一种用于木材的光固化涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种用于木材的光固化涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]光固化涂料又称光敏涂料，是以紫外光为固化能源的涂料，无需加热，可在纸张、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜。光固化涂料凭借其固化速度快、涂膜质量高、可涂装对热敏感的基材等特点，被广泛应用于木材行业。
[0003]然而，现有的用于木材的光固化涂料的耐水性较差，且涂装施工后，刺激性气味也较大。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种用于木材的光固化涂料及其制备方法，以改善现有的光固化涂料耐水性差，且产生的气味较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种用于木材的光固化涂料，按重量份数计，由以下组分制成:环氧丙烯酸酯40-70份、聚氨酯丙烯酸酯20-60份、氟化丙烯酸酯3-6份、改性纳米二氧化钛2-8份、纳米填料5-15份、特种稀释剂25-40份、阳离子光引发剂2-5份、分散剂5_8份、增稠剂0.5-1份、流平剂7-10份、消泡剂9-13份和耐磨剂25-32份。
[0006]优选地，上述的用于木材的光固化涂料中，所述改性纳米二氧化钛的改性剂为正硅酸乙酯或含双键的硅烷偶联剂。利用正硅酸乙酯或含双键的硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行改性，能够使得改性后的物质与其他组分的相容性更好，改性效果佳。
[0007]优选地，上述的用于木材的光固化涂料中，所述特种稀释剂为无苯单体TPGDA (双官能团活性稀释剂)或无苯单体TMPTA (三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)。在原料混合物中加入特种稀释剂，原料混合物的固化速度加快，而同时仍保持良好的稀释性。
[0008]优选地，上述的用于木材的光固化涂料中，所述流平剂为有机硅流平剂。有机硅流平剂实质上是一种表面状态控制剂，其能够降低涂膜的表面张力，消除表面张力差，从而控制涂膜的表面状态，消除表面缺陷。
[0009]优选地，上述的用于木材的光固化涂料中，所述耐磨剂为纳米级氧化铝或纳米二氧化硅。选用纳米级氧化铝或纳米二氧化硅作为耐磨剂，既能够避免对涂料的力学性能的降低，又能够增加涂料的强度，提高涂料的抗磨损性能。
[0010]本发明还提供了一种制备用于木材的光固化涂料的方法，包括以下步骤:
a.按量称取环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、改性纳米二氧化钛和纳米填料，将以上各组分倒入容器中，混合均匀；
b.将容器中的混合物升温到100-120°C，以1200r/min-1800r/min的速度高速搅拌分散 2-4h ；
c.待容器内的混合物降温至70-80°C，按量倒入特种稀释剂、阳离子光引发剂、分散剂、增稠剂、流平剂、消泡剂和耐磨剂，混合搅拌，反应3-6小时。
[0011]本发明提供的用于木材的光固化涂料的制备方法过程简单，制备方便，对设备的要求较低，制备效率高。
[0012]相对于现有技术，本发明包括以下有益效果:本发明利用紫外光的能量引发涂料中分子之间的聚合及交联反应，从而得到硬化漆膜，实质上是通过形成化学键来实现化学干燥。环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和氟化丙烯酸酯混合，环氧丙烯酸酯具有优异的耐水性、耐热水性、粘结性和韧性，而氟化丙烯酸酯具有良好的相容性，氟化丙烯酸酯能够与聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯相容，三者混合后各物料既维持了各自的性能又提高了涂料整体的耐候性和耐水性。改性纳米二氧化钛与涂料相容性好，将其与耐磨剂加入到涂料中，与氟化丙烯酸酯配合，赋予了涂料较高的强度，使得涂料涂装后，更加抗划拉，耐磨性更好。而特种稀释剂在阳离子光引发剂的作用下，能和环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯发生共聚反应，进而提高涂膜的固化速度、疏水性和柔韧性。
[0013]此外，本发明通过各组分之间的特定配比，共同形成一种新的原料的合成，能够大大降低原料酸值，使其气味降低。原料采用阳离子光引发剂固化体系配合其他主料，制成涂料涂装后，能够使施工时的气味及固化后的气味降至最低。而且按照特定配比制得的涂料的抗污染性也好，容易清洁，用于地板、家具等木材的涂装非常适合。
[0014]本发明提供的涂料的耐水性和耐磨性好，且产生的刺激性气味少，适合大范围推广。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0016]实施例一
按重量份计，取用下述组分:
环氧丙烯酸酯40份、聚氨酯丙烯酸酯20份、氟化丙烯酸酯3份、改性纳米二氧化钛2份、纳米填料5份、特种稀释剂25份、阳离子光引发剂2份、分散剂5份、增稠剂0.5份、流平剂7份、消泡剂9份和耐磨剂25份。
[0017]阳离子光引发剂:阳离子光引发剂作用特点是光活化使分子到激发态，分子发生系列分解反应，最终产生超强质子酸(也叫布朗斯特酸或路易斯酸)，作为阳离子聚合的活性种而引发环氧丙烯酸酯等聚合。
[0018]分散剂:分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
[0019]增稠剂:增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。
[0020]流平剂:它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
[0021]消泡剂:具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广的特点。
[0022]耐磨剂:提高耐磨损性能，以及防止材料表面划伤，提高滑动性，降低材料间的摩擦，噪音及黏附性。
[0023]在本实施例中，改性纳米二氧化钛选用正硅酸乙酯；特种稀释剂选用无苯单体TMPTA ;阳离子光引发剂选用二芳基碘鑰盐1-250 ;分散剂选用LBD-1 ;增稠剂选用聚丙烯酰胺；流平剂选用聚醚聚酯改性有机硅氧烷；消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；耐磨剂选用纳米级氧化铝。
[0024]本实施例还提供了一种制备用于木材的光固化涂料的方法，包括以下步骤:
a.按量称取环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、正硅酸乙酯和纳米填料，将以上各组分倒入容器中，混合均匀；
b.将容器中的混合物升温到100°C，以1300r/min的速度高速搅拌分散2h；
c.待容器内的混合物降温至75°C，按量倒入无苯单体TMPTA、二芳基碘鑰盐1-250、LBD-1、聚丙烯酰胺、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和纳米级氧化铝，混合搅拌，反应3小时。
[0025]倒入的环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、正硅酸乙酯和纳米填料之间实现相容，环氧丙烯酸酯与其他原料混合后，形成的混合物也具有耐水