专利名称：双重固化涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种双重固化涂料及其制备方法。
背景技术：
紫外光固化技术是一项节能和环保型新技术，固化时间短，减少了环境污染，提供了高光泽、高硬度、高耐磨的涂膜，是一种真正的环保型涂料。可是由于UV涂料受到可视性固化(紫外光能照射到的地方才能固化)的影响，成为全球还不及5%市场(中国只有2%) 的主要原因之一。其固化体系也存在一些缺点，主要包括固化深度受到限制、在有色体系应用难度较大、阴影部分无法固化、固化对象的形状受到限制等。这些缺点限制了光固化在一些方面的应用。而目前仍然占市场主导地位的溶剂型涂料，固化条件受限制较少，但难满足厚涂层、高耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等涂膜性能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中紫外光固化涂料和溶剂型涂料均存在涂膜性能不能完全可控，提供一种新的双重固化涂料，具有UV固化和热固化的协同作用，其涂膜具备耐化学腐蚀、耐高温、高耐磨、柔韧性佳、附着力佳、固化速度快等性能。本发明所要解决的技术问题之二是提供上述涂料的制备方法。本发明另外涉及本发明的涂料在如下方面的用途塑料、汽车、化妆品制剂、陶瓷材料、玻璃、纸张、皮革、木制品以及金属制品的激光标记、防伪用途以及颜料制剂等。为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下一种双重固化涂料，由双重固化树脂共聚而成，构成双重固化涂料的组分以及各组分占双重固化涂料总重量的百分比如下紫外光固化树脂单体3 10%低聚物45 65%光引发剂3 6%高分子树脂10 25 %助剂0.5 1.5%余量的为有机溶剂，其中所述紫外光固化树脂单体、低聚物、光引发剂三种组分的总含量占双重固化涂料总重量的百分比须达到55 80%。一种双重固化涂料，紫外光固化单体的重量百分含量优选为5 8%，低聚物重量百分含量优选范围为48 62%，光引发剂重量百分含量优选范围为4 5%，助剂重量百分含量优选范围为0. 7 1. 2%，高分子树脂的重量百分含量优选范围为12 对％，这些化合物可以广泛地得自供应商。所述紫外光固化树脂单体为双官能基反应单体、三官能基反应单体和多官能基反应单体，如1，6_己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等中的至少一种。
所述低聚物为环氧丙烯酸酯(包括双酚A环氧丙烯酸酯和酚醛环氧丙烯酸酯)、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯(包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和芳香族聚氨酯丙烯酸酯)等中的至少一种。所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、 2-甲基-l-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的至少一种。所述高分子树脂为单组份(甲基)丙烯酸酯高分子聚合物、聚酯丙烯酸酯聚合物、 纤维素酯体系等；双组份环氧树脂与有机胺体系、醇酸树脂与氨基树脂体系、有机硅树脂与氨基树脂体系、(甲基)丙烯酸酯与异氰酸酯低聚物体系等中的至少一种。所述助剂为消泡剂和流平剂，可以为具有单独消泡功能与流平功能的两种助剂的组合，也可以为兼具抑泡、破泡与流平功能的单一助剂。所述有机溶剂采用酯类、酮类、醇类和芳香烃类溶剂中的至少一种，优选酯类、酮类和醇类有机溶剂。为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下一种双重固化涂料的制备方法，包括如下几个步骤(1)将高分子树脂溶解于含助剂的有机溶剂中，记为A ；(2)将所选取的紫外光固化树脂单体、低聚物以及光引发剂混合均勻，记为B ；(3)将A、B两种溶液混合均勻即得所述涂料。其中，所得混合物的重量配比为高分子树脂有机溶剂紫外光固化树脂=100 0. 1 1 300 0. 1。上述技术方案中，紫外光固化树脂单体、低聚物以及光引发剂的重量配比为紫外光固化树脂单体低聚物光引发剂=100 0. 1 500 0. 1 1 ；该涂料必须在无太阳光线的环境中调配，并且环境湿度<60%，配置好的涂料于室温密闭保存。一种双重固化涂料的具体制备方法为在无太阳光、空气湿度< 60%的环境中， 按物料配比称取所需量的高分子聚合物、有机溶剂和助剂，将高分子聚合物逐步加入高速搅拌的有机溶剂和助剂的混合溶液中，可根据溶解难易程度选择是否需要加温。高速搅拌至肉眼观察完全溶解。同时称取所需量的紫外光固化单体和低聚物以及光引发剂，同样高速搅拌至混合均勻。将搅拌均勻的紫外光固化树脂加入高分子聚合物溶液中并搅拌均勻。 最后用150目筛网过滤，即可得到所述双重固化涂料。本发明由于采用了紫外光固化涂料体系和溶剂型高分子聚合物体系的协同共聚反应，采用先热固化，作信息层处理的同时进行光固化；或者先进行光固化，然后进行信息层处理，最后进行烘箱加热或者红外加热进一步交联固化，所以具有较好的综合性能，如固化快、涂膜固化收缩小、交联密度高，从而使其具备耐化学腐蚀、高耐磨、耐高温、柔韧性佳、 附着力佳等特性，可用于塑料、化妆品制剂、陶瓷材料、玻璃、纸张、皮革、木制品以及金属制品的激光标记、防伪用途以及颜料制剂等生产中。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步阐述。实施例1取1.50Kg固含量为45%的羟甲基丙烯酸酯，加入盛有3. 30Kg醋酸丁酯和0. 18Kg消泡剂YCK-645和0. 12Kg流平剂YCK-1060的容器A中，在高速搅拌的条件下，加入0. 50Kg 二苯基甲烷二异氰酸酯。在另一个容器B中依次加入0. 20Kgl，6-己二醇二丙烯酸酯、 0. 37Kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、0. 13Kg季戊四醇四丙烯酸酯、5. 30Kg脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、2.80秘双酚4环氧丙烯酸酯、4.90秘聚酯丙烯酸酯，0.401^ 2-羟基-2甲基苯基-1-丙酮和0. 20Kg 1-羟基-环己基-苯基甲酮，搅拌均勻后将该混合物倒入容器A中， 继续搅拌均勻后经150目筛网过滤，得到一种双重固化涂料。将该涂料采用滚涂的方式在 PET薄膜上进行涂布，湿涂量为8g/m2，然后于110°C烘箱中烘烤3s，再通过激光全息模压制作彩虹镭射效果，同时采用紫外灯进行光固化(光强为120w/cm)，得到一种耐高温、柔韧性佳、附着力佳、耐化学腐蚀的彩虹镭射涂层。可制作化妆品制剂、纸质等基材的覆膜装饰以及防伪。实施例2取0. MKg 二壬基磺酸和0. 14Kg酞菁染料，加入盛有1. 60Kg丙酮、2. OOKg正丁醇和0. 20Kg流平剂EFKA-3239的容器A中，待其完全溶解后依次加入1. 56Kg醇酸树脂和 0. 48Kg甲醚化三聚氰胺树脂，搅拌均勻。在另一个容器B中依次加入0.45Kg三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯，0. 37Kg丙氧化甘油三丙烯酸酯、0. 34Kg季戊四醇三丙烯酸酯、0. 42Kgl， 6-己二醇二丙烯酸酯、5. 73Kg芳香族聚氨酯丙烯酸酯、4. 32Kg双酚A环氧丙烯酸酯、1. 15Kg 超支化聚酯丙烯酸酯、0. 70Kg 2-甲基-1- [4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮和0. 30Kg2, 4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，搅拌均勻后将该混合物倒入容器A中，继续搅拌均勻，得到一种双重固化涂料。将该涂料采用刷涂的方式在陶瓷制品上进行涂装，于110°C烘箱中烘烤^，然后采用距离陶瓷表面3cm的2000w紫外灯进行光固化，得到一种耐高温、附着力佳、耐擦洗的陶瓷图文装饰涂层。实施例3向盛有1.50Kg 二甲苯、1.80Kg醋酸丁酯和0. IOKg消泡剂YCK-1060的容器A中， 依次加入2. 02Kg羟基丙烯酸酯、1. 16Kg聚酯丙烯酸酯、0. 82Kg聚三烷氧基硅烷、0. 09Kg辛酸锌和0.31Kg甲醚化三聚氰胺树脂，高速搅拌使其溶解均勻。在另一个容器B中依次加入 2. OOKg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、6. 32Kg脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、2. 68Kg酚醛环氧丙烯酸酯和1.20Kg 2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，搅拌均勻后将该混合物倒入容器 A中，继续搅拌均勻后经150目筛网过滤，得到一种双重固化涂料。将该涂料采用刷涂的方式在金属制品表面进行涂装，然后采用距离金属表面3cm的2000w紫外灯进行光固化，最后于150°C烘箱中烘烤30s，得到一种耐化学腐蚀、附着力佳、耐擦洗的保护涂层，同理可以在金属表面制作激光标志。实施例4取4. 20Kg双酚A环氧丙烯酸酯和0. 80Kg酮亚胺先后加入盛有2. 56Kg甲乙酮和 0. MKg消泡剂EFKA-2038的容器A中，高速搅拌lOmin。在另一个容器B中依次加入0. 30Kg 1,6-己二醇二丙烯酸酯、0. 50Kg聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、0. 40Kg 二缩三丙二醇二丙烯酸酯、5. 50Kg脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、4. 50Kg超支化聚酯丙烯酸酯、0. 30Kg 2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、0. 40Kg 1-羟基-环己基-苯基甲酮和0. 30Kg 2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，搅拌均勻后将该混合物倒入容器A中，继续搅拌均勻后经150目筛网过滤，得到一种双重固化涂料。将该涂料采用刮涂的方式在木质地板表面进行涂装，采用光强为120w/cm的紫外灯进行光固化，最后用200w红外灯管烘烤30s，得到一种高耐磨、附着力佳、耐擦洗、光泽佳、木质纹理清晰可控的地板涂层。实施例5向盛有1. 50Kg丙酮、1. 60Kg醋酸丁酯和0. 14Kg消泡剂EFKA-2038的容器A中，依次加入0. 50Kg醋酸丁酸纤维素、2. 50Kg苯乙烯丙烯酸酯，高速搅拌使其充分溶解。在另一个容器B中依次加入0. 35Kg乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0. 25Kg聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、0. 40Kg季戊四醇三丙烯酸酯、4. 50Kg脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、3. 50Kg聚酯丙烯酸酯、 4.00秘纯丙烯酸酯、0.50秘2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮和0. 30Kg 1_羟基-环己基-苯基甲酮，搅拌均勻后将该混合物倒入容器A中，继续搅拌均勻后经150目筛网过滤， 得到一种双重固化涂料。将该涂料采用滚涂的方式在塑料表面进行涂装，于110°C烘箱中烘烤^，然后采用光强为120w/cm的紫外灯进行光固化，得到一种图案精细可控、可转移至纸基的高耐磨涂层，也可制成镭射粉体，应用于各种涂料体系。
权利要求
1.一种双重固化涂料，由双重固化树脂共聚而成，其特征在于构成双重固化涂料的组分以及各组分占双重固化涂料总重量的百分比如下紫外光固化树脂单体3 10% 低聚物45 65%光引发剂3 6%高分子树脂10 25%助剂0.5 1.5%余量的为有机溶剂，其中所述紫外光固化树脂单体、低聚物、光引发剂三种组分的总含量占双重固化涂料总重量的百分比须达到55 80%。
2.如权利要求1所述的双重固化涂料，其特征在于所述紫外光固化单体占双重固化涂料总重量的百分比优选范围为5 8%，低聚物占双重固化涂料总重量的百分比优选范围为48 62%，光引发剂占双重固化涂料总重量的百分比优选范围为4 5%，助剂占双重固化涂料总重量的百分比优选范围为0. 7 1. 2%，高分子树脂占双重固化涂料总重量的百分比优选范围为12 对％。
3.如权利要求1所述的双重固化涂料，其特征在于所述的紫外光固化树脂单体为双官能基反应单体、三官能基反应单体、多官能基反应单体中的任一种，或是其中两种的混合物；所述低聚物为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的任一种，或是其中两种的混合物；所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的任一种，或是其中两种的混合物；所述高分子树脂为单组份(甲基)丙烯酸酯高分子聚合物、聚酯丙烯酸酯聚合物、纤维素酯体系、双组份环氧树脂与有机胺体系、醇酸树脂与氨基树脂体系、有机硅树脂与氨基树脂体系、(甲基)丙烯酸酯与异氰酸酯低聚物体系中的任一种，或是其中两种的混合物； 所述助剂为消泡剂和流平剂；所述有机溶剂为酯类、酮类、醇类、芳香烃类溶剂中的任一种，或是其中两种的混合物。
4.如权利要求3所述的双重固化涂料，其特征在于所述紫外光固化树脂单体优选1，6_己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯；所述助剂优选具有单独消泡功能与流平功能的两种助剂的组合或兼具抑泡、破泡与流平功能的单一助剂。所述有机溶剂优选酯类、酮类和醇类有机溶剂
5 一种制备如权利要求1所述双重固化涂料的方法，其特征在于包括以下步骤 选取高分子树脂、助剂和有机溶剂的种类，按照物料配比称取所需量的高分子聚合物、 有机溶剂和助剂；将上述选取的高分子聚合物逐步加入高速搅拌的有机溶剂和助剂的混合溶液中，此步骤所得混合物溶液记为A ；选取紫外光固化树脂单体、低聚物以及光引发剂，按照物料配比称取所需量的紫外光固化单体和低聚物以及光引发剂；将上述选取的紫外光固化树脂单体、低聚物以及光引发剂高速搅拌混合均勻，此混合物溶液记为B ；在无太阳光、空气湿度< 60%的环境条件下，将所述A、B两种混合物溶液搅拌均勻并经150目筛网过滤，即可得到所述双重固化涂料。
全文摘要
本发明公开了一种双重固化涂料，该涂料含有紫外光固化树脂单体、低聚物、光引发剂、高分子树脂、助剂以及有机溶剂，本发明提供的双重固化涂料由于采用了紫外光固化涂料体系和溶剂型高分子聚合物体系的协同共聚反应，采用先热固化，作信息层处理的同时进行光固化；或者先进行光固化，然后进行信息层处理，最后进行烘箱加热或者红外加热进一步交联固化，所以具有较好的综合性能，如固化快、涂膜固化收缩小、交联密度高，从而使其具备耐化学腐蚀、高耐磨、耐高温、柔韧性佳、附着力佳等特性，可用于塑料、化妆品制剂、陶瓷材料、玻璃、纸张、皮革、木制品以及金属制品的激光标记、防伪用途以及颜料制剂等生产中。
文档编号C09D4/02GK102181192SQ20111002583
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者彭继荣, 黄斗兴 申请人:上海宏盾防伪材料有限公司