凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法及紫外光固化涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法及紫外光固化涂料，將光敏劑加入到γ-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中，避光，密閉攪拌反應(yīng)2～8小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物加入到凹凸棒石粉體中，混合均勻，加熱至160～180℃，保溫反應(yīng)1～2小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù)載光敏劑；取凹凸棒石負(fù)載光敏劑4～12重量份、環(huán)氧丙烯酸酯35～65重量份、活性稀釋劑30～60重量份、流平劑0.02～0.4重量份和消泡劑0.04～0.6重量份，機(jī)械振蕩，共混2～4小時(shí)，制成紫外光固化涂料。本發(fā)明的制備步驟簡單，成本低廉，力學(xué)性能強(qiáng)。
【專利說明】凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法及紫外光固化涂料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法及紫外光固 化涂料。

【背景技術(shù)】
[0002] 紫外光固化涂料由于固化速率高、能耗低(耗能僅為熱固化粉末涂料的109Γ20%)、 生產(chǎn)效率高、適用范圍廣以及涂層性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)而被譽(yù)為環(huán)境友好型涂料。光引發(fā)劑又 名光敏劑在光固化體系中至關(guān)重要，在實(shí)際配方中，大多數(shù)是小分子光引發(fā)劑，分子量小， 遷移性大，在成膜過程中容易揮發(fā)或發(fā)生遷移而導(dǎo)致涂層變黃，不僅降低了光引發(fā)效率而 且影響涂層外觀、力學(xué)等性能。為了克服小分子引發(fā)劑的這種缺陷，中國專利CN102746480A 公開了一種分子量相對較大，遷移性小的大分子光引發(fā)劑的制備方法，該制備方法制得的 光引發(fā)劑遷移性相對較小，可有效降低光解產(chǎn)物對涂層的影響，但是該方法制備步驟繁瑣、 成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：提供一種凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法及紫外光固化涂料， 制備步驟簡單，成本低廉，力學(xué)性能強(qiáng)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法包括如下步驟：將光 敏劑加入到Y(jié)-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中，避光，密閉攪拌反應(yīng)2~8小時(shí)；將所得的反 應(yīng)產(chǎn)物加入到凹凸棒石粉體中，混合均勻，加熱至16(T18(TC，保溫反應(yīng)1~2小時(shí)，制得凹 凸棒石負(fù)載光敏劑；其中Y-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷與光敏劑的摩爾比為1.5~2:1， Y-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷和凹凸棒石的質(zhì)量之比為〇. 15、. 35:1。
[0005] 其中，所述的光敏劑是指2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（D-1173)、1-羥基環(huán) 己基苯乙酮（1-184)、二苯甲酮（BP)、4_苯基二苯甲酮（PBZ)中的一種。
[0006] 其中，紫外光固化涂料的制備方法是：取凹凸棒石負(fù)載光敏劑4~12重量份、環(huán)氧 丙烯酸酯35飛5重量份、活性稀釋劑3(Γ60重量份、流平劑0.02、. 4重量份和消泡劑 0. 04、. 6重量份，機(jī)械振蕩，共混2~4小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0007] 其中，所述的活性稀釋劑是由Α、Β兩組分組成，Α、Β的質(zhì)量比為0.5~1 : 1，其中 A組分是指丙烯酸、巴豆酸、2-甲基-4-戊烯酸、3-己烯酸中的一種；B組分是指丙烯酸甲 酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一種。
[0008] 其中，所述的流平劑為氟改性丙烯酸酯和醋酸丁酯纖維素中的一種。
[0009] 其中，所述的消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是： 1.本發(fā)明將凹凸棒石和有機(jī)反應(yīng)產(chǎn)物共混加熱，在加熱條件下凹凸棒石的沸石水和 吸附水釋放出來，水解其表面的硅烷偶聯(lián)劑，在凹凸棒石與硅烷偶聯(lián)劑之間形成化學(xué)鍵，從 而使得光引發(fā)劑有效地接枝在凹凸棒石表面，此過程中無需其他溶劑，縮短了工序，提高了 工作效率。
[0011] 2.將凹凸棒石負(fù)載光敏劑添加到光固化涂料中，其優(yōu)點(diǎn)在于： (J)凹凸棒石親油性增加，提高了凹凸棒石在涂料中的分散性；(gj克服涂層中小分子光 引發(fā)劑易遷移，易揮發(fā)而導(dǎo)致涂層變黃的缺點(diǎn)。
[0012] 3.本發(fā)明選用的凹凸棒石對涂層能夠起到增強(qiáng)增韌作用，從而提高涂層的力學(xué)性 能。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為 是對技術(shù)方案的限制。
[0014] 實(shí)施例1 :將5g光敏劑D-1173加入到13. 15g的Y-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷 中，避光，密閉攪拌反應(yīng)5小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物加入到52. 6g的凹凸棒石粉體中，混合均 勻，加熱至180°C，保溫反應(yīng)2小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù)載光敏劑。
[0015] 實(shí)施例2:將實(shí)施例1得到的凹凸棒石負(fù)載光敏劑Sg;環(huán)氧丙烯酸酯50 g;活性 稀釋劑30g (由丙烯酸15 g，丙烯酸甲酯15g組成）；氟改性丙烯酸酯（A-1377) 0. 30g;消 泡劑BYK141 0.2 g -起混合，機(jī)械分散3小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0016] 實(shí)施例3:將5g光敏劑1-184加入到11. 2g的Y-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中， 避光，密閉攪拌反應(yīng)6小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物加入到74. 7g的凹凸棒石粉體中，混合均勻， 加熱至170°C，保溫反應(yīng)1. 5小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù)載光敏劑。
[0017] 實(shí)施例4 :將實(shí)施例3得到的凹凸棒石負(fù)載光敏劑4g ;環(huán)氧丙烯酸酯35g ;活性稀 釋劑60g (由巴豆酸20 g，丙烯酸丁酯40 g組成）；醋酸丁酯纖維素 CAB381-0. 5 0.02 g; 消泡劑H-215 0. 04 g -起混合，機(jī)械分散2小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0018] 實(shí)施例5 :將5g光敏劑BP加入到10. 15g的Y-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中， 避光，密閉攪拌反應(yīng)8小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物加入到29g的凹凸棒石粉體中，混合均勻，力口 熱至160°C，保溫反應(yīng)2小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù)載光敏劑。
[0019] 實(shí)施例6 :將實(shí)施例5得到的凹凸棒石負(fù)載光敏劑復(fù)合物12g ;環(huán)氧丙烯酸酯 65 g;活性稀釋劑45g (由2-甲基-4-戊烯酸20g，苯乙烯25g組成）；醋酸丁酯纖維素 CAB381-20 0. 4g;消泡劑BYK023 0. 6 g -起混合，機(jī)械分散2. 5小時(shí)，制成紫外光固化涂 料。
[0020] 實(shí)施例7 :將5g光敏劑PBZ加入到9. 55g的γ -異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中， 避光，密閉攪拌反應(yīng)2小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物加入到47. 8g的凹凸棒石粉體中，混合均勻， 加熱至180°C，保溫反應(yīng)1小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù)載光敏劑。
[0021] 實(shí)施例8 :將實(shí)施例7得到的凹凸棒石負(fù)載光敏劑復(fù)合物7g ;環(huán)氧丙烯酸酯55 g ;活性稀釋劑50g (由3-己烯酸22g，三丙二醇二丙烯酸酯28g組成）；氟改性丙烯酸酯 (A-1377) 0. 21g;消泡劑BYK023 0. 32 g -起混合，機(jī)械分散4小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0022] 比較例1 :在比較例1中，去掉實(shí)施例2涂料中的凹凸棒石負(fù)載光敏劑，其他操作 與實(shí)施例2相同，具體步驟如下：環(huán)氧丙烯酸酯50 g ;活性稀釋劑40 g (由丙烯酸20 g， 丙烯酸甲酯20 g組成）;光引發(fā)劑D-1173 0. 56 g ;氟改性丙烯酸酯（A-1377) 0. 30g;消泡 劑BYK141 0.2 g -起混合，機(jī)械分散3小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0023] 比較例2:在比較例2中，將凹凸棒石和光敏劑分別添加到涂料中，其他操作與 實(shí)施例2相同，具體步驟如下：將凹凸棒石6 g;環(huán)氧丙烯酸酯50 g;活性稀釋劑40g (由 丙烯酸20 g，丙烯酸甲酯20 g組成);光引發(fā)劑D-1173 0. 56 g;氟改性丙烯酸酯（A-1377) 0. 30 g;消泡劑BYK141 0.2 g -起混合，機(jī)械分散3小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
[0024] 性能測試：將制得的涂料均勻的涂覆在馬口鐵上，然后進(jìn)行紫外光固化。通過性能 試驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)所得的紫外光固化漆膜進(jìn)行性能評價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0025] 采用GB/T1732-1993《漆膜耐沖擊測定方法》測定標(biāo)準(zhǔn)，重錘質(zhì)量1kg，以不引起 漆膜破壞的最大高度來表示，單位為kg. cm，測定不同漆膜的耐沖擊力。
[0026] 采用GB/T1731-1993《漆膜柔韌性測定法》為測定標(biāo)準(zhǔn)，測定不同漆膜的柔韌性。
[0027] 由表1可以看出，本發(fā)明所制備的環(huán)氧丙烯酸酯紫外光固化涂層耐沖擊力和柔 韌性能優(yōu)異。
[0028] 表1紫外光固化涂料漆膜性能測試結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法，其特征是該制備方法包括如下步驟：將光敏劑加 入到異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中，避光，密閉攪拌反應(yīng)2~8小時(shí)；將所得的反應(yīng)產(chǎn)物 加入到凹凸棒石粉體中，混合均勻，加熱至16(T18(TC，保溫反應(yīng)1~2小時(shí)，制得凹凸棒石負(fù) 載光敏劑；其中異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷與光敏劑的摩爾比為1.5~2:1，異氰酸 酯丙基三乙氧基硅烷和凹凸棒石的質(zhì)量之比為〇. 15、. 35:1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的凹凸棒石負(fù)載光敏劑的制備方法，其特征是：所述的光敏劑 是指2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（D-1173)、l-羥基環(huán)己基苯乙酮（1-184)、二苯甲 酮（BP)、4-苯基二苯甲酮（PBZ)中的一種。
3. 采用權(quán)利要求1所述的凹凸棒石負(fù)載光敏劑的紫外光固化涂料，其特征是該紫外 光固化涂料的制備方法是：取凹凸棒石負(fù)載光敏劑4~12重量份、環(huán)氧丙烯酸酯35飛5重 量份、活性稀釋劑3(T60重量份、流平劑0.02、. 4重量份和消泡劑0.04、. 6重量份， 機(jī)械振蕩，共混2~4小時(shí)，制成紫外光固化涂料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化涂料，其特征是：所述的活性稀釋劑是由A、B兩 組分組成，A、B的質(zhì)量比為0.5~1 : 1，其中A組分是指丙烯酸、巴豆酸、2-甲基-4-戊烯 酸、3-己烯酸中的一種；B組分是指丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、三丙二醇二丙烯酸 酯中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化涂料，其特征是：所述的流平劑為氟改性丙烯酸 酯和醋酸丁酯纖維素中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外光固化涂料，其特征是：所述的消泡劑為有機(jī)硅類消泡 劑。
【文檔編號】C09D163/10GK104403515SQ201410642355
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】王東方, 羅軍, 吳偉, 劉文杰, 姚超, 徐姣, 左士祥, 羅士平, 李霞章, 馬建峰 申請人:江蘇澳特邦非金屬礦業(yè)有限公司, 常州大學(xué)盱眙凹土研發(fā)中心