑大多為丙烯酸類功能單體,固化后體積收縮大,影響凃?qū)痈街Γ⑶一钚韵♂寗┚哂幸欢ǖ膿]發(fā)性,對人體有一定的危害。水性UV固化涂料由于不含稀釋劑單體,而是以水為稀釋劑,可解決揮發(fā)性組份毒性和刺激性,是涂料的一個發(fā)展方向。但是與傳統(tǒng)UV固化涂料相比,目前國內(nèi)水性UV固化涂料合成乳液多以甲苯二異氰酸酯為原料來制作,雙鍵含量和相對分子質(zhì)量太低,力學(xué)性能較差。隨著市場對水性涂料綜合性能的要求不斷提高,其耐磨性、耐化性、硬度等綜合性能需要進(jìn)一步提高,由此對水性UV涂料性能增迫在眉睫。聚四氟乙烯改性聚乙烯蠟是硬度高的PE/PTFE復(fù)合的微粉蠟,PTFE的加入大大改善了聚乙烯蠟粉的滑度和抗劃傷性,產(chǎn)生非常好的協(xié)同效應(yīng)。較好的顆粒形狀和較為集中的粒徑范圍,分子量整齊,容易分散,耐磨性好。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種高耐性水性UV涂料及其制備方法和應(yīng)用,該高耐性水性UV涂料彌補了現(xiàn)有水性UV涂層力學(xué)性能與化學(xué)性能上存在的不足,具有耐臟污、耐化學(xué)品性、耐老化性和耐磨性,光澤可調(diào)的特點。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種高耐性水性UV涂料,包括以下原料以重量份計組成:超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液50~80份,混合溶劑1~5份,消泡劑0.1~0.5份,潤濕分散劑1~5份,增稠劑0.1~1.0份,消光粉1~5份,聚四氟乙烯蠟粉1~5份,光引發(fā)劑1~3份,PH調(diào)節(jié)劑1~2份,水8~25份,防霉殺菌劑0.1~0.2份;所述混合溶劑為三元醇或其衍生物。進(jìn)一步地,所述超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液的固含量為43~47%,pH值為6.5~7。進(jìn)一步地,所述混合溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、異丙醇中的至少一種。進(jìn)一步地,所述潤濕分散劑為不含溶劑和乙氧基壬基酚的陰離子型潤濕分散劑、非離子型潤濕分散劑、多官能團(tuán)型潤濕分散劑中的至少一種。進(jìn)一步地,所述消泡劑為有機硅氧烷類消泡劑、聚醚類消泡劑、聚醚改性硅類消泡劑中的至少一種。進(jìn)一步地,所述增稠劑為丙烯酸類增稠劑、聚氨酯類增稠劑、纖維素醚類增稠劑中的至少一種。進(jìn)一步地,所述消光粉包括無定型二氧化硅和消光蠟;所述聚四氟乙烯蠟粉為經(jīng)由聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟、或聚四氟乙烯與聚乙烯蠟的混合物。進(jìn)一步地,所述光引發(fā)劑為裂解型光引發(fā)劑、提氫型引發(fā)劑、離子型引發(fā)劑中的至少一種。上述高耐性水性UV涂料的制備方法,包括以下步驟:S1.將水性聚氨酯丙烯酸乳液、混合溶劑與消泡劑混合加入反應(yīng)器中,在1200~1500rpm的轉(zhuǎn)速下分散至無油縮;S2.將潤濕分散劑、消光粉、聚四氟乙烯依次加入反應(yīng)器,在1200~1500rpm的轉(zhuǎn)速下分散至細(xì)度≤25μm;S3.將增稠劑、光引發(fā)劑、pH調(diào)節(jié)劑、防霉殺菌劑和水依次加入攪拌釜中,在500~800rpm的轉(zhuǎn)速下分散15~20min,制得高耐性水性UV涂料。上述高耐性水性UV涂料的應(yīng)用,用0.05~0.1倍的水將高耐性水性UV涂料稀釋調(diào)節(jié)至施工粘度,涂布于經(jīng)打磨處理的舊凃?qū)踊纳?,涂布量控制?10~130g/m2,在常溫流平2~3min使表面平整,然后在50℃條件下烘烤15~20min,烤至漆膜表干,然后經(jīng)量能為300mj/m2的UV機固化。本發(fā)明的有益效果是:1、采用超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液(UV-WPUA),該乳液兼有UV固化技術(shù)、水性PUA及超支化樹脂三者的優(yōu)點,其分散體有較高的固含量、較低的粘度和良好的流動性及穩(wěn)定性,其成膜物具有優(yōu)良的成膜性、附著力、適中的軟硬度和良好的耐水性、耐溶劑性及熱穩(wěn)定性;2、本發(fā)明高耐性水性UV涂料與復(fù)合成膜助劑搭配,可以明顯改善涂層的成膜性及后期穩(wěn)定性;3、本發(fā)明通過適當(dāng)引入聚四氟乙烯改性聚乙烯蠟,增強了漆膜抗劃傷、耐老化、抗臟污與耐磨性,也適當(dāng)提升了漆膜的硬度;4、本發(fā)明產(chǎn)品直接加水可使用,無使用時間限制;5、本發(fā)明的水性UV漆面漆為水性環(huán)保產(chǎn)品,適用于竹木器、塑料、皮革領(lǐng)域。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。實施例一種高耐性水性UV涂料,包括以下原料以重量份計組成:超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液50~80份,混合溶劑1~5份,消泡劑0.1~0.5份,潤濕分散劑1~5份,增稠劑0.1~1.0份,消光粉1~5份,聚四氟乙烯蠟粉1~5份,光引發(fā)劑1~3份,PH調(diào)節(jié)劑1~2份,水8~25份,防霉殺菌劑0.1~0.2份;所述混合溶劑為三元醇或其衍生物。優(yōu)選地,由以下原料以重量份計組成:超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液70份,混合溶劑2份,消泡劑0.5份,潤濕分散劑3份,增稠劑1份,消光粉5份,聚四氟乙烯蠟粉2份,光引發(fā)劑2份,PH調(diào)節(jié)劑2份,水8.3份,防霉殺菌劑0.2份;所述超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液的固含量為43~47%,pH值為6.5~7,該乳液兼有UV固化技術(shù)、水性PUA及超支化樹脂三者的優(yōu)點,其分散體有較高的固含量、較低的粘度和良好的流動性及穩(wěn)定性。其成膜物具有優(yōu)良的成膜性、附著力、適中的軟硬度和良好的耐水性、耐溶劑性及熱穩(wěn)定性;所述混合溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、異丙醇中的至少一種;作為優(yōu)選混合溶劑是由質(zhì)量比為3:2的二丙二醇丁醚、異丙醇中組成;所述潤濕分散劑為不含溶劑和乙氧基壬基酚的陰離子型潤濕分散劑、非離子型潤濕分散劑、多官能團(tuán)型潤濕分散劑中的至少一種,優(yōu)選德國TEGO公司的TEGODispers740W(非離子型脂肪酸衍生物)、TEGODispers755W(陰離子型聚丙烯酸鈉鹽)或TEGODispers760W(多官能團(tuán)型的表面活性劑與含顏料親和基團(tuán)的水溶液);所述消泡劑為有機硅氧烷類消泡劑、聚醚類消泡劑、聚醚改性硅類消泡劑中的至少一種,優(yōu)選德國BYK公司BYK024(破泡聚硅氧烷溶液,屬于有機硅氧烷類)、EVONIK公司的TEGOfoamex810(聚硅氧烷-聚醚共聚物,屬于聚醚改性硅類)。所述增稠劑為丙烯酸類增稠劑、聚氨酯類增稠劑、纖維素醚類增稠劑中的至少一種,優(yōu)選法國COATEX的Thixol53L(丙烯酸共聚物溶液)、Coapur830w(非離子型水性聚氨酯),RM-8W增稠劑或羅門哈斯TT-935增稠劑;所述消光粉包括無定型二氧化硅和消光蠟;所述聚四氟乙烯蠟粉為經(jīng)由聚四氟乙烯改性的聚乙烯蠟、或聚四氟乙烯與聚乙烯蠟的混合物,優(yōu)選科萊恩蠟粉9610F或天詩0612;所述防霉殺菌劑為不含N-/O-縮甲醛的CMI(水性氯甲基異噻唑啉酮)、MI(水性甲基異噻唑啉酮)、溴硝基丙二醇中的至少一種,優(yōu)選德國舒美公司的ParmetolA28(其主要成分為CMI/MI和溴硝基丙二醇混合物)或ParmetolK20(其主要成分為CMI/MI混合物),還有羅門哈斯的LXE殺菌劑及英國舒爾MV殺菌劑;所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙胺或醇胺,優(yōu)選氣味小的醇胺,例如陶氏的AMP-95(分子結(jié)構(gòu)為2-氨基-2-甲基-1-丙醇);調(diào)整pH值目的是為了保證儲存過程中的穩(wěn)定性,一般控制在pH7-9之間。按照配方取超支化水性聚氨酯丙烯酸乳液加入攪拌釜中,在1200~1500r/min轉(zhuǎn)速條件下加入混合溶劑與消泡劑的均勻混合物,再加入增稠劑,稱量準(zhǔn)確,分散15min,檢測無油縮后在800~1000r/min依次加入PH調(diào)節(jié)劑、潤濕分散劑、消光粉、聚四氟乙烯改性聚乙烯蠟粉,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至1200~1500r/min分散20min,刮板至細(xì)度≤25um,后轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至500~800r/min依次加入光引發(fā)劑、防霉殺菌劑、水?dāng)嚢?5min,形成均勻的涂料體系即完成上述水性UV清面漆的制備過程。上述水性UV清漆在使用時,加入主劑10%水調(diào)節(jié)至施工粘度,將其涂布到舊凃?qū)踊纳?,涂布量?20g/m2,然后在常溫下流平2~3min,再放置于50℃鼓風(fēng)干燥箱20min,最后經(jīng)量能為300mj/m2的UV固化機使其固化形成透明的漆膜。對漆面進(jìn)行物理性測試,測試結(jié)果如表1。表1漆面物理性測試表測試項目測試結(jié)果測試標(biāo)準(zhǔn)硬度1HGB6379-2006抗沖擊性2級GB/T4893.9-2013附著力0級GB/T4893.4-2013光澤30±2GB/T4893.6-2013耐磨耗性>3002級GB/T4893.8-2013對漆面進(jìn)行耐臟污性測試,測試結(jié)果如表2。表2漆面的耐臟污性測試表將本發(fā)明提供的高耐性水性UV涂料與市場上競爭品做耐性對比測試,測試結(jié)果如表3。表3高耐性水性UV涂料與競爭品的耐性對比測試表其中競爭品1號為水性雙組份清漆,競爭品2號水性UV清面漆,競爭品3號為水性單組份清漆。將本發(fā)明提供的高耐性水性UV涂料在不同舊基材上附著力測試,測試結(jié)果如表4。表4高耐性水性UV涂料在不同舊基材上附著力測試表本發(fā)明提供的高耐性水性UV涂料在不同舊圖層基材上,容易產(chǎn)生較強的粘附力,優(yōu)良的機械物理性和較好的抗臟污性,同時在耐化學(xué)品劑耐老化性能上尤其突出。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式,不應(yīng)看作是對其他實施例的排除,而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境,并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi),通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍,則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)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