紫外光固化涂料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及一種紫外光固化涂料及其制備方法，屬于光固化涂料領域。
【背景技術】
[0003] 紫外光固化涂料是近幾十年來開發成功的一種環保節能涂料。它具有許多傳統涂 料無法比擬的優點：節省能源，能量利用率高；無溶劑排放，安全無污染；固化速度快，生產 效率高；可涂裝對熱敏感的基材；涂膜質量高、涂層性能優異。進入21世紀，人們環保意識 不斷增強，越來越多的選擇環保產品，今后這一綠色環保產品必將得到更大的發展。在過去 的幾年中，紫外光固化涂料在光纖涂層、CD涂層/DVD粘合劑、信用卡、木材、飲料罐、食品包 裝、雜志封面、醫療器械和汽車行業中都有著十分迅速的發展。紫外光固化涂料擁有巨大的 市場潛力。紫外光（UV)固化涂料第一份專利誕生在1947年，經過半個多世紀的發展，UV固 化涂料已經成為較為成熟的技術，特別是隨著人們環保意識的提高，生產和研究人員更加 注意UV固化涂料的開發和應用。
[0004] 導電涂料是涂覆于非導電底材上，使其具有傳導電流能力的一類涂料，能起到電 磁屏蔽的作用。按組成及導電機理可分為結構型(本征型）導電涂料和復合型(添加型）導 電涂料兩類。結構型導電涂料是以導電高聚物(具有共軛η鍵長鏈結構的高分子）為基本 成膜物質，以高聚物自身的導電功能使涂層導電。導電高聚物是指自身結構或經過"摻雜" 少量"雜質"之后具有一定導電功能的高聚物。復合型導電涂料是通過一定的工序，將導電 的無機粒子或有機抗靜電劑加入到非導電樹脂中，制得的抗靜電或導電涂料。目前實際應 用較多的是復合型導電涂料。
[0005] 耐磨涂料作為一種功能涂料，涂覆于基材表面后，使材料在摩擦運動的工況下和 應力應變的服役環境中，減少摩擦磨損、降低能耗。廣義上說，由熱噴涂、氣相沉積、化學 鍍、電鍍和化學黏結法制備的具有耐磨性能的材料均屬于耐磨涂料。耐磨涂料主要由基 料、潤滑劑、增強劑3部分組成。基料是耐磨涂料的重要組成部分，其作用是將涂料中的各 種組分牢固地黏結在一起，并與基體產生良好的黏結力，使之在基體表面形成牢固的涂層。 Hao-Jie Song等人研究了用納米氧化鋅和聚氨酯制備的耐磨涂料的耐磨性能，用紅外光譜 分析摩擦過程中粒子的結構變化，用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡分析摩擦機理，通過摩 擦系數分析粒子對涂料摩擦學性能的影響，是研究耐磨涂料的典型方法。
[0006] 涂料在不同使用環境中的應用，對其功能性提出了更高的要求。兼具多種功能的 涂料是未來研究和發展的方向。目前尚未有兼具優良耐磨和導電性能的涂料及其相關制備 方法見于報道，因此，為了滿足在特定的電磁屏蔽環境下應用的需要，制備一種具良好的耐 磨性能和導電性能的涂料，顯得尤為必要。
【發明內容】
[0007] 為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種紫外光固化涂料及其制備方 法，所得紫外光固化涂料兼具良好的耐磨性能和導電性能，其制備方法簡單。
[0008] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案： 一種紫外光固化涂料，按重量份數計，由以下組分制成：主體樹脂100?110份、活性單 體80?95份、分散劑10?20份、光引發劑5?8份、阻燃劑17?27份、流平劑15?18 份、消泡劑16?20份、導電劑24?35份、抗菌劑15?18份和耐磨劑22?32份。
[0009] 進一步地，按重量份數計，由以下組分制成：主體樹脂105?110份、活性單體 80?90份、分散劑10?18份、光引發劑6?8份、阻燃劑17?22份、流平劑15?18份、 消泡劑16?20份、導電劑24?30份、抗菌劑15?18份和耐磨劑22?28份。
[0010] 更進一步地，按重量份數計，由以下組分制成：主體樹脂108份、活性單體87份、分 散劑13份、光引發劑7份、阻燃劑20份、流平劑16份、消泡劑17份、導電劑28份、抗菌劑 16份和耐磨劑26份。
[0011] 前述紫外光固化涂料中，主體樹脂為雙酚A型環氧樹脂，活性單體為二縮丙二醇 雙丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或異冰片基丙烯酸酯中的一種或多種。
[0012] 前述紫外光固化涂料中，分散劑為Silok-7117W或LBD-I，光引發劑為1-羥基環己 基苯基甲酮，流平劑為有機硅流平劑，消泡劑為改性有機硅性消泡劑。
[0013] 前述紫外光固化涂料中，阻燃劑為四溴雙酚A、多溴聯苯醚或三溴苯基二溴丙基醚 中的一種或多種，導電劑為氧化錫或二氧化銻，抗菌劑為氧化鋅，耐磨劑為納米級氧化鋁或 納米二氧化硅。
[0014] 紫外光固化涂料的制備方法，是按量稱取各組分，混合，超聲分散30min，加熱至 l〇〇°C，反應3h，即得。
[0015] 本發明使用的分散劑、光引發劑、流平劑、消泡劑、阻燃劑、導電劑、抗菌劑和耐磨 齊IJ，其中，分散劑：能提高和改善固體或液體物料分散性能。
[0016] 光引發劑：光引發劑是光固化膠黏劑的重要組分之一，它對固化速率起著決定性 作用。光引發劑受紫外光照射后，吸收光的能量，分裂成2個活性自由基，引發活性聚合物 和單體發生連鎖聚合，其特點是快速、環保、節能。
[0017] 流平劑：它能促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。
[0018] 消泡劑：具有消泡速度更快，抑泡時間更長，適用介質范圍更廣，甚至苛刻介質環 境如高溫、強酸和強堿的特點。
[0019] 阻燃劑：賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑，主要是針對高分子材料的阻燃設 計的。添加型阻燃劑是通過機械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的。反應 型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其優點是 對聚合物材料使用性能影響較小，阻燃性持久。
[0020] 導電劑：金屬氧化物由于其電性能優異、顏色淺，較好地彌補了金屬導電涂料抗腐 蝕性能差和碳系導電涂料裝飾性能差等缺點。
[0021] 抗菌劑：是指能夠在一定時間內，使某些微生物(細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒 等）的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。
[0022] 耐磨劑：提高耐磨損性能，以及防止材料表面劃傷，提高滑動性，降低材料間的摩 擦，噪音及黏附性。
[0023] 本發明的有益之處在于：本發明提供的一種紫外光固化涂料及其制備方法，所得 涂料耐丙酮雙向擦拭的次數達上百次，具有良好的耐刮擦性能，其固化時間短，硬度高，顯 示出優良的耐磨性能，還具有一定的阻燃性能，可以有效為涂覆材料提供阻隔防護作用，具 有良好的抑菌性能，可以起到長效抑菌的作用，同時還具有導電的性能，使完全絕緣的表面 具有像金屬一樣的吸收、傳導和衰減電磁波的特征，從而起到屏蔽