紫外光固化啞光漆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種紫外光固化啞光漆，包括15～40重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、10～15重量份的高官能丙烯酸酯單體、3～10重量份的二氧化硅啞光粉、30～60重量份的稀釋劑、1～6重量份的光引發(fā)劑；二氧化硅啞光粉為表面接枝改性的二氧化硅粉。本發(fā)明提供的紫外光固化啞光漆通過協(xié)調(diào)含乙烯基有機(jī)硅樹脂和表面接枝改性球形二氧化硅啞光粉的用量，使其協(xié)同發(fā)揮最優(yōu)的耐污染、爽滑、彈性漆膜的效果。
【專利說明】紫外光固化啞光漆
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別地，涉及一種紫外光固化啞光漆。
【背景技術(shù)】
[0002]為保護(hù)產(chǎn)品的塑料外殼不被劃傷，現(xiàn)有技術(shù)中，常通過在物體表面噴涂紫外光固化涂料來保護(hù)塑料外殼。為增加涂料所得涂層的消光性，常在涂料中添加啞光粉以降低涂層光澤，獲得低光澤涂層效果。
[0003]如CN200610172296.0中公開了一種紫外光固化啞光涂料，該涂料含有主體樹脂、稀釋劑、光引發(fā)劑、純丙烯酸酯及啞光粉，其中啞光粉采用醇類溶劑浸泡0.5-2小時(shí)后再與樹脂等混合分散，以提高啞光粉的分散性及穩(wěn)定性。其中所用啞光粉為普通二氧化硅或碳酸鈣，所用樹脂為聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸樹脂，純丙烯酸酯。由于啞光粉需先預(yù)浸泡再分散，使該發(fā)明所制備啞光涂料的工序較長，且啞光涂料經(jīng)紫外光固化后，涂層表面的摩擦阻力較大，潤澤滑爽性降低，彈性觸感減少。涂層表面啞光粉易被刮掉，涂層無法長時(shí)間維持啞光的效果，且涂層不耐臟污。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的在于提供一種紫外光固化啞光漆，以解決現(xiàn)有技術(shù)中啞光漆耐污能力、涂層潤澤爽滑性差的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種紫外光固化啞光漆，包括15~40重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、10~15重量份的高官能丙烯酸酯單體、3~10重量份的二氧化硅啞光粉、30~60重量份的稀釋劑、I~6重量份的光引發(fā)劑；二氧化娃啞光粉為表面接枝改性的二氧化硅粉。
[0006]進(jìn)一步地，包括30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的光引發(fā)劑。
[0007]進(jìn)一步地，由30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的光引發(fā)劑組成。
[0008]進(jìn)一步地，二氧化硅啞光粉的粒徑為0.5~3微米，外觀為均勻球形結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，二氧化硅啞光粉的合成原料至少包括乙烯基烷氧基硅烷與丙烯酸縮水甘油醚。
[0010]進(jìn)一步地，含乙烯基有機(jī)硅樹脂的合成原料至少包括八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷和六甲基二硅氧烷。
[0011]進(jìn)一步地，高官能丙烯酸酯單體為3官能度或4官能度丙烯酸酯單體。
[0012]進(jìn)一步地，高官能丙烯酸酯單體為季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯。
[0013]進(jìn)一步地，光引發(fā)劑由自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑組成，陽離子光引發(fā)劑占光引發(fā)劑總重量的5% ;自由基光引發(fā)劑為α -羥基環(huán)己基苯甲酮，陽離子光引發(fā)劑為異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽。[0014]進(jìn)一步地，稀釋劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮中的一種或多種。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明提供的紫外光固化啞光漆通過協(xié)調(diào)含乙烯基有機(jī)硅樹脂和表面接枝改性球形二氧化硅啞光粉的用量，使其協(xié)同發(fā)揮最優(yōu)的耐污染、爽滑、彈性漆膜的效果。本發(fā)明提供的漆膜水接觸角可達(dá)130°，使得油污幾乎完全不能在其表面上立足。同時(shí)兼具啞光效果，克服了啞光漆易受污染的問題。
[0017]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)。下面將參照圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的所得漆膜表面SEM(電子顯微鏡掃描)圖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(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。
[0021]本發(fā)明提供紫外光固化啞光漆可以用于各類參見塑料制備表面，如PC、PMMA, ABS
坐寸ο
[0022]本發(fā)明提供的紫外光固化啞光漆包括15~40重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、10~15重量份的高官能丙烯酸酯單體、3~10重量份的二氧化硅啞光粉、30~60重量份的稀釋劑、I~6重量份的引發(fā)劑；二氧化硅啞光粉為表面接枝改性的二氧化硅粉。
[0023]為降低漆膜光澤度，常通過提高啞光漆表面粗糙度來實(shí)現(xiàn)。粗糙的漆膜上凸凹不平，各個(gè)凸起間間隔較大，存在大量孔洞，容易容納污垢而不耐污染。本發(fā)明通過將含乙烯基有機(jī)硅樹脂和二氧化硅啞光粉按此比例進(jìn)行混合，經(jīng)紫外光固化后，二氧化硅啞光粉均勻分散于含乙烯基有機(jī)硅樹脂中，二者之間發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，含乙烯基有機(jī)硅樹脂的低表面張力結(jié)合二氧化硅啞光粉的亞微米級(jí)粒子結(jié)構(gòu)，協(xié)同發(fā)揮作用而形成具有亞微米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)的多個(gè)疏水凸起。漆膜如圖1所示，漆膜表面形成多個(gè)均勻的柱狀突起，每個(gè)凸起的頂部均形成圓滑的表面。
[0024]當(dāng)水滴或油污滴在涂層表面時(shí)，涂層表面的兩兩疏水柱狀凸起之間下部的空氣發(fā)揮支持作用，可將水滴或油污托舉立于涂層表面上，使得油污或水滴能在漆膜表面上自由滾動(dòng)，從而表現(xiàn)出抗臟污和易擦拭性能。各個(gè)凸起分布均勻，凸起排列緊密，間隔較窄，使得常規(guī)聚團(tuán)后的污物無法穿透至兩兩柱狀凸起之間，無法接觸漆膜底面。
[0025]二者發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后，還能為漆膜提供支撐結(jié)構(gòu)，使漆膜所具有的彈性觸感長久保持穩(wěn)定。
[0026]由于柱狀凸起頂部光滑，所得漆膜還能具有較好的光滑性提高了使用者的滿足感，使所得漆膜具有絲滑觸感。
[0027]按此比例加入的含乙烯基有機(jī)硅樹脂，能充分發(fā)揮其所具有有機(jī)硅結(jié)構(gòu)單元的特性，使所得漆膜具有低表面張力、優(yōu)異的潤濕流平性能、耐污染性能和抗油性能。按此配方制得的漆膜還可避免使用流平助劑，降低成本，減少工序和流平助劑對(duì)漆膜的不良影響。另一方面有機(jī)硅樹脂具有柔軟彈性的高含量的硅氧烷結(jié)構(gòu)鏈段和較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可賦予漆膜優(yōu)異的低表面張力和彈性手感。
[0028]含乙烯基有機(jī)硅樹脂的合成可以采用各類常規(guī)方法制得，如繆培凱、楊剛、崔麗榮發(fā)表于《涂料工業(yè)》期刊2011年第41卷03期7-8頁的《含乙烯基有機(jī)硅樹脂的電子束固化行為研究》中公開的方法。優(yōu)選采用至少包括八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷和六甲基二硅氧烷的原料合成得到。采用該原料進(jìn)行合成，所得含乙烯基有機(jī)硅樹脂結(jié)構(gòu)中乙烯基含量與二氧化硅啞光粉中的乙烯基數(shù)量較匹配，反應(yīng)較充分，能最大程度的將二氧化硅啞光粉固定于漆膜內(nèi)。
[0029]該配方中所用二氧化硅啞光粉為表面接枝改性的球形二氧化硅，該表面接枝改性的球形二氧化娃可以按常規(guī)方法制得如畢業(yè)于山東輕工學(xué)院的杜施鑫發(fā)表于2011年6月I日的《球形二氧化硅的制備及其表面接枝改性》碩士畢業(yè)論文中的方法，或CN200910096534.8中公開的方法或儲(chǔ)鴻、倪忠斌、劉機(jī)關(guān)、陳明清發(fā)表于《塑料工業(yè)》2007年第35卷06期第310頁的《球形二氧化硅顆粒表面的疏水改性及其性能研究》中提供的方法制備得到。
[0030]優(yōu)選所用表面接枝改性的二氧化硅啞光粉粒徑為0.5~3微米，其外觀為均勻球形結(jié)構(gòu)。采用該粒徑的二氧化硅啞光粉可賦予漆膜優(yōu)良的滑爽感。二氧化硅啞光粉表面經(jīng)接枝改性后，可顯著改善二氧化硅粒子在預(yù)聚物中的分散性、界面間的浸潤性、增加結(jié)合強(qiáng)度，以提高啞光粉的分散穩(wěn)定性。該粒徑下的二氧化硅啞光粉結(jié)構(gòu)中還含有大量的乙烯基，易于與按此比例加入的含乙烯基有機(jī)硅樹脂發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而使二氧化硅啞光粉充分溶入固化后的漆膜中，防止其在表面易刮掉。增加漆膜彎曲強(qiáng)度。
[0031]優(yōu)選表面接枝改性的球形二氧化硅啞光粉采用常規(guī)合成方法以至少包括乙烯基烷氧基硅烷與丙烯酸縮水甘油醚的原料合成得到。以該原料合成的二氧化硅啞光粉可以增加其分子結(jié)構(gòu)中含乙烯基的結(jié)構(gòu)數(shù)量，可增強(qiáng)其與含乙烯基的有機(jī)硅樹脂分子結(jié)構(gòu)中的乙烯基發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，而形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)合力，從而更有效的避免二氧化硅顆粒在涂層表面易被刮掉的問題，從而增加涂層的耐刮擦性能。
[0032]本文中高官能丙烯酸酯單體是指官能度大于3的丙烯酸酯單體，如六官能度。高官能丙烯酸酯單體能充分溶解和稀釋樹脂類物質(zhì)，調(diào)節(jié)漆膜體系黏度，增加漆膜流平性；同時(shí)還能參與光固化反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)整漆膜在固化時(shí)的交聯(lián)密度，增強(qiáng)漆膜的耐磨以及抗劃傷性。優(yōu)選高官能丙烯酸酯單體為3官能度丙烯酸酯單體或4官能度丙烯酸酯單體。按此比例加入3官能度丙烯酸酯單體或4官能度丙烯酸酯單體能較好的調(diào)節(jié)漆膜體系的粘附，增加漆膜的流平性，提高漆膜致密度，提高凸起的緊密度。更優(yōu)選的所用高官能丙烯酸酯單體為季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯。此時(shí)所得漆膜的致密度、流平性最優(yōu)，疏水凸起的緊密度最適宜。
[0033]光引發(fā)劑可以為各類常用的光引發(fā)劑如光引發(fā)劑-184、光引發(fā)劑-907或光引發(fā)劑-1173等。優(yōu)選所用光引發(fā)劑由自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑組成，陽離子光引發(fā)劑占光引發(fā)劑重量份的5%，余量為陽離子光引發(fā)劑；自由基光引發(fā)劑為α-羥基環(huán)己基苯甲酮，陽離子光引發(fā)劑為異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽。按此比例混合所得光引發(fā)劑能提高催化效率，使得漆膜可接受更大范圍內(nèi)的紫外光，接收刺激后生成固化反應(yīng)，減少光引發(fā)劑的用量。
[0034]其中稀釋劑可以為各類常用稀釋劑，優(yōu)選為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮中的一種或多種。此時(shí)稀釋效果最優(yōu)。按上述比例加入稀釋劑能避免涂料過稀或過稠，有助于漆膜流平。
[0035]更優(yōu)選的，紫外光固化啞光漆包括30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的引發(fā)劑，滑爽手感耐臟污紫外光固化漆的手感滑爽性更好，耐臟污能力和使用性能更好。
[0036]更優(yōu)選的，由30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的引發(fā)劑組成。此時(shí)所得漆膜各項(xiàng)性達(dá)到最優(yōu)，避免了使用流平助劑。
[0037]實(shí)施例
[0038]本發(fā)明提供紫外光固化啞光漆，所需固化能量為600~1000mJ/cm2，具體可由紫外燈提供。
[0039]以下實(shí)施例中高官能丙烯酸酯單體為季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯酯。季戊四醇三丙烯酸酯單體型號(hào)為EM231 ;季戊四醇四丙烯酸酯單體型號(hào)為EM241 ;二季戊四醇六丙烯酸酯酯單體型號(hào)為EM263，均購自臺(tái)灣長興化學(xué)。
[0040]含乙烯基有機(jī)硅樹脂，采用八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷和六甲基二硅氧烷合成，其合成原料及制備方法可參見文獻(xiàn)繆培凱、楊剛、崔麗榮發(fā)表于《涂料工業(yè)》期刊2011年第41卷03期7-8頁的《含乙烯基有機(jī)硅樹脂的電子束固化行為研究》。
[0041]二氧化硅啞光粉，采用乙烯基烷氧基硅烷與丙烯酸縮水甘油醚符合化學(xué)表面改性的球形二氧化硅，其合成原料及制備方法可參見文獻(xiàn)儲(chǔ)鴻、倪忠斌、劉機(jī)關(guān)、陳明清發(fā)表于《塑料工業(yè)》2007年第35卷06期第310頁的《球形二氧化硅顆粒表面的疏水改性及其性能研究》。
[0042]光引發(fā)劑為自由基-陽離子混雜光引發(fā)劑，其中陽離子光引發(fā)劑占整個(gè)光引發(fā)劑重量份的百分之五，以使涂料中的乙烯基和丙烯酸酯中的碳碳雙鍵充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。自由基光引發(fā)劑為α -羥基環(huán)己基苯甲酮，型號(hào)為Irgacurel84購自瑞士 Ciba公司，陽離子光引發(fā)劑為異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽，型號(hào)為Irgacure250購自瑞士 Ciba公司。
[0043]稀釋劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮中的一種或多種，均為分析純市售。
[0044]實(shí)施例1~5紫外光固化啞光漆的制備方法如下:
[0045](a)將按表1中比例稱量的樹脂、丙烯酸酯單體、光引發(fā)劑、稀釋劑混合，在40~50°C下攪拌10~15分鐘，攪拌速度400~600轉(zhuǎn)/分鐘。
[0046](b)將按表1中比例稱量的二氧化硅啞光粉加入，800~1200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌10~15分鐘，用400目濾布過濾得到產(chǎn)品。
[0047]實(shí)施例1~5紫外光固化啞光漆的涂裝固化方法:將實(shí)施例1~5制得的紫外光固化漆噴涂于PC基材上，涂裝漆膜厚為20微米，60°C紅外燈照射下流平8分鐘，800mJ/cm2能量固化。將實(shí)施例1~6中所制得紫外光固化漆噴涂至ABS、PMMA, PC/ABS基材表面，涂裝方法同上。
[0048]實(shí)施例1~5中紫外光固化啞光漆各成分重量份數(shù)列于表1中。[0049]表1實(shí)施例1~5的紫外光固化漆的配方(重量份)
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種紫外光固化啞光漆，其特征在于，包括15~40重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、10~15重量份的高官能丙烯酸酯單體、3~10重量份的二氧化硅啞光粉、30~60重量份的稀釋劑、I~6重量份的光引發(fā)劑；所述二氧化硅啞光粉為表面接枝改性的二氧化硅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啞光漆，其特征在于，包括30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的光引發(fā)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的啞光漆，其特征在于，由30重量份的含乙烯基有機(jī)硅樹脂、12重量份的高官能丙烯酸酯單體、4重量份的二氧化硅啞光粉、41重量份的稀釋劑、3重量份的光引發(fā)劑組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的啞光漆，其特征在于，所述二氧化硅啞光粉的粒徑為0.5~3微米，外觀為球形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啞光漆，其特征在于，所述二氧化硅啞光粉的合成原料至少包括乙烯基烷氧基硅烷與丙烯酸縮水甘油醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啞光漆，其特征在于，所述含乙烯基有機(jī)硅樹脂的合成原料至少包括八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷和六甲基二硅氧烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啞光漆，其特征在于，所述高官能丙烯酸酯單體為3官能度或4官能度丙烯酸酯單體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的啞光漆，其特征在于，所述高官能丙烯酸酯單體為季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇 四丙烯酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啞光漆，其特征在于，所述光引發(fā)劑由自由基光引發(fā)劑和陽離子光引發(fā)劑組成，所述陽離子光引發(fā)劑占所述光引發(fā)劑總重量的5% ； 優(yōu)選所述自由基光引發(fā)劑為α-羥基環(huán)己基苯甲酮，所述陽離子光引發(fā)劑為異丙苯茂鐵六氟磷酸鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啞光漆，其特征在于，所述稀釋劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK104017487SQ201410271703
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】繆培凱 申請人:湖南松井新材料有限公司