專利名稱：紫外光固化漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別地，涉及一種紫外光固化漆。
背景技術(shù)：
碳纖維增強(qiáng)尼龍等復(fù)合材料質(zhì)輕強(qiáng)度高，因而廣泛的應(yīng)用于魚竿，球拍，電子產(chǎn)品，汽車用品等領(lǐng)域，為了提高此類復(fù)合材料的美觀和耐候性，常需在此材料表面涂覆涂料以防止其在日常使用中由于日曬等原因過早的出現(xiàn)老化。但此類材料表明的接觸角較大， 常用涂料難以附著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種紫外光固化漆，以解決常用涂料難以附著在復(fù)合材料表明的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種紫外光固化漆，紫外光固化漆由底漆和面漆組成，底漆包括5 20重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、15 25 重量份羥基丙烯酸樹脂、1 6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2 5重量份光引發(fā)劑、25 60重量份稀釋劑和0. 01 0. 5重量份助劑；面漆包括1 40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5 15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、1 5重量份附著力促進(jìn)劑、1 5 重量份光引發(fā)劑、20 60重量份稀釋劑和0. 2 2重量份助劑。進(jìn)一步地，底漆由5 20重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、15 25重量份羥基丙烯酸樹脂、3 6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2 5重量份光引發(fā)劑、25 60重量份稀釋劑、0. 01 0. 5重量份助劑、5 25重量份單官能丙烯酸單體、10 50重量份二官能度丙烯酸單體組成；面漆由1 40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5 15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、1 5重量份附著力促進(jìn)劑、1 5重量份光引發(fā)劑、20 60重量份稀釋劑、0. 2 2重量份助劑、5 25重量份二官能度丙烯酸單體和10 40重量份高官能度丙烯酸單體組成。進(jìn)一步地，面漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 15重量份；多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為20 40重量份。進(jìn)一步地，附著力促進(jìn)樹脂為丙烯酸樹脂。進(jìn)一步地，底漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 20重量份；羥基丙烯酸樹脂為20 25重量份。進(jìn)一步地，附著力促進(jìn)劑為磷酸改性丙烯酸單體。進(jìn)一步地，光引發(fā)劑為α-羥基環(huán)己基苯甲酮、2，4，6_三甲基苯甲?；交趸⒒蛘咂浠旌衔铩１景l(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的紫外光固化漆的涂裝樣品表面，經(jīng)QUV測(cè)試800小時(shí)以上，Δ E小于 0. 5，經(jīng)中性鹽霧測(cè)試360小時(shí)以上仍能達(dá)1級(jí)。
本發(fā)明提供的紫外光固化漆的涂裝樣品表面在RCA耐磨測(cè)試中測(cè)試600次以上，
表面無磨損。本發(fā)明提供的紫外光固化漆固化快，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省能源。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。本發(fā)明提供的該紫外光固化漆可涂覆于碳纖維增強(qiáng)尼龍66和碳纖維增強(qiáng)TPU (熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)等。該類材料的表面附著能力較差。此類復(fù)合材料可以不限于用碳纖維增強(qiáng)的高分子復(fù)合材料。而只要是接觸角為70 90之間的高分子復(fù)合材料即可使用，PC (聚碳酸酯),ABS (丙烯晴-丁二烯-苯乙烯)和PC的復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)尼龍。本發(fā)明提供的紫外光固化漆由底漆和面漆組成，底漆中5 20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂和15 25份的羥基丙烯酸樹脂成膜物質(zhì)，以對(duì)涂裝表面起附著作用。其中羥基丙烯酸樹脂柔韌，能附著于尼龍加碳纖類復(fù)合材料表面，而且羥基丙烯酸樹脂還能作為顏料的包裹物，為面漆中的顏料提供載體，增強(qiáng)復(fù)合材料的裝飾性。二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂分子量低，能浸潤(rùn)底材，增強(qiáng)羥基丙烯酸樹脂的附著性而且還能保證非常好的柔韌性和低收縮率，二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂還能發(fā)揮承上啟下的作用，在增強(qiáng)與底材的附著力的同時(shí)增加底漆層與面漆層的結(jié)合度，使得所得漆膜表面光滑平整。 再配合1 6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2 5重量份的光引發(fā)劑、25 60重量份稀釋劑和 0.01 0.5重量份助劑，制成本發(fā)明提供的紫外光固化漆的底漆。顯然的，在此基礎(chǔ)上還可增加其他成膜助劑以增強(qiáng)所制得漆膜的性能。優(yōu)選的，底漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 20重量份、羥基丙烯酸樹脂為20 25重量份，在這個(gè)范圍內(nèi)，底漆與底材附著力最強(qiáng)，硬度平整性也能滿足要求。面漆中主成膜物為1 40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂和5 15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂。支化是指?jìng)?cè)鏈與主鏈結(jié)合的高分子物質(zhì)，側(cè)鏈被稱做高分子的支鏈，支鏈越多則高分子物質(zhì)的支化度越高。此類物質(zhì)中既有具有規(guī)則支化結(jié)構(gòu)的樹枝狀聚合物，也有分子支化結(jié)構(gòu)不完整的超支化聚合物。本文中多支化是指具有多種支化結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，其支化結(jié)構(gòu)可以但不限于結(jié)構(gòu)完整的樹形，還可以為星型等不完整支化結(jié)構(gòu)的超支化聚合物。多支化的高分子物質(zhì)的共同特點(diǎn)在于官能度高、易溶于有機(jī)溶劑、粘度低流平性好。高度支化的高分子物質(zhì)鏈短而功能官能團(tuán)多，用作面漆時(shí)可表現(xiàn)出交聯(lián)密度大，硬度高，耐磨的特點(diǎn)。在上述面漆中再配合上1 5重量份附著力促進(jìn)劑、1 5重量份光引發(fā)劑、20 60重量份稀釋劑和0. 2 2重量份助劑即可制成面漆。顯然的，在此基礎(chǔ)上還可增加其他成膜助劑以增強(qiáng)所制得漆膜的性能。優(yōu)選的，面漆中多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為20 40重量份、二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 15重量份，在這個(gè)范圍內(nèi)，面漆所成漆膜既能保證硬度又不至于因硬度過高而降低附著力，從而達(dá)到附著力與硬度的平衡。
進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的紫外光固化底漆的主成膜物質(zhì)還包括5 25重量份的單官能丙烯酸酯單體和10 50重量份的二官能丙烯酸酯單體。面漆中主要成膜物質(zhì)還包括5 25重量份的二官能丙烯酸酯單體和10 40重量份的高官能官丙烯酸酯單體。上述單體能充分溶解和稀釋相應(yīng)底、面漆中的樹脂類物質(zhì)，調(diào)節(jié)漆膜體系黏度，增加漆膜流平性；同時(shí)相應(yīng)單體還參與光固化反應(yīng)，通過調(diào)整漆膜的在固化時(shí)的交聯(lián)程度，對(duì)漆膜的各項(xiàng)性能發(fā)揮作用。當(dāng)所選用單體官能度較低時(shí)，固化后漆膜的交聯(lián)程度較低，漆膜密實(shí)性下降，漆膜耐磨損能力變差；而當(dāng)單體官能度過高時(shí)，由于固化時(shí)交聯(lián)度高的單體會(huì)使漆膜急劇收縮，因而所制得漆膜附著能力差，為平衡漆膜耐磨性能和附著力，因而選取上述數(shù)種單體；另一方面，所添加單體量過多時(shí)，漆膜脆性增大使得漆膜耐沖擊能力下降，而如果所加單體量較少，則漆膜的耐磨能力無法得到加強(qiáng)，因而為了尋找該組合物的最優(yōu)配比，所加入的單體須在本發(fā)明提供范圍內(nèi)。本發(fā)明提供涂料固化時(shí)，底漆所需固化能量為600 lOOOmJ/cm2 ；面漆所需固化能量為1000 1300mJ/cm2，可由紫外燈提供相應(yīng)能量。本文中各類樹脂均為公知的相應(yīng)樹脂，本文實(shí)施例中采用的單官能丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸異冰片酯，二官能丙烯酸酯單體為二丙二醇二丙烯酸酯、高官能丙烯酸酯單體為二季戊四醇六丙烯酸酯。本文所指高官能為具有6官能度、9官能度、12官能度、15官能度的任一官能度的聚氨酯預(yù)聚物。本文所提到的官能為聚合物或活性單體的官能度，其中官能度是指聚合物或活性單體所含丙烯酸酯基團(tuán)中不飽和雙鍵的數(shù)目。實(shí)施例以下實(shí)施例中，用于底漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂購自臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)的6112-100、6152-100，美國(guó)氰特公司的EBECRYL 230、EBECRYL 270，美國(guó)沙多瑪公司的 CN9178NS、CN9001NS ；用于面漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂購自臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)的6151-100，美國(guó)氰特公司的EBECRYL M5，美國(guó)沙多瑪公司的CN965 ；羥基丙烯酸樹脂購自廣東同德的AC1060、ACR6688，美國(guó)氰特公司的 MACRYNALSM515, MACRYNALSM548。多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂，購自臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)的6361-100，美國(guó)氰特公司 WraECRYL 830, EBECYRL 837，美國(guó)沙多瑪公司的 CN2300。單官能丙烯酸酯單體型號(hào)為EM90 ；二官能丙烯酸酯單體型號(hào)為EM222 ；三官能丙烯酸酯單體型號(hào)為EM231 ；高官能丙烯酸酯單體型號(hào)為EIC66，以上單體均購自臺(tái)灣長(zhǎng)興化學(xué)。光引發(fā)劑中α-羥基環(huán)己基苯甲酮型號(hào)為Irgacure 184購自瑞士 Ciki公司、2， 4，6-三甲基苯甲?；交趸⑿吞?hào)為Darocur TPO購自瑞士 Cih公司。附著力促進(jìn)樹脂為丙烯酸樹脂，購自臺(tái)灣德謙化學(xué)型號(hào)1121 ；附著力促進(jìn)劑為磷酸改性丙烯酸單體購自美國(guó)沙多瑪公司型號(hào)為CD9051。助劑中，消泡劑為聚甲基烷基硅氧烷溶液型號(hào)為054、流平劑為聚酯改性含丙烯酸官能團(tuán)聚二甲基硅氧烷型號(hào)為肌K 333。所用助劑是為了提高紫外光固化漆的涂布性能及使用性能，均購自德國(guó)BI公司。稀釋劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮、異丙醇和丁酮，分析純，其余試劑為市售。各實(shí)施例中紫外光固化底漆制備方法(a)將按重量份數(shù)稱量的紫外光固化漆組成中含丙烯酸基團(tuán)的樹脂在40 50°C 下預(yù)熱1 2小時(shí)，按重量份數(shù)稱量的紫外光固化漆組成中稀釋劑的重量份，取2/3體積的該稀釋劑，充分溶解紫外光固化漆組成中含丙烯酸基團(tuán)的樹脂；(b)將按紫外光固化漆組成中重量份數(shù)稱量的丙烯酸類單體、光引發(fā)劑、附著力促進(jìn)樹脂加入，在40 50°C下攪拌20 30分鐘，攪拌速度500 600轉(zhuǎn)/分鐘；(c)將按比例稱量的助劑和(a)步驟中剩余的1/3體積的稀釋劑加入，900 1200 轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌10 20分鐘，用400目濾布過濾得到成品。各實(shí)施例中紫外光固化面漆制備方法與制備上述底漆的方法的區(qū)別僅在于(b)步驟中不加附著力促進(jìn)樹脂，而在(C) 步驟中加入按紫外光固化面漆組分中稱取的附著力促進(jìn)劑。各實(shí)施例樣品涂裝固化方法(a)將實(shí)施例1 6和對(duì)比例制得的紫外光固化底漆噴涂于基材上，涂裝膜厚為 15微米，50°C紅外燈照射下流平7分鐘，800mJ/cm2能量固化；(b)然后根據(jù)外觀需要進(jìn)行局部真空鍍膜；(c)在上述涂裝表面噴涂紫外光固化面漆，涂裝膜厚15微米，60°C紅外燈照射下流平7分鐘，1100mJ/cm2能量固化。各實(shí)施例中所制得完整漆面RCA耐磨測(cè)試方法為常規(guī)RCA耐磨測(cè)試方法，采用 NormanRCA耐磨測(cè)試儀，樣品重量或漆膜負(fù)重為175g條件下進(jìn)行。各實(shí)施例和對(duì)比例中所制得漆面的鉛筆硬度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6739-2006，負(fù)重 IOOOg ；附著力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)=GB 9286-1998。QUV老化試驗(yàn)是指通過模擬自然界中光線及各種天氣變化，將涂覆漆膜的基材置于該環(huán)境中，以測(cè)試漆膜耐候性能的一項(xiàng)加速老化實(shí)驗(yàn)。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IS011507 :1997，光源為UVA340，輻照度為0. 77ff/m2,試驗(yàn)溫度為黑板溫度60士3°C下紫外光照8h，黑板溫度 50士3°C下冷凝4h為一個(gè)循環(huán)，連續(xù)交替進(jìn)行，按GB/T1766-1995評(píng)定結(jié)果。所使用設(shè)備為美國(guó)Q-panel實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品公司的QUV加速耐候性試驗(yàn)機(jī)。耐中性鹽霧試驗(yàn)按GB/T1771的規(guī)定進(jìn)行，結(jié)果按GB/T1766-1995評(píng)定。所使用設(shè)備為美國(guó)Q-panel實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品公司的Q-fog循環(huán)鹽霧腐蝕試驗(yàn)機(jī)。實(shí)驗(yàn)條件溫度35°C， 濕度85 %，連續(xù)噴霧5 %氯化鈉。實(shí)施例1實(shí)施例1中紫外光固化底、面漆各成分重量份數(shù)列于表1和表2中。表1實(shí)施例1中底漆各成分的重量份數(shù)
底漆組分重量份數(shù)二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂5羥基丙烯酸樹脂2權(quán)利要求
1.一種紫外光固化漆，所述紫外光固化漆由底漆和面漆組成，其特征在于 所述底漆包括5 20重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、15 25重量份羥基丙烯酸樹脂、1 6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2 5重量份光引發(fā)劑、25 60重量份稀釋劑和0. 01 0. 5重量份助劑；所述面漆包括1 40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5 15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、1 5重量份附著力促進(jìn)劑、1 5重量份光引發(fā)劑、20 60重量份稀釋劑和 0.2 2重量份助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于所述底漆由5 20重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、15 25重量份羥基丙烯酸樹脂、3 6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2 5重量份光引發(fā)劑、25 60重量份稀釋劑、 0. 01 0. 5重量份助劑、5 25重量份單官能丙烯酸單體、10 50重量份二官能度丙烯酸單體組成；所述面漆由1 40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5 15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、1 5重量份附著力促進(jìn)劑、1 5重量份光引發(fā)劑、20 60重量份稀釋劑、0. 2 2重量份助劑、5 25重量份二官能度丙烯酸單體和10 40重量份高官能度丙烯酸單體組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述面漆中所述二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 15重量份；所述多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為20 40重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化漆，其特征在于所述附著力促進(jìn)樹脂為丙烯酸樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述底漆中所述二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂為10 20重量份；所述羥基丙烯酸樹脂為20 25重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫外光固化漆，其特征在于所述附著力促進(jìn)劑為磷酸改性丙烯酸單體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于所述光引發(fā)劑為α-羥基環(huán)己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲?；交趸⒒蛘咂浠旌衔?。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紫外光固化漆，紫外光固化漆由底漆和面漆組成，底漆包括5～20重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、15～25重量份羥基丙烯酸樹脂、1～6重量份附著力促進(jìn)樹脂、2～5重量份光引發(fā)劑、25～60重量份稀釋劑和0.01～0.5重量份助劑；面漆包括1～40重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5～15重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、1～5重量份附著力促進(jìn)劑、1～5重量份光引發(fā)劑、20～60重量份稀釋劑和0.2～2重量份助劑。本發(fā)明提供的紫外光固化漆的涂裝樣品表面，經(jīng)QUV測(cè)試800小時(shí)以上，ΔE小于0.5，經(jīng)中性鹽霧測(cè)試360小時(shí)以上仍能達(dá)1級(jí)。
文檔編號(hào)C09D4/06GK102391699SQ20111025530
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者凌云劍, 曾煜 申請(qǐng)人:湖南松井新材料有限公司