一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料及其制备方法与流程

本发明涉及一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料及其制备方法，涉及c09d，具体涉及涂料组合物领域。

背景技术：

1、随着人们对于环保，健康的重视程度越来越高，家具等装修行业中长期使用的涂料多为pu或pe涂料，污染化程度较高，会影响施工人员的健康。制备光固化的涂料绿色环保，成本低廉，便于机械操作。现有的保护家具的涂料多为表面漆类产品，虽然价格便宜，但是涂层表面不耐划擦，涂料的耐磨性不佳。尤其对于油漆类产品的表面涂敷，喷涂到木制家具的表面会产生色差，降低施工效果，导致木制家具的色泽不自然。因此开发一种绿色环保的，施工效果优异的光固化涂料至关重要。

2、中国发明专利cn201511007830.8公开了一种uv固化保护涂料及其制备方法，采用一定重量份比的丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯单体、柠檬酸酯、光引发剂、脱膜助剂，并经分散混合均匀而成，使用时将本发明uv固化保护涂料涂附于待保护物品表面，并经紫外线照射固化而形成保护膜，涂料实现了附着力强的效果，但是使用时存在一定的色差。中国发明专利cn201811573437.9公开了一种高韧性环氧粉末涂料，采用双酚a环氧树脂和超支化聚酰胺树脂协同作用，可以实现高韧性，高附着力的效果。但是施工后存在色差，使用效果不佳。

技术实现思路

1、为了提高紫外固化涂料的耐开裂和高附着力性能，本发明的第一个方面提供了一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料，制备原料以重量份计包括：单体组合45-70份，共聚胺丙烯酸树脂1-10份，混合高分子聚合物0.1-2份，丙烯酸共聚物溶液0.1-4份，分散剂0.1-2份，引发剂5-20份，改性丙烯酸酯20-40份，固体填料10-20份。

2、作为一种优选的实施方式，制备原料以重量份计包括：单体组合50-65份，共聚胺丙烯酸树脂1-5份，混合高分子聚合物0.1-0.5份，丙烯酸共聚物溶液0.1-0.5份，分散剂0.1-0.5份，引发剂5-10份，改性丙烯酸酯20-30份，固体填料11-16份。

3、作为一种优选的实施方式，制备原料以重量份计包括：单体组合57份，共聚胺丙烯酸树脂2份，混合高分子聚合物0.5份，丙烯酸共聚物溶液0.5份，分散剂0.5份，引发剂6份，改性丙烯酸酯26份，固体填料11份。

4、作为一种优选的实施方式，所述改性丙烯酸酯选自环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种的组合。

5、作为一种优选的实施方式，所述单体组合选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的组合。

6、作为一种优选的实施方式，所述单体组合为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的组合；优选的，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量比为(30-55)：(10-35)：(10-30)：(5-15)：(5-15)。

7、作为一种优选的实施方式，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量比为(15-20)：(10-15)：(10-20)：(8-10)：(8-10)。

8、作为一种优选的实施方式，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量比为15：12：10：10：10。

9、作为一种优选的实施方式，所述固体填料选自二氧化硅、微粉蜡、氧化铝、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种的组合。

10、作为一种优选的实施方式，所述固体填料为二氧化硅、微粉蜡、氧化铝的组合。

11、作为一种优选的实施方式，所述二氧化硅、微粉蜡、氧化铝的重量比为(1-10)：(1-10)：(1-10)。

12、作为一种优选的实施方式，所述二氧化硅、微粉蜡、氧化铝的重量比为(5-10)：(1-5)：(1-5)。

13、作为一种优选的实施方式，所述二氧化硅、微粉蜡、氧化铝的重量比为5：3：3。

14、作为一种优选的实施方式，所述共聚胺丙烯酸树脂在25℃下的粘度为1000-1500s。

15、作为一种优选的实施方式，所述共聚胺丙烯酸树脂在25℃下的粘度为1200s。

16、作为一种优选的实施方式，所述分散剂的结构为改性聚丙烯酸酯聚合物，所述改性聚丙烯酸酯聚合物的胺值为23-28mgkoh/g。

17、作为一种优选的实施方式，所述改性聚丙烯酸酯聚合物的胺值为25mgkoh/g。

18、作为一种优选的实施方式，所述聚酯丙烯酸酯为官能度为6-8的超支化聚酯丙烯酸酯，所述聚酯丙烯酸酯在25℃下的粘度为1200-2000cps。

19、作为一种优选的实施方式，所述聚酯丙烯酸酯为官能度为8的超支化聚酯丙烯酸酯，所述聚酯丙烯酸酯在25℃下的粘度为1200-2000cps。

20、作为一种优选的实施方式，所述聚酯丙烯酸酯的色度≤1，所述聚酯丙烯酸酯在25℃下的密度为1-1.2g/cm3，所述聚酯丙烯酸酯的酸值≤2mgkoh/g，折射率为1.4-1.5。

21、作为一种优选的实施方式，所述聚酯丙烯酸酯的色度≤1，所述聚酯丙烯酸酯在25℃下的密度为1.1g/cm3，所述聚酯丙烯酸酯的酸值≤2mgkoh/g，折射率为1.485。

22、作为一种优选的实施方式，所述环氧丙烯酸酯为官能度为2-6的低粘环氧丙烯酸酯，所述环氧丙烯酸酯的粘度为800-1500cps。

23、作为一种优选的实施方式，所述环氧丙烯酸酯为官能度为4的低粘环氧丙烯酸酯，所述环氧丙烯酸酯的粘度为800-1500cps。

24、作为一种优选的实施方式，所述改性丙烯酸酯为环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的组合。

25、作为一种优选的实施方式，所述环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的重量比为(5-15)：(10-30)。

26、作为一种优选的实施方式，所述环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的重量比为(5-10)：(15-20)。

27、作为一种优选的实施方式，所述环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯的重量比为8：18。

28、作为一种优选的实施方式，所述引发剂为光引发剂，所述光引发剂包括itx和1173的组合，优选的，所述itx和1173的重量比为(1-5)：(2-5)。

29、作为一种优选的实施方式，所述itx和1173的重量比为(1-2)：(4-5)。

30、作为一种优选的实施方式，所述itx和1173的重量比为2：4。

31、作为一种优选的实施方式，所述氧化铝为气相法纳米氧化铝，所述氧化铝的粒度为30-50nm。

32、申请人在实验过程中发现采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，1,6-己二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体组合，并且控制单体的质量低于70％，可以得到粘度和表面张力匹配的紫外固化涂料，达到良好的施工和涂层效果。猜测可能的原因是：采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，1,6-己二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯五种单体的组合，可以使粘度和表面张力实现科学的匹配，从而使固化涂料既可以在基材表面容易附着，并且实现良好的光泽度。申请人进一步发现如果单体含量超过70％，涂料会出现沉降问题，导致涂层的外观颜色不一致，施工后容易分层。

33、申请人进一步发现通过引入二氧化硅，微粉蜡和氧化铝的组合，可以进一步提高涂料的光泽度和耐挂刮擦性能，原因可能是：二氧化硅，微粉蜡和氧化铝的组合可以提高涂料的硬度，增加涂层的耐磨性，并且申请人意外发现形成的涂层的表面触感光滑，能够实现较好的耐碘沾污性。

34、本发明的第二个方面提供了一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料的制备方法，包括以下步骤：

35、s1将单体组合，共聚胺丙烯酸树脂，混合高分子聚合物，丙烯酸共聚物溶液，分散剂在高速分散机上搅拌10-60min，转速为1000-2000r/min；

36、s2加入引发剂，搅拌30-100min，转速为1000-2000r/min；

37、s3加入改性丙烯酸酯，搅拌10-60min，转速为1000-2000r/min；

38、s4加入固体填料，搅拌30-60min，转速为1000-3000r/min，即得。

39、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

40、(1)本发明所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，单体组合采用低于70的重量份，可以得到粘度和表面张力匹配的紫外固化涂料，达到良好的施工和涂层效果。

41、(2)本发明所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，采用多种丙烯酸树脂聚合物的助剂，可以优化涂料的最终涂层效果，涂料采用机械化施工，克服了人工操作中的人为因素，产品色差较小，质量稳定。

42、(3)本发明所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，通过引入二氧化硅，微粉蜡和氧化铝的组合，可以进一步提高涂料的光泽度和耐刮擦性能，环境和施工友好。

43、(4)本发明所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，应用于竹木材质的基材中，可以实现涂层的耐磨性，表面触感光滑，涂料在涂装过程中，可以将板材中的有害物质分解，并通过紫外线光固化烘干处理，产品更健康环保。

44、(5)本发明所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，是真正绿色环保的油漆，不含挥发性物质，uv涂装生产线上生产的产品绿色、健康、环保。

技术特征：

1.一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，制备原料以重量份计包括：单体组合115-220份，共聚胺丙烯酸树脂15-20份，混合高分子聚合物0.5-5份，丙烯酸共聚物溶液0.5-5份，分散剂0.5-5份，引发剂10-30份，改性丙烯酸酯50-80份，固体填料35-105份。

2.根据权利要求1所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯选自环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述单体组合选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述固体填料选自二氧化硅、微粉蜡、氧化铝、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述共聚胺丙烯酸树脂在25℃下的粘度为1000-1500cps。

6.根据权利要求1所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述分散剂的化学结构为改性聚丙烯酸酯聚合物，所述改性聚丙烯酸酯聚合物的胺值为23-28mgkoh/g。

7.根据权利要求2所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述聚酯丙烯酸酯为官能度为6-8的超支化聚酯丙烯酸酯，所述聚酯丙烯酸酯在25℃下的粘度为1200-2000cps。

8.根据权利要求2所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯为官能度为2-6的低粘环氧丙烯酸酯，所述环氧丙烯酸酯的粘度为800-1500cps。

9.根据权利要求4所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料，其特征在于，所述氧化铝为气相法纳米氧化铝，所述氧化铝的粒度为30-50nm。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述耐开裂高附着力的紫外固化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种耐开裂高附着力的紫外固化涂料，制备原料以重量份计包括：单体组合115‑220份，共聚胺丙烯酸树脂15‑20份，混合高分子聚合物0.5‑5份，丙烯酸共聚物溶液0.5‑5份，分散剂0.5‑5份，引发剂10‑30份，改性丙烯酸酯50‑80份，固体填料35‑105份。本发明单体组合采用低于70的重量份，可以得到粘度和表面张力匹配的紫外固化涂料，达到良好的施工和涂层效果。采用多种丙烯酸树脂聚合物的助剂，可以优化涂料的最终涂层效果，涂料应用于竹木材质的基材中，可以实现涂层的耐磨性，表面触感光滑，涂料在涂装过程中，可以将板材中的有害物质分解，并通过紫外线光固化烘干处理，产品更健康环保。

技术研发人员：周金海
受保护的技术使用者：江西源点新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5