一種納米改性耐黃變紫外光固化漆的制作方法
【專利摘要】本發明涉及涂料領域，具體涉及一種納米改性耐黃變紫外光固化漆。一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，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%；光引發劑2~5%；稀釋劑25~50%；功能助劑0.5~2%。本發明提供的納米改性耐黃變紫外光固化漆充分利用引發劑、樹脂、單體和稀釋劑之間的協同作用，使涂層具有良好的耐黃變性和附著力，成膜后具有高強度、高硬度、高耐磨性、高光澤、高耐候性及高耐溶劑性，經久耐用，不易黃變。
【專利說明】一種納米改性耐黃變紫外光固化漆
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及涂料領域，具體涉及一種納米改性耐黃變紫外光固化漆。
[0003]
【背景技術】
[0004]紫外光固化涂料被廣泛應用于消費電子產品、汽車零配件、化妝品包裝、高檔酒瓶中。但UV涂料本身具有一定的缺陷，致使其容易黃變，黃變使得無色光固化涂料的應用遭到了限制。黃變的主要原因有兩個，一是UV涂料黃變，這是因為一些樹脂體系內含有一些熱(光)致變色物質，受熱后分子結構發生變化，產生更強的共軛結構，使涂層顏色變黃。二是引發劑自身的不穩定性，有些光引發劑在被紫外光輻射分解產生自由基的同時也會產生一些副產物，副產物具有醌式結構或者剛性共軛平面很強，容易吸收某一波段的太陽光，進而使涂層呈現出黃色。在現有技術中，一般采用不含共軛結構的單體和樹脂，能夠增加耐黃變性能，但是這樣容易造成附著力大大下降。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種具有良好附著力，納米改性耐黃變紫外光固化漆。
[0007]本發明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現:· 一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，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% ;光引發劑2~5% ;稀釋劑25~50% ;功能助劑0.5~2%。
[0008]進一步的，所述納米改性樹脂由如下重量百分比的組分組成:
高羥基值醇酸樹脂30-60% ;脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯30-60% ;納米氧化鋅2^5% ;納米二氧化鈦2~5% ;偶聯劑0.5^1% ;所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為120-150mgKOH/g ο選用納米級的氧化鋅、二氧化鈦均可實現本發明，其粒徑范圍優選為3(T80nm。
[0009]進一步的，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的至少一種。
[0010]進一步的，所述納米改性樹脂制備工藝如下:
a)將納米氧化鋅、納米二氧化鈦分散在高羥基值醇酸樹脂和脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散f2h，預制得分散液；
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，加入偶聯劑，攪拌回流5~10h，得到所述納米改性樹脂。
[0011 ] 在本發明中，選用的脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯和高羥基值醇酸樹脂都具有大量的羥基；而且納米氧化鋅、納米二氧化鈦表面也具有大量羥基存在，兩者在硅烷偶聯劑或者鈦酸酯偶聯劑是的作用下，使納米材料與樹脂發生偶聯，納米材料將均勻的分散在樹脂當中，在不使用分散劑的前提下也不會產生團聚的問題。納米氧化鋅、納米二氧化鈦屬于優良的半導體材料，他們在紫外區有明顯的吸收，能夠有效吸收紫外線，能夠大大降低樹脂的黃變性。
[0012]進一步的，所述單體為單官能團單體。
[0013]進一步的，單官能團單體為甲基丙烯酸異冰片酯、烷氧化苯酚丙烯酸酯、3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯的混合物。本發明中為了使漆膜的附著力更強，選用的單官能團單體具有流動性好的特點。甲基丙烯酸異冰片酯具有獨特的橋環狀結構，使其具有低粘度、低表面張力的特點，而且與本發明選用的樹脂具有良好的相容性，能夠有效提高漆膜的附著力；而烷氧化苯酚丙烯酸酯能夠使得漆膜在不犧牲柔韌性的前提下有效提高其硬度；而3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯具有很好的稀釋能力，對各種基材都有很好的附著力。
[0014]進一步的，所述光引發劑用本【技術領域】常用的光引發劑均能實現本發明，優選為
2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)，2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO)的混合物。它們與樹脂有優異的復合性、優秀的固化速度和耐候性。 [0015]進一步的，所述稀釋劑用本【技術領域】常用的稀釋劑均能實現本發明，本發明中其優選為醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，異丁醇中的至少一種。
[0016]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【技術領域】常用的流平劑，優選為BYK354 ;消泡劑為本【技術領域】常用的消泡劑，優選為BYK141。
[0017]進一步的，各組分的重量百分比優選為:
納米改性樹脂20~55% ;甲基丙烯酸異冰片酯5~10% ;烷氧化苯酚丙烯酸酯5~10% ；3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯5~10% ;2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1~2% ；2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯I~2% ;稀釋劑25~50% ;功能助劑0.5~2%。
[0018]本發明具有如下有益效果:
(1)本發明的紫外光固化漆由于其配方的材料選擇及其用量的優化，不但操作簡單，而且原料費用、人工費用以及設備投資都大大減少；
(2)在本發明中采用納米改性的樹脂，使用納米氧化鋅、納米二氧化鈦對于樹脂進行改性，使納米材料均勻的分散在樹脂當中，使樹脂能夠有效吸收紫外線，進一步增加漆膜的耐黃變性。
[0019](3)該紫外光固化漆采用單官能團的單體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。
[0020](4)本發明充分利用引發劑、樹脂、單體和稀釋劑之間的協同作用，完成性能的互補，使性能大于獨立使用的總和。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例對本發明進行詳細的說明，實施例僅是本發明的優選實施方式，不是對本發明的限定。
[0023]實施例1 納米改性樹脂的制備:
將3%納米氧化鋅、4%納米二氧化鈦分散在40%高羥基值醇酸樹脂和52%脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散1.5h，預制得分散液；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%硅烷偶聯劑，攪拌回流8h，得到所述納米改性樹脂。所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為12(T150 mgKOH/g。
[0024]一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂45% ；甲基丙烯酸異冰片酯7% ;烷氧化苯酚丙烯酸酯8% ;3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯 8% ;1173 1% ；ΤΡ0 1% ;正丁醇 28% ;BYK354 1% ΒΥΚ141 1%。
[0025]實施例2 納米改性樹脂的制備: 將2%納米氧化鋅、5%納米二氧化鈦分散在35.2%高羥基值醇酸樹脂和57%脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散lh，預制得分散液；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65°C，加入0.8%硅烷偶聯劑，攪拌回流6h，得到所述納米改性樹脂。所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為12(T150 mgKOH/g。
[0026]一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂52% ；甲基丙烯酸異冰片酯5% ;烷氧化苯酚丙烯酸酯5% ;3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯 6% ;1173 1.5% ；ΤΡ0 1% ;醋酸丁酯 28% ;ΒΥΚ354 0.5% ΒΥΚ141 1%。
[0027]實施例3 納米改性樹脂的制備:
將5%納米氧化鋅、4%納米二氧化鈦分散在48%高羥基值醇酸樹脂和42.5%脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散2h，預制得分散液；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0.5%鈦酸酯偶聯劑，攪拌回流9h，得到所述納米改性樹脂。所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為12(T150 mgKOH/g。
[0028]一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂28% ；甲基丙烯酸異冰片酯8% ;烷氧化苯酚丙烯酸酯9% ;3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯 9% ;1173 1.5% ；ΤΡ0 1.5% ;醋酸乙酯 41% ;BYK354 1% ΒΥΚ141 1%。
[0029]實施例4 納米改性樹脂的制備:
將4%納米氧化鋅、4%納米二氧化鈦分散在42%高羥基值醇酸樹脂和49%脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散lh，預制得分散液；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%鈦酸酯偶聯劑，攪拌回流
7.5h，得到所述納米改性樹脂。所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為12(Tl50 mgKOH/g。
[0030]一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，按重量百分比計:
納米改性樹脂35% ；甲基丙烯酸異冰片酯6% ;烷氧化苯酚丙烯酸酯8% ;3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯 7% ;1173 1% ；ΤΡ0 1% ;異丁醇 40% ;BYK354 1% ΒΥΚ141 1%。
[0031]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f 1.5分鐘，測試固化漆膜的附著力和耐黃變性。
[0032]附著力測試:用劃格器在漆膜表面劃100格I毫米X I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
[0033]耐黃變性檢測:用UVA (340)燈作為光源，將試板置于試驗條件能滿足試板溫度為(60±3) °C、輻照度為0.68W/m2、干燥(無凝露)的熒光紫外老化機中，全過程保持連續光照168小時。光照結束后取出，與未經光照的試板做對照，用色差儀測量顏色變化，顏色變化值單位ΛΕ*。實測值越小，耐黃變性越好。
[0034]測定結果如表1所示。
[0035]表1性能測試結果 _
【權利要求】
1.一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，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: 高羥基值醇酸樹脂30-60% ； 脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯30-60% ； 納米氧化鋅2~5% ； 納米二氧化鈦2~5% ； 偶聯劑0.5^1% ； 所述高羥基值醇酸樹脂的羥基值為12(Tl50 mgKOH/g ； 所述納米改性樹脂制備工藝如下: a)將納米氧化鋅、納米二氧化鈦分散在高羥基值醇酸樹脂和脂肪酸改性雙酚A環氧丙烯酸酯的混合液當中，超聲分散f2h，預制得分散液； 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，加入偶聯劑，攪拌回流5~10h，得到所述納米改性樹脂。
2.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述單體為單官能團單體。
4.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述單官能團單體為甲基丙烯酸異冰片酯、烷氧化苯酚丙烯酸酯、3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述光引發劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯的混合物。
6.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述稀釋劑為醋酸丁酯，醋酸乙酯，正丁醇，異丁醇中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于所述功能助劑流平劑，消泡劑中的至少一種。
8.根據權利要求1~7任意項所述的一種納米改性耐黃變紫外光固化漆，其特征在于，各組分的重量百分比優選為: 納米改性樹脂20-55% ； 甲基丙烯酸異冰片酯5~10% ； 烷氧化苯酚丙烯酸酯5~10% ； .3，3，5-三甲基環己烷甲基丙烯酸酯5~10% ； .2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮f 2% ； .2，4， 6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯f 2% ；稀釋劑25~50% ；功能助 劑0.5~2%。
【文檔編號】C09D163/10GK103666223SQ201310692145
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】段晶晶 申請人:段晶晶