本發明屬于家具家裝裝飾材料領域，具體涉及一種LED固化水性UV家具家裝漆及其制備方法。

背景技術：

傳統油漆大多為單組分涂料、雙組分涂料和烘烤型涂料，它們干燥速度慢，生產效率低，且含有大量有機揮發性溶劑，易對環境造成污染。隨著人們環保意識的提高，作為環保型漆的水性漆被廣泛應用，特別是在室內裝修、建筑材料、家具涂裝等領域。然而，現有水性漆在應用中仍然存在不足，例如耐候性差、硬度低、干燥時間長、生產效率低、裝飾性不夠豐富等。LED固化水性漆有望兼具LED固化速度快、能耗低、漆膜性能優異的技術特點以及水性漆環保無污染、成本低等優勢。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種LED固化水性UV家具家裝漆及其制備方法。該漆漆膜硬度高、豐滿度好、附著力優異、耐磨性和抗沾污性能強、色彩鮮明、耐黃變，具有良好的裝飾效果和保護功能，且制備中固化方便、速度快，生產效率高，能耗低，綠色環保無污染。

具體而言，一種LED固化水性UV家具家裝漆，其特征在于，包括：附著于家具家裝表面且由LED固化水性UV附著底漆固化而成的涂層Ⅰ；附著于涂層Ⅰ表面且由LED固化水性UV著色劑固化而成的涂層Ⅱ；附著于涂層Ⅱ表面且由LED固化水性UV保護面漆固化而成的涂層Ⅲ。

所述的LED固化水性UV附著底漆，以重量百分比計，包含：水性丙烯酸酯預聚物10-70％、水溶性活性單體10-60％、光引發劑1-5％、水性助劑0-5％、填料0-50％、和水0-50％。

所述的LED固化水性UV著色劑，以重量百分比計，包含：水性丙烯酸酯預聚物10-70％、水溶性活性單體10-60％、光引發劑1-5％、水性助劑0-5％、顏料0-30％、和水0-30％。

所述的LED固化水性UV保護面漆，以重量百分比計，包含：水性丙烯酸酯預聚物10-70％、水溶性活性單體10-60％、光引發劑1-5％、水性助劑0-5％、填料0-50％、和水0-50％。

作為優選技術方案，在上述LED固化水性UV附著底漆、UV著色劑和UV保護面漆中，所述的水性丙烯酸酯預聚物選自水性聚氨酯丙烯酸酯、水性環氧丙烯酸酯、水性聚酯丙烯酸酯、水性氨基丙烯酸酯、水性丙烯酸化聚丙烯酸酯和水性丙烯酸酯共聚物中的至少一種。

所述的水溶性活性單體優選自丙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(PO₃-TMPTA)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO_n-TMPTA，n＝3,6,9,15,20)、丙烯酸羥乙酯(HEA)、甲基丙烯酸(MAA)、純丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)和丙烯酸羥丙酯(HPA)中的至少一種。

所述的光引發劑優選是硫醇、Ciba 1173、Ciba 184、Ciba 369、Ciba 907、Ciba 819、Ciba 651、TPO、ITX中的一種或兩種以上的組合。

所述的水性助劑可以是流平劑、潤濕分散劑、光敏增感劑、附著力促進劑、消泡劑、阻聚劑、消光劑、防沉劑的一種或兩種以上的組合。

所述的顏料可以是炭黑、鈦白粉、珠光銀粉、珠光金粉、鐵紅、酞菁藍中的一種或兩種以上的組合。

所述的填料優選自滑石粉、消光粉、氣相二氧化硅、抗刮蠟粉、碳酸鈣、硫酸鋇、石英粉、高嶺土、膨潤土中的至少一種。

上述LED固化水性UV家具家裝漆中，涂層Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的厚度可相同，也可不同，均優選為10-200um，更優選10-120um。以60°光澤度計，涂層Ⅲ的涂層光澤度計量優選為10-120°可調。

本發明的LED固化水性UV家具家裝漆的制備方法，包括下列步驟：

1)清潔家具家裝表面；

2)在家具家裝表面涂裝LED固化水性UV附著底漆；

3)第一次LED固化，形成涂層Ⅰ；

4)在涂層Ⅰ表面涂裝LED固化水性UV著色劑；

5)第二次LED固化，形成涂層Ⅱ；

6)在涂層Ⅱ表面涂裝LED固化水性UV保護面漆，紅外流平或自然流平；

7)第三次LED固化，形成涂層Ⅲ。

在上述制備過程中，所述的涂裝可采用本領域中公知的常規方式進行，如刮涂、噴涂、浸涂、刷涂、輥涂、淋涂等，這對本領域技術人員而言是容易確定的。

涂裝的LED固化水性UV附著底漆、UV著色劑和UV保護面漆對LED光源具有良好的響應性，適用的LED的波長可以是420nm、405nm、390nm、385nm、380nm、375nm、370nm、365nm、360nm中的一種。具體的光固化操作流程對本領域技術人員而言是容易確定的。優選地，所述的LED固化采用1-6支功率為0.01-5KW的LED燈管進行照射，照射速度1-100m/min。

步驟6)中，所述的紅外流平的溫度優選為20-150℃，流平時間優選為0.1-10min。

除了上述步驟1-7之外，本發明的LED固化水性UV家具家裝漆的制備方法還可任選地包括包裝(按照產品的規格和要求對成品進行包裝)等常規步驟。

本發明的LED固化水性UV家具家裝漆具有漆膜硬度高、豐滿度好、耐磨性和抗沾污性能強、裝飾效果和保護功能優異等特點，完全滿足建筑行業家具裝飾材料的使用要求，且制備工藝生產效率高、能耗低、綠色無污染。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但不應將其理解為對本發明保護范圍的限制。

制備實施例

實施例1.白色LED固化水性UV家具家裝漆

選用規格1.2m×2.44m×6mm的膠合板，清潔后在其表面輥涂一層LED固化水性UV附著底漆，干燥后進入裝有2支功率300W、波長365nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為20um的涂層Ⅰ。在涂層Ⅰ表面輥涂一層LED固化水性UV白色著色劑，干燥后進入裝有3支功率1KW、波長395nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為25um的涂層Ⅱ。再在涂層Ⅱ表面輥涂一層LED固化水性UV保護面漆，在溫度為80℃的紅外流平線下流平60s，然后進入裝有5支功率2KW、波長365nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為30um的涂層Ⅲ。即得白色LED固化水性UV家具家裝裝飾板。

其中，LED固化水性UV附著底漆的重量百分比組成為：水性聚氨酯丙烯酸酯56％、甲基丙烯酸羥丙酯27.5％、硫醇3％、Ciba 1173 1％、流平劑(BYK-333)0.5％、附著力促進劑(磷酸酯CN9051)1.5％、消泡劑(BYK-018)0.5％、水10％。

LED固化水性UV白色著色劑的重量百分比組成為：水性聚酯丙烯酸酯35％、水性氨基丙烯酸酯20％、丙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯20％、硫醇3％、TPO 2％、流平劑(BYK-380)0.5％、光敏增感劑(活性胺P-1114)1％、鈦白粉13％、阻聚劑(對苯二酚)0.5％、水5％。

LED固化水性UV保護面漆的重量百分比組成為：水性環氧丙烯酸酯29％、水性聚氨酯丙烯酸酯36％、丙烯酸羥乙酯19％、硫醇4％、流平劑(BYK-381)0.5％、消泡劑(BYK-022)0.5％、附著力促進劑(磷酸酯CN9051)1％、滑石粉10％。

實施例2.紅色LED固化水性UV家具家裝漆

選用規格為1.0m×2.5m×10mm的實木，清潔后在其表面淋涂一層LED固化水性UV附著底漆，然后進入裝有2支功率1KW、波長385nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為80um的涂層Ⅰ。在涂層Ⅰ表面淋涂一層LED固化水性UV紅色著色劑，然后進入裝有3支功率3KW、波長420nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為50um的涂層Ⅱ。再在涂層Ⅱ表面淋涂一層LED固化水性UV保護面漆，在溫度為80℃的紅外流平線下流平60s，然后進入裝有5支功率5KW、波長405nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為40um的涂層Ⅲ。即得紅色LED固化水性UV家具家裝裝飾板。

其中，LED固化水性UV附著底漆的重量百分比組成為：水性丙烯酸化聚丙烯酸酯63％、甲基丙烯酸羥乙酯30.5％、硫醇4％、潤濕分散劑(DISPERBYK-180)0.5％、附著力促進劑(羥基丙烯酸酯)1％、消泡劑(BYK-028)1％。

LED固化水性UV著色劑的重量百分比組成為：水性聚酯丙烯酸酯35％、水性丙烯酸酯共聚物20％、丙烯酸羥丙酯21％、硫醇2％、TPO3％、流平劑(BYK-337)0.5％、光敏增感劑(活性胺P-1114)1％、鐵紅17％、消泡劑(BYK-093)0.5％。

LED固化水性UV保護面漆的重量百分比組成為：水性氨基丙烯酸酯21％、水性聚氨酯丙烯酸酯35％、甲基丙烯酸羥丙酯12％、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₃-TMPTA)16％、Ciba184 2％、硫醇2％、流平劑(BYK-387)0.5％、消泡劑(BYK-1610)0.5％、穩定劑(對羥基苯甲醚)1％，消光粉(OK500)10％。

實施例3.珠光銀LED固化水性UV家具漆

選用規格為1.2m×2.4m×12mm的三膠板，清潔后在其表面噴涂一層LED固化水性UV附著底漆，然后進入裝有2支功率0.5KW、波長395nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為28um的涂層Ⅰ。在涂層Ⅰ表面噴涂一層LED固化水性UV珠光銀著色劑，然后進入裝有3支功率3KW、波長420nm的LED燈且照射速度為12m/min的固化機，固化后形成厚度為32um的涂層Ⅱ。再在涂層Ⅱ表面噴涂一層LED固化水性UV保護面漆，在溫度為80℃的紅外流平線下流平60s，然后進入裝有5支功率5KW、波長365nm的LED燈且照射速度為15m/min的固化機，固化后形成厚度為30um的涂層Ⅲ。即得珠光銀LED固化水性UV家具家裝裝飾板。

其中，LED固化水性UV附著底漆的重量百分比組成為：水性聚氨酯丙烯酸酯40％、水性丙烯酸化聚丙烯酸酯25.5％、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₆-TMPTA)27.5％、硫醇4％、流平劑(BYK-3500)0.5％、附著力促進劑(磷酸酯CN9051)1.5％、消泡劑(BYK-080A)1％。

LED固化水性UV著色劑的重量百分比組成為：水性聚酯丙烯酸酯32％、水性環氧丙烯酸酯23％、丙烯酸羥乙酯14％、純丙烯酸12％、硫醇1％、TPO 3％、流平劑(BYK-3530)0.5％、光敏增感劑(活性胺P-1114)2％、珠光銀粉12％、附著力促進劑(磷酸酯CN9051)0.5％。

LED固化水性UV保護面漆的重量百分比組成為：水性環氧丙烯酸酯20％、水性聚酯丙烯酸酯34％、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₁₅-TMPTA)14％、、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯17％、硫醇4％、流平劑(BYK-333)0.5％、消泡劑(BYK-1615)0.5％、阻聚劑(對苯二酚)1％、碳酸鈣9％。

性能表征

參照相應檢測標準，對上述實施例1-3制得的三種LED固化水性UV家具家裝裝飾板進行了性能檢測，檢測項目包括漆膜硬度、外觀、附著力、耐水性、耐磨性、耐沾污性、耐洗刷性和耐黃變性。

檢測結果如下表1中所示。

表1

由表1的檢測結果可以看出，本發明的LED固化水性UV家具家裝漆的漆膜硬度高，豐滿度好，附著力強，耐水性、耐磨性、抗沾污性能、耐洗刷性和耐黃變性優異，裝飾效果和保護功能好，完全滿足建筑行業家具裝飾材料的使用要求，且制備工藝生產效率高、能耗低、綠色無污染。