一种双重固化的uv辊涂底漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种双重固化的UV辊涂底漆及其制备方法，该双重固化的UV辊涂底漆包含以下重量份的组分：环氧树脂9~18份；UV树脂20~30份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂3~6份；附着力促进剂5~10份；活性稀释剂8~20份；润湿分散剂2~4份；脱泡剂0.1~0.5份；光引发剂4~7份；防流挂增强剂0.2~0.6份；触变剂0.2~0.3份；填料17~35份。本发明包含UV辐射固化和环氧固化两种反应，固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，杂质、溶剂残留少，也有环氧漆较好的耐化学品腐蚀性，高附着力，优秀的物理机械性能。此外本发明是单组份涂料，不需要像环氧涂料那样使用前才混合，也没有过多的溶剂挥发，低碳环保。
【专利说明】-种双重固化的UV辊涂底漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种UV涂料，特别涉及一种双重固化的UV辊涂底漆涂料。
[0002]
【背景技术】
[0003] 涂料是一种含颜料或不含颜料的，用树脂及油等制成的化工产品。将涂料涂覆在 物体表面上能够干结成膜，使被涂物体的表面与环境介质相隔离，从而对被涂物体起到的 保护和装饰的作用。根据功能不同，涂料包括：装饰涂料、防腐涂料、隔热涂料和防火涂料 等。近年来，随着人们对环境保护意识的不断增强，对自身健康不断关注，迫切需要一种既 环保低碳，又对施工人员自身没有太大毒害的涂料，UV涂料也就由此诞生，并得到快速发 展。
[0004] 现有的UV涂料一般都是单纯的光固化反应，即通过紫外光的照射，使得光引发剂 分解出自由基，这些自由基让UV树脂产生交联反应，得到固化的漆膜。根据使用的方式不 同，又分为辊涂UV涂料、淋涂UV涂料，刷涂UV涂料、喷涂UV涂料等。辊涂UV涂料本身在 木材，竹材以及部分高分子聚合物上面有较好的附着力，但是对于金属材料，就显得力不从 心，固化后的漆膜在金属材料上面极易脱落，导致无法在金属材料上面使用UV涂料而且UV 涂料本身没有什么耐化学品腐蚀性能，机械柔韧性很差。
[0005] 因此，需要一种环保，无溶剂挥发，快速固化，又能够在金属材料上面有较好附着 力，具备较好柔韧性、耐酸、耐碱、耐水性能的涂料。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明解决的技术问题在于提供一种可以使用在金属材料，并提供较好的耐化学 品腐蚀性能的双重固化的UV辊涂底漆。
[0008] 为了达到上述目的，本发明提供一种双重固化的UV辊涂底漆，包含以下重量份的 组分： 环氧树脂 9~18份； UV树脂 20?30份； 微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3飞份； 附着力促进剂 5~10份； 活性稀释剂 8~20份； 润湿分散剂 2~4份； 脱泡剂 0. f 0. 5份； 光引发剂 4~7份； 防流挂增强剂 0. 2、. 6份； 触变剂 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
[0009] 优选的，所述活性稀释剂为双官能团活性稀释剂，该双官能团活性稀释剂为三缩 丙二醇二丙烯酸酯。
[0010] 优选的，所述光引发剂进一步包括以下重量份的组分： 耐黄变光引发剂 3~5份； 厚膜体系光引发剂 Γ2份。
[0011] 优选的，所述填料进一步包括以下重量份的组分： 遮盖力增强填料 9?20份； 体质填料 8~15份。
[0012] 优选的，所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸 酯。
[0013] 优选的，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂的壁壳为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0014] 优选的，所述附着力促进剂为巯基衍生物；所述润湿分散剂为具有酸性基团的共 聚体溶液；所述脱泡剂为不含硅酮的有机聚合物。
[0015] 优选的，所述耐黄变光引发剂为2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜体系光 引发剂为苯基双氧化膦。
[0016] 优选的，所述防流挂增强剂为聚羟基羧酸酰胺；所述触变剂为气相法亲水性的二 氧化硅。
[0017] 优选的，所述遮盖力增强填料为硫酸法二氧化钛；所述体质填料为滑石粉。
[0018] 一种制备双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于包括如下步骤： 将9?18份的环氧树脂、2(Γ30份的UV树脂、5?10份的附着力促进剂、8?20份的活性稀 释剂混合均匀后，依次加入2~4份的润湿分散剂、0. 1、. 5份的脱泡剂、0. 2、. 6份的防流挂 增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再加入4~7份的光引发剂，中速700r/min搅拌均匀，再 依次加入0. 2~0. 3份的触变剂、17~35份的填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程 中加入3~6份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min。
[0019] 优选的，所述微胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备： 将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；向所述酚醛胺 改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化剂和聚甲基丙烯酸甲 酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶囊化酚醛胺改性固化 剂。
[0020] 本发明提供的双重固化的UV辊涂底漆，漆膜的附着力出色，特别是在钢铁等金属 材料上面，在具备普通UV辊涂底漆的特性外，还拥有环氧树脂体系涂料所具备的特有性 能，比如具有良好的韧性，有一定的耐酸、耐碱、耐水性能，物理机械性能优良。因为包含UV 辐射固化和环氧固化两种反应，所以固化后的漆膜既有UV漆高硬度，高耐磨性，杂质、溶剂 残留少的特性，也具有环氧漆较好的耐化学品腐蚀性，高附着力，以及优秀的物理机械性 能。本发明提供的双重固化的UV辊涂底漆为单组份型涂料，为了使环氧体系稳定的存在于 UV体系当中，本发明使用微胶囊化的酚醛胺改性固化剂。相对于现有的酚醛胺改性固化剂， 微胶囊化酚醛胺改性固化剂表面包覆有高分子壁壳，该壁壳在破碎前将酚醛胺改性固化剂 与环氧树脂相隔离，使酚醛胺改性固化剂能稳定存在于涂料体系中，不会在存储过程中发 生固化。当进行辊涂一道后，辊轮与需要被涂覆的底材之间产生的巨大压力使得微胶破裂， 壁壳在破碎后，酚醛胺改性固化剂与环氧树脂发生固化，形成致密漆膜。本发明提供的上述 涂料，必须使用在辊涂方式中，可以同普通UV涂料一样储存保管。
【具体实施方式】
[0021] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0022] 本发明公开了一种双重固化的UV辊涂底漆，其包含以下重量份的组分： 环氧树脂 9~18份； UV树脂 20?30份； 微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3飞份； 附着力促进剂 5~10份； 活性稀释剂 8~20份； 润湿分散剂 2~4份； 脱泡剂 0. f 0. 5份； 光引发剂 4~7份； 防流挂增强剂 0. 2、. 6份； 触变剂 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
[0023] 所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂，具体选用岳阳石化总厂的CYDF-170环氧树 脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯，具体选用江苏三木集团的双酚A型环氧丙烯酸 酯6105-80。双酚A型环氧丙烯酸酯和双酚F型环氧树脂是主要成膜物质，它们之间互相贯 穿，交联，起到相互协同作用，既拥有UV树脂的高丰满度，高硬度，环保等特性，又具有环氧 树脂特有的对金属材料高附着力，较好的耐化学品腐蚀性能。
[0024] 相对于现有的酚醛胺改性固化剂，本发明使用的微胶囊化酚醛胺改性固化剂表面 包覆有高分子壁壳，壁壳被破坏前起到避免酚醛胺改性固化剂与双酚F型环氧树脂发生固 化反应的作用。当涂装过程中的漆膜遇到外力挤压作用后，微胶囊壁壳便发生破碎，酚醛胺 改性固化剂发挥作用，使双酚F型环氧树脂迅速固化成膜。经过辊涂后的样板，立即进行紫 外光照射，照射能量不小于300mj/cm 2,这样，整个底漆涂料在发生UV固化的同时，又伴随着 环氧树脂的固化反应。上述微胶囊化酚醛胺改性固化剂的壁壳优选为聚甲基丙烯酸甲酯， 其可按照如下方法制备：将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂 溶液；向所述酚醛胺改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化 剂和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶 囊化的酚醛胺改性固化剂。其中，酚醛胺改性固化剂具体产品如：深圳佳迪达公司的T-31 固化剂。
[0025] 附着力促进剂的作用在于提高漆膜对金属材料的附着力，本发明的附着力促进剂 采用巯基衍生物，具体可采用美国氰特工业公司的EBECRYL-375产品。
[0026] 活性稀释剂的作用在于降低树脂体系粘度，在参与固化反应时不会有残留，不会 挥发到环境中，达到环保效果。本发明的活性稀释剂采用双官能团的三缩丙二醇双丙烯酸 酯，具体可采用美国氰特工业公司的TPGDA活性稀释剂。
[0027] 润湿分散剂的作用是使各种颜填料表面充分润湿，并均匀的分散在树脂当中，长 期存放也不会絮凝结块。润湿分散剂采用具有酸性基团的共聚体溶液，具体可采用德国毕 克化学公司的BYK-110润湿分散剂。
[0028] 脱泡剂的作用在于对涂料体系起到降低漆膜的表面能，使漆膜中的气泡更容易移 动至漆膜表面，并快速破裂，排除空气，其脱泡作用明显。脱泡剂采用不含硅酮的有机聚合 物，具体可采用德国迪高公司的TEG0-920脱泡剂。
[0029] 光引发剂的作用在于避光储存中，涂料相当稳定，不会固化，当涂料经过紫外光照 射，光引发剂会被激活，分解出自由基，自由基可以使得UV树脂迅速交联固化。本发明的光 引发剂包括耐黄变光引发剂和厚膜体系光引发剂。耐黄变光引发剂在固化UV树脂后，形成 的漆膜有较好的耐候性，厚膜体系光引发剂可以使用在漆膜较厚的涂料中，确保UV树脂正 常固化而不会发生因漆膜较厚，紫外光无法照射到漆膜里面的现象。本发明的耐黄变光引 发剂采用2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，具体可以采用南京瓦力化工科技有限公司的1173 耐黄变光引发剂；厚膜体系光引发剂采用苯基双（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦，具体可 以采用荆门市申博化工有限公司的YK-XBPO厚膜体系光引发剂。
[0030] 防流挂增强剂的作用在于协同触变剂，起到增强抗流挂特性。防流挂增强剂采用 聚羟基羧酸酰胺溶液，具体可以采用德国毕克化学公司的BYK-405防流挂增强剂。
[0031] 触变剂的作用在于提供UV辊涂底漆涂料触变行性，保证在辊涂后，涂料不会流 挂，同时保证UV辊涂底漆涂料在储存过程中不会发生分层和沉淀现象。触变剂采用气相法 亲水性的二氧化硅，具体可以采用德国德固赛公司的AER0SIL-200触变剂。
[0032] 本发明的填料包括遮盖力增强填料和体质填料。遮盖力增强填料的作用在于提供 漆膜一定的遮盖力，并能够参与调色，与颜料均匀混合，同时提供耐侯耐老化特性。遮盖力 增强填料优选采用硫酸法二氧化钛，具体如：沧州海纳化工有限公司的NTR-606。体质填料 的作用在于协助漆膜成型，提供优良的机械性能，包括柔韧性，抗冲击性。本发明的体质填 料优选采用滑石粉，具体如：常州诚致化工有限公司的TP-1250。
[0033] 本发明双重固化的UV辊涂底漆可以按照如下方法进行涂装： 先将涂料搅拌均匀，从单辊涂布机进料口倒入，进行全自动辊涂，辊涂好的样板会随传 送带立即进入双灯UV干燥机，能力不小于300mj/cm2,所有设备都是全自动运行，无需复杂 的人工操作。辊涂机优选采用单辊涂布机，干燥机优选采用双灯UV干燥机，具体如：台湾丰 巧集团的FC600。
[0034] 本发明涉及的双重固化的UV辊涂底漆各组分的重量份数及具体生产方法如实施 例1_3所述： 实施例1-3中的各组分来源如下： 环氧树脂均购自岳阳石化总厂，产品牌号为CYDF-170 ; UV树脂均购自江苏三木集团，产品牌号为6105-80 ; 附着力促进剂均购自美国氰特工业公司，产品牌号为EBECRYL-375 ; 双官能团活性稀释剂均购自美国氰特工业公司，产品牌号为TPGDA ; 润湿分散剂均购自德国毕克化学公司，产品牌号为BYK-110 ; 脱泡剂均购自德国迪高公司，产品牌号为TEG0-920 ; 耐黄变光引发剂均购自南京瓦力化工科技有限公司，产品牌号为1173 ; 厚膜体系光引发剂均购自荆门市申博化工有限公司，产品牌号为YK-XBPO ; 防流挂增强剂均购自德国毕克化学公司，产品牌号为BYK-405 ; 触变剂均购自德国德固赛公司，产品牌号为AER0SIL-200 ; 遮盖力增强填料均购自沧州海纳化工有限公司，产品牌号为NTR-606 ; 体质填料均购自常州诚致化工有限公司，产品牌号为TP-1250 ; 微胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备而成： 将酚醛胺改性固化剂溶解于二甲苯中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；将聚甲基丙烯酸 甲酯溶液加到酚醛胺改性固化剂溶液中，然后将得到的混合溶液加入水中，搅拌乳化后蒸 发去除二甲苯，得到微胶囊化酚醛胺改性固化剂。酚醛胺改性固化剂均购自深圳佳迪达公 司，产品牌号为T-31。
[0035] 实施例1 组份：UV树脂30份；环氧树脂9份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂3份；附着力促进剂5 份；双官能团活性稀释剂15份；润湿分散剂2份；脱泡剂0. 1份；耐黄变光引发剂5份；厚 膜体系光引发剂2份；防流挂增强剂0. 6份；触变剂0. 3份；遮盖力增强填料20份；体质填 料8份。
[0036] 制备方法：将9份的环氧树脂、30份的UV树脂、5份的附着力促进剂、15份的双官 能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入2份的润湿分散剂、0. 1份的脱泡剂、0. 6份的防流挂 增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入5份的耐黄变光引发剂、2份的厚膜体系光 引发剂，中速700r/min搅拌均匀，再依次加入0. 3份的触变剂、20份的遮盖力增强填料、8 份的体质填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入3份的微胶囊化酚醛胺改 性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合物。
[0037] 将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆通过全自动辊涂机就可以进行涂装操 作了，所涂装的底材为木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，以及不需要重点防腐用途的金 属材料。本实例涂料是没有调色的实色涂料，即为白色。
[0038] 实施例2 组份：UV树脂20份；环氧树脂18份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂6份；附着力促进剂 10份；双官能团活性稀释剂8份；润湿分散剂3份；脱泡剂0. 5份；耐黄变光引发剂3份； 厚膜体系光引发剂1份；防流挂增强剂〇. 2份；触变剂0. 3份；遮盖力增强填料18份；体质 填料12份。
[0039] 制备方法：将18份的环氧树脂、20份的UV树脂、10份的附着力促进剂、8份的双 官能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入3份的润湿分散剂、0. 5份的脱泡剂、0. 2份的防流 挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入3份的耐黄变光引发剂、1份的厚膜体系 光引发剂，中速700r/min搅拌均匀，再依次加入0. 3份的触变剂、18份的遮盖力增强填料、 12份的体质填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加入6份的微胶囊化酚醛胺 改性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合物。
[0040] 将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆涂料通过全自动辊涂机就可以进行涂 装操作了，所涂装的底材为需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特别适合 于各种金属材料。本实例涂料是没有调色的实色涂料，即为白色。
[0041] 实施例3 组份：UV树脂23份；环氧树脂12份；微胶囊化酚醛胺改性固化剂4份；附着力促进剂 6份；双官能团活性稀释剂20份；润湿分散剂4份；脱泡剂0. 4份；耐黄变光引发剂3份； 厚膜体系光引发剂1份；防流挂增强剂〇. 4份；触变剂0. 2份；遮盖力增强填料9份；体质 填料15份，丙烯酸型大红色浆2份。
[0042] 制备方法：将12份的环氧树脂、23份的UV树脂、6份的附着力促进剂、20份的双 官能团活性稀释剂混合均匀后，依次加入4份的润湿分散剂、0. 4份的脱泡剂、0. 4份的防流 挂增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再依次加入3份的耐黄变光引发剂、1份的厚膜体系 光引发剂，中速700r/min搅拌均匀，再依次加入0. 2份的触变剂、9份的遮盖力增强填料、 15份的体质填料，2份的丙烯酸型大红色浆进行高速分散15min，最后在低速分散过程中加 入4份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min后，得到双重固化的UV辊涂底漆组合 物。
[0043] 将本实施例制备的双重固化的UV辊涂底漆涂料通过全自动辊涂机就可以进行涂 装操作了，所涂装的底材为需要防腐要求的木材，竹材，水泥制品，通用塑料制品，特别适合 于各种金属材料，并且本实例涂料是已经调配成大红色的。
[0044] 对实施例1~3制备的双重固化的UV辊涂底漆固化后形成漆膜进行力学性能和耐 腐蚀性能，测试结果列于表1。
[0045] 表1固化后的漆膜机械性能和耐腐蚀性能测试结果
【权利要求】
1. 一种双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于包含以下重量份的组分： 环氧树脂 9~18份； UV树脂 20?30份； 微胶囊化酚醛胺改性固化剂 3飞份； 附着力促进剂 5~10份； 活性稀释剂 8~20份； 润湿分散剂 2~4份； 脱泡剂 0. f 0. 5份； 光引发剂 4~7份； 防流挂增强剂 0. 2、. 6份； 触变剂 0. 2、. 3份； 填料 17?35份。
2. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于， 所述活性稀释剂为双官能团活性稀释剂，该双官能团活性稀释剂为三缩丙二醇二丙烯 酸酯。
3. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于， 所述光引发剂进一步包括以下重量份的组分： 耐黄变光引发剂 3~5份； 厚膜体系光引发剂 1~2份。
4. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于， 所述填料进一步包括以下重量份的组分： 遮盖力增强填料 9?20份； 体质填料 8~15份。
5. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述环氧树脂为双酚 F型环氧树脂；所述UV树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯。
6. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述微胶囊化酚醛胺 改性固化剂的壁壳为聚甲基丙烯酸甲酯。
7. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述附着力促进剂为 巯基衍生物；所述润湿分散剂为具有酸性基团的共聚体溶液；所述脱泡剂为不含硅酮的有 机聚合物。
8. 根据权利要求3所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述耐黄变光引发剂 为2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮；所述厚膜体系光引发剂为苯基双氧化膦。
9. 根据权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述防流挂增强剂为 聚羟基羧酸酰胺；所述触变剂为气相法亲水性的二氧化硅。
10. 根据权利要求4所述的双重固化的UV辊涂底漆，其特征在于，所述遮盖力增强填料 为硫酸法二氧化钛；所述体质填料为滑石粉。
11. 一种制备如权利要求1所述的双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于包括如 下步骤： 将9?18份的环氧树脂、2(T30份的UV树脂、5?10份的附着力促进剂、8?20份的活性稀 释剂混合均匀后，依次加入2~4份的润湿分散剂、0. 1~0. 5份的脱泡剂、0. 2~0. 6份的防流挂 增强剂，中速700r/min搅拌均匀后，再加入4~7份的光引发剂，中速700r/min搅拌均匀，再 依次加入0. 2~0. 3份的触变剂、17~35份的填料，进行高速分散15min，最后在低速分散过 程中加入3飞份的微胶囊化酚醛胺改性固化剂，低速搅拌5min。
12.根据权利要求11所述的制备双重固化的UV辊涂底漆的方法，其特征在于，所述微 胶囊化酚醛胺改性固化剂按照如下方法制备： 将酚醛胺改性固化剂溶解于有机溶剂中，得到酚醛胺改性固化剂溶液；向所述酚醛胺 改性固化剂溶液中加入聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到酚醛胺改性固化剂和聚甲基丙烯酸甲 酯的混合溶液，将所述混合溶液加到水中，搅拌乳化后蒸发，得到微胶囊化酚醛胺改性固化 剂。
【文档编号】C09D7/12GK104419298SQ201310366720
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】刘忱, 陈寿生 申请人:展辰涂料集团股份有限公司, 上海富臣化工有限公司, 北京展辰化工有限公司, 成都展辰化工有限公司, 青岛富臣化工有限公司