專利名稱：一種水性紫外光固化透明底漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木制品涂料，具體為一種木制品用水性紫外光固化透明底漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
紫外光固化(UV)涂料因具有重涂時間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，發(fā)展迅速。但水性 UV涂料由于其價格貴。施工工藝只能采用輥涂涂裝工藝或者噴涂涂裝單一的涂裝工藝施工等缺陷。同時，對現(xiàn)有的UV光固化技術(shù)中通常使用的樹脂原材料進行了系統(tǒng)的分析和實驗檢測，結(jié)合客戶的實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)出規(guī)律性的認識，一個化合物在配方、光固化過程中產(chǎn)生苯的機制，有的化合物在受光照前就含有苯，光照后并不增加；說明苯在制造過程中殘留或污染的，如果以苯為原料，最終都很難徹底去除干凈。有的化合物光照前不含苯，但光照后苯含量增加，說明這個化合物受光不穩(wěn)定，會分解出自由苯分子。大部分的光引發(fā)劑的結(jié)構(gòu)中都含有一個或兩個單取代苯環(huán)，并都和羰基(或磷?；?相連，有較大的可裂解性，從而釋放出自由苯分子，對環(huán)境造成了很大的影響。并且，該水性UV透明底漆的專利硬度方面按國家標準檢測(GB\T1730-1993中第4章規(guī)定進行測試)硬度達到3H以上。在目前的硬度方面，除了(UV、AC)涂料在硬度上面有這個硬度之外。耐水性性能方面按GB\T9274中甲法進行測試能夠符合GB\T6682中三級水的要求。水性、水性UV產(chǎn)品這一塊技術(shù)在行業(yè)暫時還是一片空白。國內(nèi)在水性光固化涂料方面也有一些報道中國專利申請CN200810202791.0(簡稱08年專利)公開了水性紫外光固化高固含透明中涂底漆及其制備方法，該涂料中含有水性紫外光固化樹脂60-87%，水性反應型稀釋劑3-10 %，滑石粉3-15 %，碳酸鈣1-10 %，氣相二氧化硅0. 5-1. 0 %，光引發(fā)劑 1. 0-3. 0%，水1_2%、其采用的是水性紫外光固化樹脂與水性反應型稀釋劑混合均勻，再加入水性光引發(fā)劑混合均勻而制成的一種水性光固化涂料，該專利的缺陷水性紫外光樹脂除了固含量高等特點之外，豐滿度、耐黃變性能方面均達不到客戶施工要求、同時耐水性方面也達不到GB/T6682中三級水的要求，并且一定要使用去離子水，使用自來水操作就致使涂料本身的殺菌這一塊達不到殺菌要求，主要涂裝工藝這一塊也不能用這同一個產(chǎn)品使用噴涂或輥涂兩者并用的涂裝生產(chǎn)工藝。因此，需要發(fā)明一種可以用于復雜造型、平板等木制品、噴涂涂裝、輥涂涂裝工藝的兩用水性紫外光固化透明底漆，且表面效果(硬度、附著力、耐水性)達到油性涂料效果特別好的水性透明底漆。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水性紫外光固化透明底漆及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足有關(guān)產(chǎn)業(yè)的需要。本發(fā)明提供的一種水性紫外光固化透明底漆，含有如下重量百分比的組分
水性紫外光樹脂40-60%水性紫外光耐磨樹脂30-45%水性反應型稀釋劑3-10%滑石粉3-15%玻璃粉1.0-10%氣相二氧化硅0.5-1.0%無苯光引發(fā)劑1.0-3.0%水1-2%。上述所述水性紫外光固化透明底漆中所述水性紫外光樹脂為水性聚氨酯丙烯酸分散體；所述的水性紫外光耐磨樹脂為高硬度紫外光水性聚酯丙烯酸分散體。所述水性反應型稀釋劑為甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)和/或丙烯酸-β-羥乙酯(HEA)。所述滑石粉的粒徑為1250-2500目，在施工涂裝工藝中能夠增加施工時的打磨性能。所述玻璃粉的粒徑為2500-3000目，加入底漆中不會出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，主要作用能夠增加油漆本身漆膜的硬度及抗劃傷性能。所述光引發(fā)劑分子結(jié)構(gòu)中為無苯型光引發(fā)劑， 低氣味，低揮發(fā)，低黃變，帶有活潑羥基乙氧基端羥基，可參與交聯(lián)反應，作為增感劑來使用要比(ITX+EDAB)和BDK都要好也使其光固化性能比母體化合物1173氣味低很多。本發(fā)明所述的水性紫外光固化透明底漆，還含有0. 1-0. 5%的消泡劑、0. 1-0. 2% 的殺菌劑、0. 1-0. 2%的潤濕劑、0. 1-0. 5%的PH值調(diào)節(jié)劑或0. 1_0. 5 %的增稠劑中的一種或幾種。其中，所述消泡劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物消泡劑；所述殺菌劑為甲醛縮合物、甲基異丙基異噻唑啉酮、苯甲基異噻唑啉酮和甲醛縮合物混合物、BIT苯甲基異噻唑啉酮和CMIT/BIT/有機溴合成物；所述潤濕劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物潤濕劑；消泡劑和潤濕劑均為聚硅氧烷-聚醚共聚物，但是，其中的不同之處在于，前者親水性要差，后者親水性要好；所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水或有機胺類，優(yōu)選為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述增稠劑為聚氨酯締合型增稠劑。本發(fā)明還提供了上述水性紫外光固化透明底漆的制備方法，該方法包括如下步驟1)將水性紫外光樹脂和水性活性稀釋劑混勻，然后邊攪拌下邊加入滑石粉、玻璃粉、氣相二氧化硅，攪拌均勻后，高速分散10-15分鐘；
2)加入光引發(fā)劑、消泡劑，中速分散5-10分鐘；3)加入殺菌劑、潤濕劑、PH值調(diào)節(jié)劑、增稠劑和水，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值8-9，調(diào)整黏度至40-601^/^251:即獲得產(chǎn)品。本發(fā)明提供的水性紫外光固化透明底漆的使用方法主要有噴涂、輥涂等涂裝工藝。使用本發(fā)明時，需注意以下事項1、施工前須選用適當砂紙對板材砂磨處理，以得到細膩的表面。2、本產(chǎn)品在施工后需在常溫或烘烤條件下讓水分完全揮發(fā)后方可過紫外光。本發(fā)明的水性紫外光噴涂透明底漆，有如下優(yōu)點1)本發(fā)明的底漆是由兩種樹脂制備而成的，其中水性紫外光樹脂、水性紫外光耐磨樹脂的化學名稱為水性紫外光固化丙烯酸類樹脂，均都有低收縮、高韌性，具有催干效^ ο在現(xiàn)有涂料技術(shù)中兩種樹脂合用的技術(shù)也是一片空白，當時主要不能合用是因為水性紫外光耐磨樹脂與水性紫外光樹脂的相容性一直困擾著技術(shù)的發(fā)展，耐磨性能當時確實很好，但是相容性方面出現(xiàn)了漆膜表面渾濁現(xiàn)象。施工后的表面效果出現(xiàn)發(fā)花不良效果， 致使技術(shù)瓶頸一直沒有攻破。現(xiàn)在樹脂生產(chǎn)廠家在相容性方面及表面效果方面已經(jīng)有了一個新的突破。本發(fā)明中兩種樹脂合用避免了以前配方中的過量酸催化劑帶來的附著力變差等副作用，即促進干燥的同時可少許降低烘烤溫度，水性UV在涂料行業(yè)里面該配方的主要稀釋劑是水，在硬度及抗劃傷，耐磨性能上面都很差。只有在樹脂選擇方面綜合考慮，讓水性紫外光耐磨樹脂與水性紫外光樹脂搭配使用，不僅能夠不影響產(chǎn)品的性能，還會增加木制品表面耐磨性能、耐水性及防下陷方面等各效果?，F(xiàn)在就行業(yè)的發(fā)展，很多的木制品廠家及最終消費者的意識隨著傳統(tǒng)涂料(PU、 PE、UV、NC)的性能指標，無法接受現(xiàn)使用的水性UV產(chǎn)品(硬度達不到標準、耐磨性差、下陷嚴重)的缺陷，客戶要求水性UV的產(chǎn)品性能夠等同于傳統(tǒng)涂料的各項性能。如在硬度、耐磨、防水、防下陷、表面效果等方面的性能均要與傳統(tǒng)涂料的效果差不多，滑石粉、玻璃粉的粒徑和用量也影響了涂料本身的透明度及硬度方面的性能，同時在涂料配方分散的過程中也會直接影響了玻璃粉的分散性。粒徑越小重涂性越好。粒徑越小分散性越好。假如分散性不好的情況下涂料配方粒徑大的玻璃粉容易產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象，因此限定了滑石粉和玻璃粉的粒徑及用量。2)與輥涂產(chǎn)品相比，噴涂系列的產(chǎn)品的粘度略低，將輥涂的產(chǎn)品用于噴涂時，在流平、附著力、打磨性、表面效果等方面都次于噴涂產(chǎn)品。輥涂產(chǎn)品與噴涂產(chǎn)品的不同，致使涂料本身的性能方面也有待提高，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的難題，發(fā)明人在產(chǎn)品配方上面做了相應的調(diào)整；本發(fā)明提供的底漆可以作為水性UV家具噴涂和輥涂涂裝工藝的透明底漆，優(yōu)異的抗刮性與流平效果、板面平整、效果不亞于油性涂料，可直接用水稀釋，采用噴涂、輥涂等涂裝工藝施工，不僅可以用在復雜造型的家俱上涂裝，還可以用于輥涂涂裝等工藝操作。3)本發(fā)明提供的底漆采用紫外光固化，硬度達到3H以上(GB\T1730-1993進行測試)及豐滿度佳、耐黃變性佳、固含量高、透明性好，同時耐水性符合GB/T6682中三級水的要求。4)本發(fā)明的產(chǎn)品是一支環(huán)保性能優(yōu)異且施工前、施工后苯含量mg/M2不高于 0. 003效果的功能性產(chǎn)品，幾乎無味。紫外光固化，施工周期短。采用紫外光固化，除施工周期短之外還符合GB18582-2009和GB/T9756-2009，不含三苯、甲醛及游離TDI等有毒有害物質(zhì)，而且重金屬含量遠遠低于歐洲標準。5)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的透明底漆中，水性紫外光樹脂和水性紫外光耐磨樹脂聯(lián)合使用這樣合用的好處是水性紫外光耐磨樹脂在配方中能夠產(chǎn)生交聯(lián)，參與反應。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不應用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供的一種水性紫外光固化透明底漆，含有如下重量百分比的組分
水性紫外光樹脂40-60%水性紫外光耐磨樹脂30-45%水性反應型稀釋劑3-10%滑石粉3-15%玻璃粉1.0-10%氣相二氧化硅0.5-1.0%無苯光引發(fā)劑1.0-3.0%水1-2%。本發(fā)明提供的水性紫外光固化噴涂透明底漆，還含有消泡劑0. 1-0.5%、殺菌劑 0. 1-0. 2%、潤濕劑0. 1-0. 2%, pH值調(diào)節(jié)劑0. 1-0. 5%或增稠劑0. 1-0. 5%中的一種或幾種。其中所說的水性紫外光樹脂為水性聚氨酯丙烯酸分散體，其主要作用是改善施工性能及水性涂層與溶劑型紫外光固化涂層間的附著力，可采用如BAYER公司的UV LS2348或巴斯夫的U-301W;所說的水性紫外光耐磨樹脂為水性紫外光固化的分散體，其主要作用是改善漆膜硬度及耐磨性能，其主要成分為高硬度紫外光水性聚酯丙烯酸酯分散體，對基材附著力方面也是相當優(yōu)秀的，可采用如拜耳公司的SU-N78 ；所述水性反應型稀釋劑為甲基丙烯酸-β-羥乙酯(HEMA)或丙烯酸-β-羥乙酯 (HEA)；或采用如科迪公司的ΗΕΜΑ\ΗΕΑ;所述滑石粉的粒徑為1250目，如桂林新華輝化工公司的ΤΡ1250 ；所述玻璃粉的粒徑為3000目，可采用南海金猴化工的JG3000 ；所述無苯光引發(fā)劑分子結(jié)構(gòu)中是含有去氣味的烷氧基，使其光固化性能比母體化合物1173氣味低很多，如北京英力科技發(fā)展有限公司的ΙΗΤ-ΡΙ6022 ；
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所述消泡劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物消泡劑，如TEGO公司的TEG0810 ；所述殺菌劑為殺菌劑選自甲醛縮合物、甲基異丙基異噻唑啉酮、苯甲基異噻唑啉酮和甲醛縮合物混合物、BIT苯甲基異噻唑啉酮和CMIT/BIT/有機溴合成物中的一種，如德國舒美公司的K-20;所述潤濕劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物潤濕劑，如TEGO公司的TEG0245 ；消泡劑和潤濕劑均為聚硅氧烷-聚醚共聚物，但是，其中的不同之處在于，前者親水性要差，后者親水性要好。所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水或有機胺類，優(yōu)選為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，如美國安格斯公司的AMP-95產(chǎn)品；所述增稠劑為聚氨酯締合型增稠劑，是利用異佛爾酮二異氰酸酯(IPD I)與一定相對分子質(zhì)量的聚乙二醇進行本體聚合聚氨酯締合型的增稠劑，如德國明凌公司的PU40。實施例1 水性紫外光固化噴涂透明底漆1、原材料組成如下
權(quán)利要求
1.一種水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，該底漆含有以下重量百分比的組分 水性紫外光樹脂40-60 %，水性紫外光耐磨樹脂30-45 %，水性反應型稀釋劑3-10 %，滑石粉3-15%,玻璃粉1. 0-10%，氣相二氧化硅0. 5-1.0%,無苯光引發(fā)劑1. 0-3. 0%，水1-2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于所述水性紫外光樹脂為水性聚氨酯丙烯酸分散體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，所述的水性紫外光耐磨樹脂為高硬度紫外光水性聚酯丙烯酸分散體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，所述水性反應性稀釋劑為甲基丙烯酸-β -羥乙酯或丙烯酸-β -羥乙酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，所述無苯光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，所述滑石粉的粒徑為 1250-2500 目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，所述玻璃粉粒徑為 2500-3000 目。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述的水性紫外光固化透明底漆，其特征在于，該底漆還含有以下重量份的成分消泡劑0. 1-0. 5%、殺菌劑0. 1-0. 2%、潤濕劑0. 1-0. 2%、ρΗ值調(diào)節(jié)劑 0. 1-0. 5%或增稠劑0. 1-0. 5%中的一種或幾種。
9.一種制備權(quán)利要求1-7任一項所述的水性紫外光固化透明底漆的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)將水性紫外光樹脂與水性紫外光耐磨樹脂和水性反應型稀釋劑加入缸中，然后在低速攪拌下加入滑石粉、玻璃粉、氣相二氧化硅，攪拌均勻后分散10-25分鐘；2)加入光引發(fā)劑，分散3-10分鐘；3)加入水，攪拌均勻，調(diào)節(jié)PH值8-9，調(diào)整黏度至40-60KU/25°C即獲得產(chǎn)品。
10.一種制備權(quán)利要求8所述的水性紫外光固化透明底漆的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)將水性紫外光樹脂與水性紫外光耐磨樹脂和水性反應型稀釋劑加入缸中，然后在攪拌下加入滑石粉、玻璃粉、氣相二氧化硅，攪拌均勻后分散5-15分鐘；2)加入光引發(fā)劑、消泡劑，分散3-10分鐘；3)加入殺菌劑、潤濕劑、PH調(diào)節(jié)劑、增稠劑和水，攪拌均勻，調(diào)節(jié)PH值8-9，調(diào)整黏度至 40-60KU/25°C即獲得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性紫外光固化透明底漆及其制備方法，該透明底漆含有以下重量百分比的組分水性紫外光樹脂40-60％，水性紫外光耐磨樹脂30-45％，水性反應型稀釋劑3-10％，滑石粉3-15％，玻璃粉1-10％，氣相二氧化硅0.5-1.0％，無苯光引發(fā)劑1.0-3.0％，水1-2％。本發(fā)明提供的透明底漆是一支環(huán)保性能優(yōu)異且施工前、施工后苯含量低效果的功能性產(chǎn)品，幾乎無味，可直接用水稀釋，不但可以采用噴涂涂裝工藝，還可以采用輥涂涂裝工藝，同時該透明底漆的硬度達到3H以上，耐水性能符合GB\T6682中三級水的要求。
文檔編號C09D167/06GK102408827SQ20111034444
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者張君, 彭鈞浪, 陳壽生 申請人:上海富臣化工有限公司, 北京展辰化工有限公司, 展辰涂料集團股份有限公司