专利名称：耐电压光固化阳极氧化涂料及其制备和使用方法
技术领域：
本发明申请涉及一种耐电压光固化阳极氧化涂料及其制备和使用方法，属于化工涂料技术领域。
背景技术：
阳极氧化是目前最基本和最通用的铝合金表面处理的方法，可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。另外，对阳极氧化后的铝材进行电解着色，可以提高装饰效果和商品价值。在未来10年内，阳极氧化技术仍将是主要的表面处理方法， 但工艺技术需不断提高，以实现更快的氧化速度和更高的硬度。在阳极氧化素材上的涂料，目前市场上主要有三种，第一种是电泳涂料，第二种是五金烤漆，第三种是五金聚氨脂涂料。1、电泳涂料简介电泳涂料作为一类低污染、省能源、省资源、保护和防腐蚀性的涂料，具有涂膜平整，耐水性和耐化学性好等特点，容易实现涂装工业的机械化和自动化，适合形状复杂，有边缘棱角、孔穴工件涂装，目前被大量应用于汽车、自动车、机电、家电等五金件的涂装。电泳涂料按被涂工件电极可分为阳极电泳涂料和阴极电泳涂料；按成膜物在水中存在的离子形态可分为阴离子电泳涂料和阳离子电泳涂料。电泳涂装可实现完全机械化、自动化，适用于大量流水线作业；电泳涂料泳透率高，同时具有较高的导电性，涂料的利用率高、环保、生产安全性好。但是，电泳涂料一般只适用于金属表面，不适用于导电率有差异的合金上，不耐高温的素材一般不能采用电泳涂装工艺，电泳槽底更新期为6个月以内，所以对小批量生产场合不宜采用电泳涂装；电泳涂料要求有强大的技术力量作为支持，特别是彩色电泳，要做到预期的颜色效果，不是专业人员的话，在调色时有一定的难度。2、五金烤漆简介五金烤漆是通过设备喷到经处理的工件表面，经高温才能固化的一类涂料。它分为粉体烤漆和液体烤漆，区别是前者的原料是固体粉状，温度在200度左右，在施工中超喷的涂料可以回收再利用，浪费少，附着力度大；后者是液态，温度在150度左右，喷涂中超喷的涂料不可回收，附着力稍次。五金烤漆硬度高，化学性能优异，但颜色不容易控制，小工件施工不方便。3、五金聚氨脂涂料五金聚氨脂涂料是由脂肪酸聚氨酯树脂、颜料、助剂、溶剂组成的漆料为羟基组份及由异氰酸酯为另一组份的双组份自干涂料。五金聚氨脂涂料易于施工，但附着力比电泳涂料与烤漆差，同时光泽度较差，无法与UV相比较。
发明内容
本发明申请即是针对目前应用于阳极氧化素材上的涂料所存在的上述不足之处， 提供一种耐电压光固化阳极氧化涂料及其制备和使用方法。所述的耐电压光固化阳极氧化涂料是以溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯作为主要原料，配以聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与环氧丙烯酸酯，并加入少量流平剂、偶联剂、光引发剂、绝缘助剂、催干剂、磷酸酯和适当溶剂，在适当的工艺下制备而成。本发明申请的目的之一是提供一种耐电压光固化阳极氧化涂料，具体来说，所述的涂料，包括下述重量份的各种组分1)溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯25-40份；幻环氧丙烯酸酯5-15份；幻聚氨基甲酸酯10-20份；4) 二季戊四醇六丙烯酸酯10-20份；5)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0_20份； 6)聚醚硅烷共聚物0. 5-2份；7)混合溶剂10-20份；8)氯改性硅氧烷3_6份；9)乙酸丁酯 2-5份；10)磷酸脂改性三丙烯酸酯3-6份；11)丙基三甲基硅烷偶联剂1-3份；12)1-羟基环己基苯基甲酮1-2份；1 二月桂酸二丁基锡0. 1-0. 5份。进一步的，所述的混合溶剂包括如下重量份的各种组分1)乙酸乙酯10-30份；2)甲苯20-30份；3)甲基异丁基甲酮10-20份；4)乙酸丁酯20_30份；5)乙二醇乙醚醋酸酯10-20份。进一步的，该混合溶剂可作为上述涂料的配套稀释剂。本发明申请所述的涂料中的各种组分，包括溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、乙酸丁酯、磷酸脂改性三丙烯酸酯、丙基三甲基硅烷偶联剂、1-羟基环己基苯基甲酮、二月桂酸二丁基锡都为化工涂料领域常见的产品，均可以通过市售获得。常见市售的溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯包括长兴的6071、6175-3和佑季的UV20515 ；常见市售的氯改性硅氧烷包括重凯的)(D-A-078和)(D-A-40。溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯兼具有光固化树脂与热塑树脂的特点，对五金素材附着力很好，同时物化性能优越；聚氨基甲酸酯能降低涂膜固化收缩，提高涂膜附着力，同时聚氨基甲酸酯价格便宜，因而降低涂料成本；二季戊四醇六丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的流平性好，丰满度高，有利于改善涂膜的流平与丰满度；磷酸酯改性三丙烯酸酯， 是附着力促进剂，固化快，硬度较高，金属基材附着促进明显，耐水性、黄变性优于同类其他产品；丙基三甲基硅烷偶联剂在高温条件下，能与素材形成大量稳定的氢键，为涂膜提供了后续稳定的附着力与耐水耐化性，且与聚氨酯丙烯酸脂相容性良好。本发明申请还提供所述的耐电压光固化阳极氧化涂料的制备方法，包括如下的步骤1)预混分散取洁净制漆缸，按照各组分的重量份，将溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸脂改性三丙烯酸酯加入制漆缸，用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟，搅拌至均勻的液体混合物；
2)光引发剂的溶解按照各组分的重量份将1-羟基环己基苯基甲酮与乙酸丁酯混合，用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟，搅拌均勻，然后加入步骤1)制得的液体混合物中，再用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟；3)助剂添加取所需重量份的聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、丙基三甲基硅烷偶联剂与混合溶剂按，用高速分散机以600-800rpm搅拌5_10分钟，搅拌均勻，然后加入上述液体混合物中，再用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟，至细度不大于15um， 用500目滤布过滤包装。本发明申请还提供上述混合溶剂的制备方法，具体包括将所述组份按所需的重量份混合后，用高速分散机以600-800rpm搅拌5_10分钟即可。本发明还提供所述的耐电压光固化阳极氧化涂料的使用方法，包括如下的步骤 底材前处理一静电除尘一喷涂阳极氧化涂料一光固化一高温加烤一包装，工艺条件如下，(1)底材前处理适用的底材包括合金、水电镀、不锈钢、阳极氧化素材；喷涂前用洁净棉布蘸取异丙醇或者酒精擦去底材上的污染物，并静电除尘，备用；(2)喷涂作业参数设定及步骤a)施工环境温度15-;35°C，相对湿度40-75% ；b)涂装方式空气喷涂，可采用人工喷涂或程序控制机器自动喷涂；c)设备参数重力式或吸上式喷枪；口径1. 0-1. 5mm ；空气压力0. 3-0. 4mPa ；喷涂距离 15-20cm ；d)施工前按主体固化剂稀释剂=20 1 (10-30)调好油，施工粘度以调至 9. 5 士0. 5s为最佳；e)固化后漆膜厚度单层不宜超出25 μ m ；f)干燥条件60°C烘烤5分钟过UV (UV能量在600mj/cm2-1200mj/cm2)，然后放入 1200C _150°C温度中加烤20-40min即可。所述耐电压光固化阳极氧化涂料可用于合金、水电镀、不锈钢、阳极氧化等素材的表面涂装，经过适当施工及干燥后，可形成具有优异附着力与耐电压的漆膜，起到防静电及装饰的作用。本涂料具有光固化涂料安全环保、易于施工、附着力优异、丰满度高、外观装饰性强、耐水、耐化学性好等特点，耐电压可达5KV，低V0C，是一种环保、固化速度快、高性能涂料。目前常见的阳极氧化涂料基本都是电泳涂料或者是烤漆，电泳涂料一般只能针对五金素材，且在小型工件上应用受成本限制；烤漆应用在阳极氧化素材上时，粉末烤漆的施工投入较大，液体烤漆虽然投入小，但是漆膜的丰满度与光泽度不够高；而纯光固化涂料在阳极氧化素材上附着力差，应用受限。本发明申请所述的涂料是以光固化为主的混合型涂料，具有下述优点1.解决了背景技术中所述的三类涂料的应用缺点，该涂料漆膜透明好、丰满度高、 光泽度感与装饰性强、附着力好；2.对比电泳涂料，该涂料可涂饰于耐高温的塑胶底材，如PC、PMMA等，能实现塑胶与五金复合型工件的快速生产，同时按实际需求，调整漆膜的耐电压能力；3.固化速度快、适合高速生产线、效率高；4.涂膜性能优良，具有良好的抗摩擦、抗溶剂、抗污染，耐化性和防腐性能优越；5.污染少、VOC低、有利于环境保护；6.节省占地面积，光固化涂料各种涂装设备紧凑，操作方便快捷，易于实现生产自动化，大大节约设备占地面积。具体实施实例以下结合具体的实施方式，对本发明申请所述的耐电压光固化阳极氧化涂料及其制备和使用方法进行描述，目的是为了公众更好的理解本发明申请所述的技术内容，而不是对所述技术内容的限制，事实上，在以相同或近似的原理，对所述涂料配方的增减和替换，以及制备和使用方法中，工艺条件的改进，以实现相同的效果为目的，则都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。实施例1所述的涂料包括如下组分1)溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯25份；幻环氧丙烯酸酯10份；3)聚氨基甲酸酯20份；4) 二季戊四醇六丙烯酸酯10份；5)聚醚硅烷共聚物0. 5份；6)混合溶剂10份；7)氯改性硅氧烷3份；8)乙酸丁酯2份；9)磷酸脂改性三丙烯酸酯6份；10)丙基三甲基硅烷偶联剂1份；11)1-羟基环己基苯基甲酮2份；12) 二月桂酸二丁基锡0.3份。进一步的，所述的混合溶剂包括如下重量份的各种组分1)乙酸乙酯10份；2)甲苯30份；3)甲基异丁基甲酮10份；4)乙酸丁酯30份；5)乙二醇乙醚醋酸酯10份。制备过程，包括如下的步骤1)预混分散取洁净制漆缸，按照各组分的重量份，将溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸脂改性三丙烯酸酯加入制漆缸，用高速分散机以600rpm搅拌15分钟，搅拌至均勻的液体混合物；2)光引发剂的溶解按照各组分的重量份将1-羟基环己基苯基甲酮与乙酸丁酯混合，用高速分散机以SOOrpm搅拌10分钟，搅拌均勻，然后加入步骤1)制得的液体混合物中，再用高速分散机以600rpm搅拌15分钟；3)助剂添加取所需重量份的聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、丙基三甲基硅烷偶联剂与混合溶剂按，用高速分散机以600rpm搅拌10分钟，搅拌均勻，然后加入上述液体混合物中，再用高速分散机以SOOrpm搅拌10分钟，至细度不大于15um，用500目滤布过滤包装。实施例2
7
1)溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯40份；2)环氧丙烯酸酯5份；3)聚氨基甲酸酯20份；4) 二季戊四醇六丙烯酸酯20份；5)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20份；6)聚醚硅烷共聚物0. 5份；7)混合溶剂20份；8)氯改性硅氧烷6份；9)乙酸丁酯2份；10)磷酸脂改性三丙烯酸酯6份；11)丙基三甲基硅烷偶联剂1份；12) 1-羟基环己基苯基甲酮2份；13) 二月桂酸二丁基锡0. 1份。进一步的，所述的混合溶剂包括如下重量份的各种组分1)乙酸乙酯30份；2)甲苯20份；3)甲基异丁基甲酮20份；4)乙酸丁酯20份；5)乙二醇乙醚醋酸酯20份。制备过程，包括如下的步骤1)预混分散取洁净制漆缸，按照各组分的重量份，将溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸脂改性三丙烯酸酯加入制漆缸，用高速分散机以SOOrpm搅拌10分钟，搅拌至均勻的液体混合物；2)光引发剂的溶解按照各组分的重量份将1-羟基环己基苯基甲酮与乙酸丁酯混合，用高速分散机以600rpm搅拌15分钟，搅拌均勻，然后加入步骤1)制得的液体混合物中，再用高速分散机以800rpm搅拌10分钟；3)助剂添加取所需重量份的聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、丙基三甲基硅烷偶联剂与混合溶剂按，用高速分散机以SOOrpm搅拌10分钟，搅拌均勻，然后加入上述液体混合物中，再用高速分散机以600rpm搅拌15分钟，至细度不大于15um，用500目滤布过滤包装。实施例3本发明申请的目的之一是提供一种耐电压光固化阳极氧化涂料，具体来说，所述的涂料，包括下述重量份的各种组分1)溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯340份；2)环氧丙烯酸酯15份；3)聚氨基甲酸酯15份；4) 二季戊四醇六丙烯酸酯16份；5)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份；6)聚醚硅烷共聚物1份；7)混合溶剂14份；8)氯改性硅氧烷4份；9)乙酸丁酯3份；10)磷酸脂改性三丙烯酸酯4份；11)丙基三甲基硅烷偶联剂2份；12)1-羟基环己基苯基甲酮1.5份；13) 二月桂酸二丁基锡0. 2份。进一步的，所述的混合溶剂包括如下重量份的各种组分1)乙酸乙酯20份；2)甲苯25份；3)甲基异丁基甲酮15份；4)乙酸丁酯沈份；5)乙二醇乙醚醋酸酯14份。本发明申请还提供所述的耐电压光固化阳极氧化涂料的制备方法，包括如下的步骤
1)预混分散取洁净制漆缸，按照各组分的重量份，将溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸脂改性三丙烯酸酯加入制漆缸，用高速分散机以700rpm搅拌12分钟，搅拌至均勻的液体混合物；2)光引发剂的溶解按照各组分的重量份将1-羟基环己基苯基甲酮与乙酸丁酯混合，用高速分散机以700rpm搅拌13分钟，搅拌均勻，然后加入步骤1)制得的液体混合物中，再用高速分散机以700rpm搅拌12分钟；3)助剂添加取所需重量份的聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、丙基三甲基硅烷偶联剂与混合溶剂按，用高速分散机以700rpm搅拌7分钟，搅拌均勻，然后加入上述液体混合物中，再用高速分散机以700rpm搅拌12分钟，至细度不大于15um，用500目滤布过滤包装。实施例4表-1使用条件
权利要求
1.一种耐电压光固化阳极氧化涂料，其特征在于，所述的涂料，包括下述重量份的各种组分1)溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯25-40份；2)环氧丙烯酸酯5-15份；3)聚氨基甲酸酯 10-20份；4) 二季戊四醇六丙烯酸酯10-20份；5)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0-20份；6)聚醚硅烷共聚物0. 5-2份；7)混合溶剂10-20份；8)氯改性硅氧烷3_6份；9)乙酸丁酯2_5 份；10)磷酸脂改性三丙烯酸酯3-6份；11)丙基三甲基硅烷偶联剂1-3份；12)1-羟基环己基苯基甲酮1-2份；1 二月桂酸二丁基锡0. 1-0. 5份。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的混合溶剂包括如下重量份的各种组分1)乙酸乙酯10-30份；2)甲苯20-30份；3)甲基异丁基甲酮10-20份；4)乙酸丁酯20-30份；5)乙二醇乙醚醋酸酯10-20份。
3.权利要求1所述的耐电压光固化阳极氧化涂料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤1)预混分散取洁净制漆缸，按照各组分的重量份，将溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、 聚氨基甲酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸脂改性三丙烯酸酯加入制漆缸，用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟，搅拌至均勻的液体混合物；2)光引发剂的溶解按照各组分的重量份将1-羟基环己基苯基甲酮与乙酸丁酯混合，用高速分散机以 600-800rpm搅拌10-15分钟，搅拌均勻，然后加入步骤1)制得的液体混合物中，再用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟；3)助剂添加取所需重量份的聚醚硅烷共聚物、氯改性硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、丙基三甲基硅烷偶联剂与混合溶剂按，用高速分散机以600-800rpm搅拌5_10分钟，搅拌均勻，然后加入上述液体混合物中，再用高速分散机以600-800rpm搅拌10-15分钟，至细度不大于15um，用 500目滤布过滤包装。
4.权利要求2所述的混合溶剂的制备方法，其特征在于将所述组份按所需的重量份混合后，用高速分散机以600-800rpm搅拌5_10分钟即可。
5.权利要求1所述的耐电压光固化阳极氧化涂料的使用方法，其特征在于，包括如下的步骤底材前处理一静电除尘一喷涂阳极氧化涂料一光固化一高温加烤一包装，工艺条件如下，(1)底材前处理适用的底材包括合金、水电镀、不锈钢、阳极氧化素材；喷涂前用洁净棉布蘸取异丙醇或者酒精擦去底材上的污染物，并静电除尘，备用；(2)喷涂作业参数设定及步骤a)施工环境温度15-;35°C，相对湿度40-75%；b)涂装方式空气喷涂，可采用人工喷涂或程序控制机器自动喷涂；c)设备参数重力式或吸上式喷枪；口径1.0-1. 5mm ；空气压力0. 3-0. 4mPa ；喷涂距离15-20cm ；d)施工前按主体固化剂稀释剂=20 1 (10-30)调好油，施工粘度以调至 9. 5 士0. 5s为最佳；e)固化后漆膜厚度单层不宜超出25μ m ；f)干燥条件60°C烘烤5分钟过UV，然后放入120°C-150°C温度中加烤20-40min即可。
全文摘要
本发明申请提供一种耐电压光固化阳极氧化涂料及其制备和使用方法，所述的涂料包括下述重量份的各种组分溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯25-40份；环氧丙烯酸酯5-15份；聚氨基甲酸酯10-20份；二季戊四醇六丙烯酸酯10-20份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0-20份；聚醚硅烷共聚物0.5-2份；混合溶剂10-20份；氯改性硅氧烷3-6份；乙酸丁酯2-5份；磷酸脂改性三丙烯酸酯3-6份；丙基三甲基硅烷偶联剂1-3份；1-羟基环己基苯基甲酮1-2份；二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份。本涂料具有光固化涂料安全环保、易于施工、附着力优异、丰满度高、外观装饰性强、耐水、耐化学性好等特点，耐电压可达5KV，低V0C，是一种环保、固化速度快、高性能涂料。
文档编号C09D163/10GK102585689SQ20111045405
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者吴小浩, 黄杰良 申请人:深圳市嘉卓成科技发展有限公司