一種雙重固化的uv輥涂底漆及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種雙重固化的UV輥涂底漆及其制備方法，該雙重固化的UV輥涂底漆包含以下重量份的組分：環氧樹脂9~18份；UV樹脂20~30份；微膠囊化酚醛胺改性固化劑3~6份；附著力促進劑5~10份；活性稀釋劑8~20份；潤濕分散劑2~4份；脫泡劑0.1~0.5份；光引發劑4~7份；防流掛增強劑0.2~0.6份；觸變劑0.2~0.3份；填料17~35份。本發明包含UV輻射固化和環氧固化兩種反應，固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，雜質、溶劑殘留少，也有環氧漆較好的耐化學品腐蝕性，高附著力，優秀的物理機械性能。此外本發明是單組份涂料，不需要像環氧涂料那樣使用前才混合，也沒有過多的溶劑揮發，低碳環保。
【專利說明】-種雙重固化的UV輥涂底漆及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種UV涂料，特別涉及一種雙重固化的UV輥涂底漆涂料。
[0002]

【背景技術】
[0003] 涂料是一種含顏料或不含顏料的，用樹脂及油等制成的化工產品。將涂料涂覆在 物體表面上能夠干結成膜，使被涂物體的表面與環境介質相隔離，從而對被涂物體起到的 保護和裝飾的作用。根據功能不同，涂料包括：裝飾涂料、防腐涂料、隔熱涂料和防火涂料 等。近年來，隨著人們對環境保護意識的不斷增強，對自身健康不斷關注，迫切需要一種既 環保低碳，又對施工人員自身沒有太大毒害的涂料，UV涂料也就由此誕生，并得到快速發 展。
[0004] 現有的UV涂料一般都是單純的光固化反應，即通過紫外光的照射，使得光引發劑 分解出自由基，這些自由基讓UV樹脂產生交聯反應，得到固化的漆膜。根據使用的方式不 同，又分為輥涂UV涂料、淋涂UV涂料，刷涂UV涂料、噴涂UV涂料等。輥涂UV涂料本身在 木材，竹材以及部分高分子聚合物上面有較好的附著力，但是對于金屬材料，就顯得力不從 心，固化后的漆膜在金屬材料上面極易脫落，導致無法在金屬材料上面使用UV涂料而且UV 涂料本身沒有什么耐化學品腐蝕性能，機械柔韌性很差。
[0005] 因此，需要一種環保，無溶劑揮發，快速固化，又能夠在金屬材料上面有較好附著 力，具備較好柔韌性、耐酸、耐堿、耐水性能的涂料。
[0006]


【發明內容】

[0007] 本發明解決的技術問題在于提供一種可以使用在金屬材料，并提供較好的耐化學 品腐蝕性能的雙重固化的UV輥涂底漆。
[0008] 為了達到上述目的，本發明提供一種雙重固化的UV輥涂底漆，包含以下重量份的 組分： 環氧樹脂 9~18份； UV樹脂 20?30份； 微膠囊化酚醛胺改性固化劑 3飛份； 附著力促進劑 5~10份； 活性稀釋劑 8~20份； 潤濕分散劑 2~4份； 脫泡劑 0. f 0. 5份； 光引發劑 4~7份； 防流掛增強劑 0. 2、. 6份； 觸變劑 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
[0009] 優選的，所述活性稀釋劑為雙官能團活性稀釋劑，該雙官能團活性稀釋劑為三縮 丙二醇二丙烯酸酯。
[0010] 優選的，所述光引發劑進一步包括以下重量份的組分： 耐黃變光引發劑 3~5份； 厚膜體系光引發劑 Γ2份。
[0011] 優選的，所述填料進一步包括以下重量份的組分： 遮蓋力增強填料 9?20份； 體質填料 8~15份。
[0012] 優選的，所述環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂；所述UV樹脂為雙酚A型環氧丙烯酸 酯。
[0013] 優選的，所述微膠囊化酚醛胺改性固化劑的壁殼為聚甲基丙烯酸甲酯。
[0014] 優選的，所述附著力促進劑為巰基衍生物；所述潤濕分散劑為具有酸性基團的共 聚體溶液；所述脫泡劑為不含硅酮的有機聚合物。
[0015] 優選的，所述耐黃變光引發劑為2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜體系光 引發劑為苯基雙氧化膦。
[0016] 優選的，所述防流掛增強劑為聚羥基羧酸酰胺；所述觸變劑為氣相法親水性的二 氧化硅。
[0017] 優選的，所述遮蓋力增強填料為硫酸法二氧化鈦；所述體質填料為滑石粉。
[0018] 一種制備雙重固化的UV輥涂底漆的方法，其特征在于包括如下步驟： 將9?18份的環氧樹脂、2(Γ30份的UV樹脂、5?10份的附著力促進劑、8?20份的活性稀 釋劑混合均勻后，依次加入2~4份的潤濕分散劑、0. 1、. 5份的脫泡劑、0. 2、. 6份的防流掛 增強劑，中速700r/min攪拌均勻后，再加入4~7份的光引發劑，中速700r/min攪拌均勻，再 依次加入0. 2~0. 3份的觸變劑、17~35份的填料，進行高速分散15min，最后在低速分散過程 中加入3~6份的微膠囊化酚醛胺改性固化劑，低速攪拌5min。
[0019] 優選的，所述微膠囊化酚醛胺改性固化劑按照如下方法制備： 將酚醛胺改性固化劑溶解于有機溶劑中，得到酚醛胺改性固化劑溶液；向所述酚醛胺 改性固化劑溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化劑和聚甲基丙烯酸甲 酯的混合溶液，將所述混合溶液加到水中，攪拌乳化后蒸發，得到微膠囊化酚醛胺改性固化 劑。
[0020] 本發明提供的雙重固化的UV輥涂底漆，漆膜的附著力出色，特別是在鋼鐵等金屬 材料上面，在具備普通UV輥涂底漆的特性外，還擁有環氧樹脂體系涂料所具備的特有性 能，比如具有良好的韌性，有一定的耐酸、耐堿、耐水性能，物理機械性能優良。因為包含UV 輻射固化和環氧固化兩種反應，所以固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，雜質、溶劑 殘留少的特性，也具有環氧漆較好的耐化學品腐蝕性，高附著力，以及優秀的物理機械性 能。本發明提供的雙重固化的UV輥涂底漆為單組份型涂料，為了使環氧體系穩定的存在于 UV體系當中，本發明使用微膠囊化的酚醛胺改性固化劑。相對于現有的酚醛胺改性固化劑， 微膠囊化酚醛胺改性固化劑表面包覆有高分子壁殼，該壁殼在破碎前將酚醛胺改性固化劑 與環氧樹脂相隔離，使酚醛胺改性固化劑能穩定存在于涂料體系中，不會在存儲過程中發 生固化。當進行輥涂一道后，輥輪與需要被涂覆的底材之間產生的巨大壓力使得微膠破裂， 壁殼在破碎后，酚醛胺改性固化劑與環氧樹脂發生固化，形成致密漆膜。本發明提供的上述 涂料，必須使用在輥涂方式中，可以同普通UV涂料一樣儲存保管。

【具體實施方式】
[0021] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0022] 本發明公開了一種雙重固化的UV輥涂底漆，其包含以下重量份的組分： 環氧樹脂 9~18份； UV樹脂 20?30份； 微膠囊化酚醛胺改性固化劑 3飛份； 附著力促進劑 5~10份； 活性稀釋劑 8~20份； 潤濕分散劑 2~4份； 脫泡劑 0. f 0. 5份； 光引發劑 4~7份； 防流掛增強劑 0. 2、. 6份； 觸變劑 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
[0023] 所述環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，具體選用岳陽石化總廠的CYDF-170環氧樹 脂；所述UV樹脂為雙酚A型環氧丙烯酸酯，具體選用江蘇三木集團的雙酚A型環氧丙烯酸 酯6105-80。雙酚A型環氧丙烯酸酯和雙酚F型環氧樹脂是主要成膜物質，它們之間互相貫 穿，交聯，起到相互協同作用，既擁有UV樹脂的高豐滿度，高硬度，環保等特性，又具有環氧 樹脂特有的對金屬材料高附著力，較好的耐化學品腐蝕性能。
[0024] 相對于現有的酚醛胺改性固化劑，本發明使用的微膠囊化酚醛胺改性固化劑表面 包覆有高分子壁殼，壁殼被破壞前起到避免酚醛胺改性固化劑與雙酚F型環氧樹脂發生固 化反應的作用。當涂裝過程中的漆膜遇到外力擠壓作用后，微膠囊壁殼便發生破碎，酚醛胺 改性固化劑發揮作用，使雙酚F型環氧樹脂迅速固化成膜。經過輥涂后的樣板，立即進行紫 外光照射，照射能量不小于300mj/cm 2,這樣，整個底漆涂料在發生UV固化的同時，又伴隨著 環氧樹脂的固化反應。上述微膠囊化酚醛胺改性固化劑的壁殼優選為聚甲基丙烯酸甲酯， 其可按照如下方法制備：將酚醛胺改性固化劑溶解于有機溶劑中，得到酚醛胺改性固化劑 溶液；向所述酚醛胺改性固化劑溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化 劑和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，將所述混合溶液加到水中，攪拌乳化后蒸發，得到微膠 囊化的酚醛胺改性固化劑。其中，酚醛胺改性固化劑具體產品如：深圳佳迪達公司的T-31 固化劑。
[0025] 附著力促進劑的作用在于提高漆膜對金屬材料的附著力，本發明的附著力促進劑 采用巰基衍生物，具體可采用美國氰特工業公司的EBECRYL-375產品。
[0026] 活性稀釋劑的作用在于降低樹脂體系粘度，在參與固化反應時不會有殘留，不會 揮發到環境中，達到環保效果。本發明的活性稀釋劑采用雙官能團的三縮丙二醇雙丙烯酸 酯，具體可采用美國氰特工業公司的TPGDA活性稀釋劑。
[0027] 潤濕分散劑的作用是使各種顏填料表面充分潤濕，并均勻的分散在樹脂當中，長 期存放也不會絮凝結塊。潤濕分散劑采用具有酸性基團的共聚體溶液，具體可采用德國畢 克化學公司的BYK-110潤濕分散劑。
[0028] 脫泡劑的作用在于對涂料體系起到降低漆膜的表面能，使漆膜中的氣泡更容易移 動至漆膜表面，并快速破裂，排除空氣，其脫泡作用明顯。脫泡劑采用不含硅酮的有機聚合 物，具體可采用德國迪高公司的TEG0-920脫泡劑。
[0029] 光引發劑的作用在于避光儲存中，涂料相當穩定，不會固化，當涂料經過紫外光照 射，光引發劑會被激活，分解出自由基，自由基可以使得UV樹脂迅速交聯固化。本發明的光 引發劑包括耐黃變光引發劑和厚膜體系光引發劑。耐黃變光引發劑在固化UV樹脂后，形成 的漆膜有較好的耐候性，厚膜體系光引發劑可以使用在漆膜較厚的涂料中，確保UV樹脂正 常固化而不會發生因漆膜較厚，紫外光無法照射到漆膜里面的現象。本發明的耐黃變光引 發劑采用2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮，具體可以采用南京瓦力化工科技有限公司的1173 耐黃變光引發劑；厚膜體系光引發劑采用苯基雙（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦，具體可 以采用荊門市申博化工有限公司的YK-XBPO厚膜體系光引發劑。
[0030] 防流掛增強劑的作用在于協同觸變劑，起到增強抗流掛特性。防流掛增強劑采用 聚羥基羧酸酰胺溶液，具體可以采用德國畢克化學公司的BYK-405防流掛增強劑。
[0031] 觸變劑的作用在于提供UV輥涂底漆涂料觸變行性，保證在輥涂后，涂料不會流 掛，同時保證UV輥涂底漆涂料在儲存過程中不會發生分層和沉淀現象。觸變劑采用氣相法 親水性的二氧化硅，具體可以采用德國德固賽公司的AER0SIL-200觸變劑。
[0032] 本發明的填料包括遮蓋力增強填料和體質填料。遮蓋力增強填料的作用在于提供 漆膜一定的遮蓋力，并能夠參與調色，與顏料均勻混合，同時提供耐侯耐老化特性。遮蓋力 增強填料優選采用硫酸法二氧化鈦，具體如：滄州海納化工有限公司的NTR-606。體質填料 的作用在于協助漆膜成型，提供優良的機械性能，包括柔韌性，抗沖擊性。本發明的體質填 料優選采用滑石粉，具體如：常州誠致化工有限公司的TP-1250。
[0033] 本發明雙重固化的UV輥涂底漆可以按照如下方法進行涂裝： 先將涂料攪拌均勻，從單輥涂布機進料口倒入，進行全自動輥涂，輥涂好的樣板會隨傳 送帶立即進入雙燈UV干燥機，能力不小于300mj/cm2,所有設備都是全自動運行，無需復雜 的人工操作。輥涂機優選采用單輥涂布機，干燥機優選采用雙燈UV干燥機，具體如：臺灣豐 巧集團的FC600。
[0034] 本發明涉及的雙重固化的UV輥涂底漆各組分的重量份數及具體生產方法如實施 例1_3所述： 實施例1-3中的各組分來源如下： 環氧樹脂均購自岳陽石化總廠，產品牌號為CYDF-170 ; UV樹脂均購自江蘇三木集團，產品牌號為6105-80 ; 附著力促進劑均購自美國氰特工業公司，產品牌號為EBECRYL-375 ; 雙官能團活性稀釋劑均購自美國氰特工業公司，產品牌號為TPGDA ; 潤濕分散劑均購自德國畢克化學公司，產品牌號為BYK-110 ; 脫泡劑均購自德國迪高公司，產品牌號為TEG0-920 ; 耐黃變光引發劑均購自南京瓦力化工科技有限公司，產品牌號為1173 ; 厚膜體系光引發劑均購自荊門市申博化工有限公司，產品牌號為YK-XBPO ; 防流掛增強劑均購自德國畢克化學公司，產品牌號為BYK-405 ; 觸變劑均購自德國德固賽公司，產品牌號為AER0SIL-200 ; 遮蓋力增強填料均購自滄州海納化工有限公司，產品牌號為NTR-606 ; 體質填料均購自常州誠致化工有限公司，產品牌號為TP-1250 ; 微膠囊化酚醛胺改性固化劑按照如下方法制備而成： 將酚醛胺改性固化劑溶解于二甲苯中，得到酚醛胺改性固化劑溶液；將聚甲基丙烯酸 甲酯溶液加到酚醛胺改性固化劑溶液中，然后將得到的混合溶液加入水中，攪拌乳化后蒸 發去除二甲苯，得到微膠囊化酚醛胺改性固化劑。酚醛胺改性固化劑均購自深圳佳迪達公 司，產品牌號為T-31。
[0035] 實施例1 組份：UV樹脂30份；環氧樹脂9份；微膠囊化酚醛胺改性固化劑3份；附著力促進劑5 份；雙官能團活性稀釋劑15份；潤濕分散劑2份；脫泡劑0. 1份；耐黃變光引發劑5份；厚 膜體系光引發劑2份；防流掛增強劑0. 6份；觸變劑0. 3份；遮蓋力增強填料20份；體質填 料8份。
[0036] 制備方法：將9份的環氧樹脂、30份的UV樹脂、5份的附著力促進劑、15份的雙官 能團活性稀釋劑混合均勻后，依次加入2份的潤濕分散劑、0. 1份的脫泡劑、0. 6份的防流掛 增強劑，中速700r/min攪拌均勻后，再依次加入5份的耐黃變光引發劑、2份的厚膜體系光 引發劑，中速700r/min攪拌均勻，再依次加入0. 3份的觸變劑、20份的遮蓋力增強填料、8 份的體質填料，進行高速分散15min，最后在低速分散過程中加入3份的微膠囊化酚醛胺改 性固化劑，低速攪拌5min后，得到雙重固化的UV輥涂底漆組合物。
[0037] 將本實施例制備的雙重固化的UV輥涂底漆通過全自動輥涂機就可以進行涂裝操 作了，所涂裝的底材為木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，以及不需要重點防腐用途的金 屬材料。本實例涂料是沒有調色的實色涂料，即為白色。
[0038] 實施例2 組份：UV樹脂20份；環氧樹脂18份；微膠囊化酚醛胺改性固化劑6份；附著力促進劑 10份；雙官能團活性稀釋劑8份；潤濕分散劑3份；脫泡劑0. 5份；耐黃變光引發劑3份； 厚膜體系光引發劑1份；防流掛增強劑〇. 2份；觸變劑0. 3份；遮蓋力增強填料18份；體質 填料12份。
[0039] 制備方法：將18份的環氧樹脂、20份的UV樹脂、10份的附著力促進劑、8份的雙 官能團活性稀釋劑混合均勻后，依次加入3份的潤濕分散劑、0. 5份的脫泡劑、0. 2份的防流 掛增強劑，中速700r/min攪拌均勻后，再依次加入3份的耐黃變光引發劑、1份的厚膜體系 光引發劑，中速700r/min攪拌均勻，再依次加入0. 3份的觸變劑、18份的遮蓋力增強填料、 12份的體質填料，進行高速分散15min，最后在低速分散過程中加入6份的微膠囊化酚醛胺 改性固化劑，低速攪拌5min后，得到雙重固化的UV輥涂底漆組合物。
[0040] 將本實施例制備的雙重固化的UV輥涂底漆涂料通過全自動輥涂機就可以進行涂 裝操作了，所涂裝的底材為需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特別適合 于各種金屬材料。本實例涂料是沒有調色的實色涂料，即為白色。
[0041] 實施例3 組份：UV樹脂23份；環氧樹脂12份；微膠囊化酚醛胺改性固化劑4份；附著力促進劑 6份；雙官能團活性稀釋劑20份；潤濕分散劑4份；脫泡劑0. 4份；耐黃變光引發劑3份； 厚膜體系光引發劑1份；防流掛增強劑〇. 4份；觸變劑0. 2份；遮蓋力增強填料9份；體質 填料15份，丙烯酸型大紅色漿2份。
[0042] 制備方法：將12份的環氧樹脂、23份的UV樹脂、6份的附著力促進劑、20份的雙 官能團活性稀釋劑混合均勻后，依次加入4份的潤濕分散劑、0. 4份的脫泡劑、0. 4份的防流 掛增強劑，中速700r/min攪拌均勻后，再依次加入3份的耐黃變光引發劑、1份的厚膜體系 光引發劑，中速700r/min攪拌均勻，再依次加入0. 2份的觸變劑、9份的遮蓋力增強填料、 15份的體質填料，2份的丙烯酸型大紅色漿進行高速分散15min，最后在低速分散過程中加 入4份的微膠囊化酚醛胺改性固化劑，低速攪拌5min后，得到雙重固化的UV輥涂底漆組合 物。
[0043] 將本實施例制備的雙重固化的UV輥涂底漆涂料通過全自動輥涂機就可以進行涂 裝操作了，所涂裝的底材為需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特別適合 于各種金屬材料，并且本實例涂料是已經調配成大紅色的。
[0044] 對實施例1~3制備的雙重固化的UV輥涂底漆固化后形成漆膜進行力學性能和耐 腐蝕性能，測試結果列于表1。
[0045] 表1固化后的漆膜機械性能和耐腐蝕性能測試結果

【權利要求】
1. 一種雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于包含以下重量份的組分： 環氧樹脂 9~18份； UV樹脂 20?30份； 微膠囊化酚醛胺改性固化劑 3飛份； 附著力促進劑 5~10份； 活性稀釋劑 8~20份； 潤濕分散劑 2~4份； 脫泡劑 0. f 0. 5份； 光引發劑 4~7份； 防流掛增強劑 0. 2、. 6份； 觸變劑 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
2. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于， 所述活性稀釋劑為雙官能團活性稀釋劑，該雙官能團活性稀釋劑為三縮丙二醇二丙烯 酸酯。
3. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于， 所述光引發劑進一步包括以下重量份的組分： 耐黃變光引發劑 3~5份； 厚膜體系光引發劑 1~2份。
4. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于， 所述填料進一步包括以下重量份的組分： 遮蓋力增強填料 9?20份； 體質填料 8~15份。
5. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述環氧樹脂為雙酚 F型環氧樹脂；所述UV樹脂為雙酚A型環氧丙烯酸酯。
6. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述微膠囊化酚醛胺 改性固化劑的壁殼為聚甲基丙烯酸甲酯。
7. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述附著力促進劑為 巰基衍生物；所述潤濕分散劑為具有酸性基團的共聚體溶液；所述脫泡劑為不含硅酮的有 機聚合物。
8. 根據權利要求3所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述耐黃變光引發劑 為2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜體系光引發劑為苯基雙氧化膦。
9. 根據權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述防流掛增強劑為 聚羥基羧酸酰胺；所述觸變劑為氣相法親水性的二氧化硅。
10. 根據權利要求4所述的雙重固化的UV輥涂底漆，其特征在于，所述遮蓋力增強填料 為硫酸法二氧化鈦；所述體質填料為滑石粉。
11. 一種制備如權利要求1所述的雙重固化的UV輥涂底漆的方法，其特征在于包括如 下步驟： 將9?18份的環氧樹脂、2(T30份的UV樹脂、5?10份的附著力促進劑、8?20份的活性稀 釋劑混合均勻后，依次加入2~4份的潤濕分散劑、0. 1~0. 5份的脫泡劑、0. 2~0. 6份的防流掛 增強劑，中速700r/min攪拌均勻后，再加入4~7份的光引發劑，中速700r/min攪拌均勻，再 依次加入0. 2~0. 3份的觸變劑、17~35份的填料，進行高速分散15min，最后在低速分散過 程中加入3飛份的微膠囊化酚醛胺改性固化劑，低速攪拌5min。
12.根據權利要求11所述的制備雙重固化的UV輥涂底漆的方法，其特征在于，所述微 膠囊化酚醛胺改性固化劑按照如下方法制備： 將酚醛胺改性固化劑溶解于有機溶劑中，得到酚醛胺改性固化劑溶液；向所述酚醛胺 改性固化劑溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化劑和聚甲基丙烯酸甲 酯的混合溶液，將所述混合溶液加到水中，攪拌乳化后蒸發，得到微膠囊化酚醛胺改性固化 劑。
【文檔編號】C09D7/12GK104419298SQ201310366720
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】劉忱, 陳壽生 申請人:展辰涂料集團股份有限公司, 上海富臣化工有限公司, 北京展辰化工有限公司, 成都展辰化工有限公司, 青島富臣化工有限公司