Pvc材料覆膜涂装工艺用uv固化涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种PVC材料覆膜涂装工艺用紫外光（UV）固化涂料及其制备方法。一种PVC材料覆膜涂装工艺用紫外光（UV）固化涂料，其配方由如下质量百分比的各原料构成：改性环氧丙烯酸酯：20?30%；特殊官能基丙烯酸酯：35?40%；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：8?15%；活性稀释剂：20?30%；光引发剂：6?10%；助剂：0.3?1%。本发明的PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料只需一道覆膜工序完成涂装，在紫外光照射下快速固化成膜；成膜涂层附着力好、硬度高、光泽可控、高抗划伤性、耐黄变性佳、耐水性佳；本工艺与传统工艺相比，具有高效率、可间歇性生产、低成品缺陷率等优点。
【专利说明】
PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明主要涉及紫外光固化材料领域，尤其涉及一种PVC材料覆膜涂装工艺用紫 外光(UV)固化涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的非UV涂料固化速度慢，严重影响了生产效率，而且传统的非UV涂料含有大 量的挥发性的有机溶剂，不仅对人体健康危害极大，并且使用后会挥发到大气中对环境造 成严重的污染。UV涂料由可紫外光固化的树脂、活性稀释剂、光引发剂、助剂等成分组成， 可以做到不使用挥发性有机溶剂，是环境友好型涂料的重要发展方向。随着人们环保意识 的提高，UV漆的应用领域和市场需求将会持续增大。
[0003] 现在市面上PVC材料涂装使用的传统溶剂型涂料具有高V0C排放，涂层需要自然干 燥或者烘烤干燥，需要几小时甚至更长的干燥时间，且涂装工艺复杂、生产效率慢。而UV涂 料可做到几乎零V0C排放，在涂装使用过程中固化速度非常快，通常固化时间以秒计算，大 大节约了涂装时间，提高了生产效率，降低了生产成本。
[0004] PVC材料由于种类繁多、材料差异性大，因此造成涂层在PVC材料上较难附着的问 题。目前现有的PVC材料也有使用UV涂料的，但普遍采用辊涂或淋涂工艺。辊涂工艺表面平 整度、涂层丰满度不理想;淋涂工艺涂装工序较多，设备要求高，UV涂料使用量大，成品缺陷 率高、成本高。为简化涂装工艺，提高涂装效率，降低涂装成本，本发明中的UV固化涂料可采 用简单的覆膜涂装工艺，一道工序解决涂装要求，且涂层具有附着力强、高硬度、高韧性、光 泽可控、耐黄变性佳、耐水性佳、高平整度、高丰满度、低涂料使用量、生产效率高、产品缺陷 率低等优点。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有技术，提供一种在PVC基材上具有良好附着力高硬度 且能一道涂装即可完成的UV涂料。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料的制备方 法。
[0007] 本发明的上述目的通过如下方案予以实现:PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料 及其制备方法，其配方由如下重量百分比的各原料构成:改性环氧丙烯酸酯：20-30%;特殊 官能基丙烯酸酯：35-40%;脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：8-15%;活性稀释剂：20-30%;光引发剂： 6-10%;助剂:0.1-1%。其中：改性环氧丙烯酸酯为柔韧性好、耐黄变性好、附着力优的改性环 氧丙烯酸酯树脂;脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为粘度低、硬度高、附着力佳的脂肪族聚氨酯丙烯 酸酯;特殊官能基丙烯酸酯为一种附着力树脂;所述光引发剂为裂解型光引发剂。
[0008] 本发明人对上述原料配方中各组分的用量进行优化，结果如下： 改性环氧丙烯酸酯： 25% 特殊官能基丙烯酸酯： 35% 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯： 8% 活性稀释剂： 25% 光引发剂： 6.5% 助剂： 0.5%。
[0009] 本发明所述一种PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料的制备方法如下： 将改性环氧丙烯酸酯，特殊官能基丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，光 引发剂，助剂按质量配比依次投入反应釜中，加热至50 °C_70°C高速搅拌2-3h后再加入助剂 分散均匀后得到PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料。
[0010] 上述改性环氧丙烯酸酯树脂是一种固化快、柔韧性好、硬度高、耐黄变性能好、附 着力好的树脂;其作用在于为最终涂料的漆膜提供韧性、硬度、附着力、耐黄变性等特性。上 述改性环氧丙烯酸酯树脂采用市售产品均可实现本发明，本发明中使用的改性环氧丙烯酸 树脂为公司自产的JS-217等。
[0011] 上述的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是一种低粘度、快固化、硬度高、柔韧性好、附着力 好的树脂;其作用在于增加漆膜的附着力，同时漆膜有好韧性、低收缩应力、高硬度及耐抗 刮性。上述脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂采用市售产品可实现本发明，如长兴化工的5401D等。
[0012] 上述的特殊官能基丙烯酸酯树脂是一种固化速度快、附着力优异、耐黄变性能佳、 固化后漆膜耐水性能优异的树脂;其作用是使UV涂层在PVC材料表面具有优异的附着力，以 及极佳的耐水性能。上述特殊官能基丙烯酸酯采用市售产品可实现本发明，本发明中使用 的此类树脂为公司自产的JS-402型树脂。
[0013] 上述的活性稀释剂是二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇二 丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的两种或多种。其 在配方中主要提供稀释作用，同时提高成膜涂层的交联密度并且对PVC材料有一定的附着 力，为涂料提供良好的施工性能和流平性。
[0014] 上述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮(市售代号：1173)、1_羟基-环己基苯 甲酮（184)、大分子苯甲酰甲酸甲酯光引发剂Doublecure 200。上述光引发剂采用市售产品 均可实现本发明，如台湾双键化工1104及200产品。
[0015] 上述助剂为流平剂BYK358N与消泡剂BYK1790。
[0016] 综上所述达到本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：为了得到附着力 好且韧性强的PVC材料覆膜涂装工艺用UV涂料，本发明人采用具有高硬度、高韧性、耐黄变 性能佳的改性环氧丙烯酸树脂，高硬度、低收缩应力的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和附着力好 的特殊官能基丙烯酸酯作为本涂层的主体树脂。本涂层中所用的主体树脂官能度高，交联 程度大，玻璃化转变温度高，硬度高，并且它们收缩率低，对基材润湿性好，其中脂肪族聚氨 酯丙烯酸酯和特殊官能基丙烯酸酯其分子链中含有大量的-OH、-C00H和-NC0基团，与PVC装 饰基材附着力好;而且二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸 酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯稀释能力好，反应活性 好，交联密度高，有一定附着力;配合使用可使得本发明的紫外光固化涂层在保证稀释效果 的同时兼顾反应活性，且涂料的施工性能好;助剂的使用可以增加成膜涂层的平整度。因此 本发明所形成的涂层不仅与PVC基材的附着力好、韧性强、抗划伤性优、耐黄变性能佳，另外 本涂层能够快速固化一次成型，涂装工艺简单，提高了生产效率。综合以上分析本发明人 设计大量的实验方案，通过试验摸索和数据优化后，得到一种在PVC基材上具有良好附着力 高硬度且能一次成型的UV涂层。
[0017] 与现有技术相比较，本发明的优点有： 1. PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料涂装所使用的工艺为一道覆膜工序完成涂装， 在紫外光照射下快速固化成膜;与传统工艺相比，具有高效率、可间歇性生产、低成品缺陷 率等优点且成膜涂层具有光泽可控、高抗划伤性等特点； 2. PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料使用耐黄变性能好的改性环氧丙烯酸酯、脂肪 族聚氨酯丙烯酸酯、特殊官能基丙烯酸酯，加上低黄变的光引发剂体系，提供成膜涂层优异 的耐黄变性； 3. PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料中所使用的改性环氧丙烯酸树脂是一种高韧 性、高硬度、附着力好、耐黄变性能好的树脂;高硬度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和特殊官能 基丙烯酸树脂收缩率低，对基材润湿性好，其分子链中含有大量的-OH、-C00H及-NC0基团， 与基材的附着力好；因此本涂层具有附着力好、硬度高、光泽可控、高抗划伤性、耐黄变性 佳、耐水性佳等优点。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述，但具体实施例并不对本发明做任 何限定。
[0019] 本实施例的低能固化UV木器涂料，其配方中的原料重量百分比如下： 实施例1 改性环氧丙烯酸酯： 25% 特殊官能基丙烯酸酯： 35% 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯： 8% HDDA： 20% TM： 5% 光引发剂： 6.5% 助剂： 0.5% 上述改性环氧丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-217; 上述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂采用长兴化工5104D; 上述特殊官能基丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-402; 上述光引发剂采用1-羟基-环己基苯甲酮（184)、大分子苯甲酰甲酸甲酯光引发剂 Doublecure 200、台湾双键的1104及200系列产品； 上述助剂用BYK358N及BYK1790。
[0020] 实施例2 改性环氧丙烯酸酯： 20% 特殊官能基丙烯酸酯： 35% 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯： 12% HDDA： 20% TM： 6% 光引发剂： 6.5% 助剂： 0.5% 上述改性环氧丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-217; 上述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂采用长兴化工5104D; 上述特殊官能基丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-402; 上述光引发剂采用1-羟基-环己基苯甲酮（184)、大分子苯甲酰甲酸甲酯光引发剂 Doublecure 200、台湾双键的1104及200系列产品； 上述助剂用BYK358N及BYK1790。
[0021] 实施例3 改性环氧丙烯酸酯： 20% 特殊官能基丙烯酸酯： 35% 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯： 15% HDDA： 18% TM： 5% 光引发剂： 6.7% 助剂： 0.3% 上述改性环氧丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-217; 上述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂采用长兴化工5104D; 上述特殊官能基丙烯酸酯树脂采用公司自产的JS-402; 上述光引发剂采用1-羟基-环己基苯甲酮（184)、大分子苯甲酰甲酸甲酯光引发剂 Doublecure 200、台湾双键的1104及200系列产品； 上述助剂用BYK358N及BYK1790。
[0022]上述的一种PVC材料覆膜涂装工艺用UV涂层的制备方法如下： 将改性环氧丙烯酸酯，特殊官能基丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，光 引发剂，助剂按质量配比依次投入反应釜中，加热至50°C-70°C高速搅拌30分钟后再加入助 剂分散均匀后得到PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料。
[0023] 对以上的实施案例所实施的涂装工艺为： PVC材料-覆膜涂装工艺用UV涂料-覆膜-紫外光固化-成品。
[0024] 以上所得UV涂料按照本发明所实施的涂装工艺对PVC装饰板材进行涂装。涂层完 全固化后24小时的漆膜性能与普通PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料的漆膜性能对比， 结果如表1所示。
[0025] 表 1
从表1的对比结果可以看出，本发明中PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料与PVC材料 普通涂装工艺用UV固化涂料具有明显的优势;本发明中的UV固化涂料所使用的覆膜涂装工 艺，一道工序完成覆膜涂装，在紫外光照射下固化成膜;具有高效率，低能耗、光泽可控、高 抗划伤性、可间歇性生产，低成品缺陷率等优点;本发明的UV固化涂料中高韧性、高硬度、附 着力好、耐黄变性能好的改性环氧丙烯酸酯，高硬度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和特殊官能 基丙烯酸树脂树脂合理搭配使用，使得本发明的UV固化涂料涂装在PVC装饰板材上，在紫外 光照射下固化后的成膜涂层在附着力、硬度、耐黄变性、耐水性等方面具有明显的优势。
【主权项】
1. 一种PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料，其特征在于其原料配方由如下质量百分 比的各组分组成： 改性环氧丙烯酸酯： 20-30% 特殊官能基丙烯酸酯： 35-40% 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯： 8-15% 活性稀释剂： 20-30% 光引发剂： 6-10% 助剂： 0.3-1% 其中：改性环氧丙烯酸酯为柔韧性好、耐黄变性好、附着力优的改性环氧丙烯酸酯树 月旨;脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为粘度低、硬度高、附着力好的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯;特殊官 能基丙烯酸酯为一种附着力树脂;所述光引发剂为裂解型光引发剂。2. 根据权利要求1所述一种PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂料的制备方法，其特征在 于包括如下步骤:按照权利要求1所述原料配方，将改性环氧丙烯酸酯，特殊官能基丙烯酸 酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂，光引发剂，按质量配比依次投入反应釜中，加热至 50°C_70°C高速搅拌2-3h后再加入助剂分散均匀后得到PVC材料覆膜涂装工艺用UV固化涂 料。3. 根据权利要求1所述的PVC材料覆膜涂装用UV涂料的使用方法:PVC材料-覆膜涂装 工艺用UV涂料-覆膜-紫外光固化-成品。
【文档编号】C09D163/10GK105820720SQ201610225948
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】刘立新, 王石青, 李祥, 郝茜
【申请人】湖南省金海科技有限公司