本发明涉及环保健康粉末涂料涂装技术领域，具体涉及uv腻子及其制备方法和在木材粉末涂料喷涂中的应用。
背景技术：
对于粉末涂料涂装木材，由于木材中存在很多油分、水分和气体，粉末涂料在木材上实施热固性喷涂时，在加热固化的过程中油、水和气会迁移到涂膜表面产生大量的气泡，而且加热固化时木材边缘会因为水分流失而开裂，影响涂膜表观。另一方面，粉末涂料施工工艺需为静电喷涂，而木材几乎不导电，给施工带来了不便。因此，直接在木材上进行粉末涂料喷涂，很难施工得到完美的涂膜外观，跟金属粉末涂料一样必须对底材进行前处理，只是处理的方法上有所区别。
目前对木材粉末涂料喷涂的前处理方式主要有两种：一是喷涂水性uv腻子，二是滚涂100％固含量的uv腻子，但上述两种方法存在一个共同的致命缺点：处理后对木材的带电性没有任何助益，使得在空气干燥时很难对木材进行静电喷涂。除这一缺点外，上述两种方式还都存在各自的缺点和不足，具体如下。
方式一、水性uv腻子粘度低，可采用喷涂方式，虽然施工操作快速，对边缘、死角位和异型工件覆盖性好，但是其含有大量未完全挥发的水分，进行粉末喷涂时涂层会产生大量的气泡，并且uv涂层的膜厚较薄(20-30μm)，打磨时涂层很容易穿孔，涂层中的油、水和气极易跑出来，涂膜封闭性差。为解决这一问题，若采用多次喷涂水性uv腻子，则又面临层间附着力的问题，而层间附着力这一问题目前很难解决。因此，目前采用的方式是先喷涂再打磨再喷涂，然而该处理方式使水性uv腻子喷涂失去了应有的施工优势，并且费时费力。
方式二、100％固含量的uv腻子粘度太大，只能适用滚涂的方式。滚涂100％固含量的uv腻子虽然不存在水分的影响且uv涂层可以厚涂(30-200μm)，涂层封闭性好，不会影响粉末涂料涂层表观，但滚涂100％固含量的uv腻子仅适用于具有规整形状工件的涂装，对于异型工件根本没办法施工，而且即使是对规整形状工件的涂装在施工上也存在诸多不便，例如一块六面的板材，就需进行六次涂装，操作相当繁琐。
现有技术中的uv腻子配方：双酚a环氧树脂10％-30％，聚酯丙烯酸8％-20％，活性单体15％-30％，填料(滑石粉)30％-40％，光引发剂1％-3％，活性胺1％-3％，硬脂酸锌0.5％-3％，疏水型气相二氧化硅0.5％-3％，就为100％固含量的高粘产品，存在上文方式二描述的各种缺陷。为降低uv腻子的粘度，本领域通常是通过加入溶剂的方法，例如现有配方：双酚a环氧丙烯酸(含20％tpgda)33.5％，聚酯丙烯酸酯15％，tpgda(二缩三丙二醇二丙烯酸酯)40％，光引发剂(1173或184光引发剂)1.5％，叔胺4.0％，硬脂酸锌0.5％，二苯甲酮5.0％和流平剂0.5％，此法虽然能得到低粘产品，但uv腻子固含量并不能达到100％，且溶剂的存在不仅会增加生产成本，还会造成环境污染、不环保。
因此，研发一种低粘度、100％固含量且具有导电性的环保型uv喷涂腻子以实现在木材上的高效喷涂成为本领域的重要研究课题。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题在于克服现有的水性uv腻子喷涂时涂膜表观品质受水分影响、不能厚涂、涂膜封闭性差且不能很好地在木材上实现静电喷涂、多次喷涂存在层间附着力的缺陷，以及，现有的100％固含量uv腻子的滚涂施工繁琐，不适用于异型工件涂装且不能很好地在木材上实现静电喷涂的缺陷，提供了一种uv腻子及其制备方法和在木材粉末涂料喷涂中的应用。本发明的uv腻子具有超低粘度、100％的固含量和导电性，可实现对木材前处理的高效喷涂，处理效果好且无环境污染。
本发明通过下述技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种uv腻子，所述uv腻子由原料制成，所述原料包括下述组分：主体低聚物58.0％-77.0％，活性单体14.0％-21.0％，光引发剂2.0％-4.0％，流平剂0.5％-1.5％和填料5.0％-15.0％，各组分含量总和为100％，所述百分比为各组分质量占原料组分总质量的百分比；所述主体低聚物为聚酯丙烯酸的低聚物，所述主体低聚物在25℃下的粘度为50-3000cps。
其中，所述uv腻子的原料较佳地还包括导电助剂，用于增加导电率的助剂；所述导电助剂的含量较佳地为0.5％-1.5％，所述百分比为导电助剂质量占原料组分总质量的百分比；所述导电助剂为不饱和酸性羧酸酯的烷基醇胺盐溶液，较佳地为byk公司提供的byk-es80导电剂。
其中，所述聚酯丙烯酸的低聚物为本领域用于制备uv腻子时常规使用的聚酯丙烯酸酯的低聚物，只要聚酯丙烯酸酯低聚物在25℃下的粘度在50-3000cps范围内即可。其中，所述粘度本领域技术人员可根据聚酯丙烯酸酯低聚物的粘度水平按照本领域常规的粘度测试方法进行，例如毛细管法、旋转法、振动法及落球法，优选旋转法，旋转法可通过旋转式粘度计进行测定，具体地一般使用旋转式粘度计按照如下方法操作进行：
①准备被测液体于直径不小于60mm的容器中，调节温度在25±0.5℃；
②将保护架装在仪器上；
③根据粘度范围选择转子，尽可能使测定落在20～85格内；
④将转子旋入连接螺杆，旋转升降钮，使仪器缓慢下降，将转子垂直浸入试样中心，使试样液面与转子液面标志相平；
⑤调节水平，调正螺杆使仪器保持水平，按下指针控制杆，开启电机开关，转动变速旋钮，放松指针控制杆，使转子在液体中旋转；
⑥转子旋转2min后，按下指针控制杆，关闭电机；
⑦读取刻度盘读数，乘上系数表中转子转速相对应的系数即为测定的粘度值(cps)。
所述聚酯丙烯酸的低聚物较佳地还满足下述性能指标：官能度为2，外观呈浅黄色透明液体，色度≤2，酸值为≤5mgkoh/g。所述聚酯丙烯酸的低聚物更佳地为江门恒光新材料有限公司提供的5016聚酯丙烯酸酯和/或台湾长兴公司提供的6316聚酯丙烯酸酯。
其中，所述活性单体为本领域用于制备uv腻子时常规使用的以自由基光固化的活性单体，用于调节体系的流变性，较佳地为三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)和/或二缩三丙二醇二丙烯酯(tpgda)，更佳地为台湾长兴公司提供的em231(tmpta)和/或em223(tpgda)。
其中，所述流平剂为本领域用于制备uv腻子时常规使用的流平剂，能有效降低体系表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质，在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，如丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂，较佳地为聚酯改性聚二甲基硅氧烷和/或聚丙烯酸酯，更佳地为德国毕克化学(byk)公司提供的byk-310流平剂(聚酯改性聚二甲硅氧烷溶液)和/或byk-358n流平剂(聚丙烯酸酯溶液)。所述byk310流平剂在使用时较佳地可用所述活性单体稀释后再使用，所述稀释的浓度可按照本领域的常规条件进行选择。
其中，所述光引发剂为本领域用于制备uv腻子时常规使用的光引发剂，引发剂分子在紫外光区(250-400nm)或可见光区(400-800nm)有一定吸光能力，在直接或间接吸收光能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态，在激发单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性碎片，如裂解型引发剂；较佳地为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮和/或1-羟基-环己基苯甲酮，更佳地为巴斯夫(basf)有限公司提供的184(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮)和/或1173(1-羟基-环己基苯甲酮)光引发剂。
其中，所述填料为本领域用于制备uv腻子时常规使用的填料，较佳地为滑石粉，所述滑石粉的目数较佳地为1250目。更佳地，所述填料为广东鑫鑫化工厂提供的d1250滑石粉。
在本发明一较佳实施例中，所述uv腻子的原料由下述组分组成：主体低聚物58.0％-77.0％，活性单体14.0％-21.0％，光引发剂2.0％-4.0％，流平剂0.5％-1.5％和填料5.0％-15.0％，各组分含量总和为100％，所述百分比为各组分质量占原料组分总质量的百分比；所述主体低聚物为聚酯丙烯酸的低聚物，所述主体低聚物在25℃下的粘度为50-3000cps。
本发明还提供了一种上述uv腻子的制备方法，所述制备方法可按照本领域制备uv腻子的常规方法进行，将所述原料配方中的各组分混合均匀即可。较佳地，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照配比，将所述活性单体、光引发剂、流平剂和导电助剂混合均匀，得混合料a；
(2)将混合料a与所述填料混合均匀，得到混合料b；
(3)将混合料b与所述主体低聚物混合均匀，消泡，即可。
步骤(1)和步骤(2)中，所述混合为本领域常规操作，一般在分散缸中进行。
步骤(1)中，所述混合较佳地为搅拌混合。
步骤(2)中，所述混合的过程中较佳地还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中。
步骤(3)中，所述消泡为本领域常规操作，一般采用物理消泡，如使用物理消泡机、超声等方式实现物理消泡。
步骤(3)中，在所述消泡结束后，较佳地还可按照本领域常规方式操作如包括调节粘度，检验产品，过滤包装入库的步骤。
本发明还提供了一种上述uv腻子在木材粉末涂料喷涂中的应用。
应用时，具体是指使用所述uv腻子对木材进行喷涂，以作为在木材喷涂粉末涂料前的前处理步骤。所述应用可按照本领域使用uv腻子前处理木材时常规使用的方法进行。本发明中，所述应用较佳地按照如下方式进行：将所述uv腻子通过喷涂方式涂装于木材，然后经紫外线光子照射固化较佳地，在喷涂前，还将所述uv腻子调至适当粘度，所述调至适当粘度较佳地为通过增加所述活性单体的用量至粘度为10-30pa.s，所述粘度可按照国家标准gb/t1723-93采用涂-4法测定。
其中，所述喷涂较佳地可采用有气喷涂，所述有气喷涂的方法和条件可按照本领域常规的方法和条件进行，本领域技术人员均知晓有气喷涂采用的是低压空气进行喷涂。较佳地，在有气喷涂时注意以下几点：
1、供给喷枪的空气压力以0.3-0.6mpa为宜；
2、喷嘴与物面的距离要适当，空气喷枪以200～300mm为宜；
3、喷出漆流的方向应尽量垂直于表面；
4、手工喷涂时，喷枪的移动速度应保持均匀一致；
5、保持喷涂室良好的除尘条件。
其中，所述紫外线光子照射固化成膜的方法和条件可按照本领域常规的方法和条件进行。所述紫外线光子照射固化成膜一般在uv固化炉中进行，所述uv固化炉可为本领域常规使用的uv固化炉。
本发明中，所述uv腻子的外观呈乳白色胶液，35℃下的粘度为15±2s，细度≤35μm，固化速度≥600mj/cm2。所述uv腻子经固化后，所得涂膜的各项性能指标如下：60°测量角下的光泽度≥90％；铅笔硬度≥3h；附着力：划百格测试为100/100，无脱落；耐酒精：100次重复擦拭后，涂层无脱落无褪色；耐温性：200℃下热处理1h测试通过。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
①本发明的uv腻子具有100％的固含量，且粘度低，细度小，固化速度高，经固化后所得涂膜的光泽度、铅笔硬度、附着力、耐酒精和耐温性各指标均优良。
②本发明的uv腻子可实现对木材的喷涂，施工方便，处理效果好，且无环境污染。
③本发明的uv腻子还具有导电性，在空气干燥时可进行静电喷涂。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用6316聚酯丙烯酸酯由台湾长兴公司提供，所用5016聚酯丙烯酸酯由江门恒光新材料有限公司提供，所用em231(tmpta)和em223(tpgda)由台湾长兴公司提供，所述184(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮)光引发剂和1173(1-羟基-环己基苯甲酮)光引发剂由basf公司提供，所用byk310流平剂和byk358n流平剂由byk公司提供，所用d1250滑石粉由广东鑫鑫化工厂提供，所用byk-es80导电剂由byk公司提供。其中，byk310流平剂在使用时用活性单体稀释至10％再使用。
下述实施例中，如无特殊说明，所用百分比均为质量百分比。
实施例1
一种uv腻子，该uv腻子的原料组分及用量如下表所示：
其由下述制备方法制备得到：
(1)按照上述配比，将活性单体、光引发剂、流平剂和导电助剂加入分散缸中，搅拌混合均匀，得到混合料a；
(2)在混合料a中加入填料进行混合分散，混合均匀后得到混合料b，混合过程中还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中；
(3)在混合料b中加入主体低聚物，充分混合均匀，消泡，即可。
将上述uv腻子在空气干燥(空气湿度低于70％)时应用于木材粉末涂料喷涂的前处理中，具体按照如下方式进行：在木材喷涂粉末涂料前，将uv腻子通过低压有气喷涂方式喷在木材上，然后进入uv固化炉经紫外线光子照射固化成膜。
实施例2
一种uv腻子，该uv腻子的原料组分及用量如下表所示：
其由下述制备方法制备得到：
(1)按照上述配比，将活性单体、光引发剂、流平剂和导电助剂加入分散缸中，搅拌混合均匀，得到混合料a；
(2)在混合料a中加入填料进行混合分散，混合均匀后得到混合料b，混合过程中还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中；
(3)在混合料b中加入主体低聚物，充分混合均匀，消泡，即可。
将上述uv腻子在空气干燥(空气湿度低于70％)时应用于木材粉末涂料喷涂的前处理中，具体按照如下方式进行：在木材喷涂粉末涂料前，将uv腻子通过低压有气喷涂方式喷在木材上，然后进入uv固化炉经紫外线光子照射固化成膜。
实施例3
一种uv腻子，该uv腻子的原料组分及用量如下表所示：
其由下述制备方法制备得到：
(1)按照上述配比，将活性单体、光引发剂、流平剂和导电助剂加入分散缸中，搅拌混合均匀，得到混合料a；
(2)在混合料a中加入填料进行混合分散，混合均匀后得到混合料b，混合过程中还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中；
(3)在混合料b中加入主体低聚物，充分混合均匀，消泡，即可。
将上述uv腻子在空气干燥(空气湿度低于70％)时应用于木材粉末涂料喷涂的前处理中，具体按照如下方式进行：在木材喷涂粉末涂料前，将uv腻子通过低压有气喷涂方式喷在木材上，然后进入uv固化炉经紫外线光子照射固化成膜。
实施例4
一种uv腻子，其原料组分中不包含导电助剂，其余原料组分和用量及制备方法同实施例1。
该uv腻子在空气湿润时(空气湿度大于70％)时可应用于木材粉末涂料喷涂的前处理中，具体按照如下方式进行：在木材喷涂粉末涂料前，将uv腻子通过低压有气喷涂方式喷在木材上，然后进入uv固化炉经紫外线光子照射固化成膜。
对比例1
一种uv腻子，该uv腻子的原料组分及用量如下表所示：
其中，6231环氧丙烯酸酯的粘度(25℃)为13000-25000cps，官能度为2；5360聚酯丙烯酸酯的粘度(25℃)为30000-45000cps，官能度为3。
该uv腻子由下述制备方法制备得到：
(1)按照上述配比，将活性单体、光引发剂、流平剂和其他助剂加入分散缸中，搅拌混合均匀，得到混合料a；
(2)在混合料a中加入填料进行混合分散，混合均匀后得到混合料b，混合过程中还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中；
(3)在混合料b中加入主体低聚物，充分混合均匀，消泡，即可。
对比例2
一种uv腻子，该uv腻子的原料组分及用量如下表所示：
其中，6231环氧丙烯酸酯的粘度(25℃)为13000-25000cps，官能度为2；5360聚酯丙烯酸酯的粘度(25℃)为30000-45000cps，官能度为3。
该uv腻子由下述制备方法制备得到：
(1)按照上述配比，将活性单体、光引发剂、流平剂和其他助剂加入分散缸中，搅拌混合均匀，得到混合料a；
(2)在混合料a中加入填料进行混合分散，混合均匀后得到混合料b，混合过程中还进行研磨，以使填料在混合料a中分散均匀，达到填料本身的初级粒子，并能长期稳定地悬浮在混合料b中；
(3)在混合料b中加入主体低聚物，充分混合均匀，消泡，即可。
效果实施例1
对实施例1-3和对比例1的uv腻子的性能指标进行检测，测试结果如下表所示：
由上表可知，相较于实施例1-3，对比例1采用不同于本发明的主体低聚物，制得的uv腻子粘度太大，根本无法实现喷涂。实施例4的上述效果与实施例1-3相当。
效果实施例2
对实施例1-3和对比例2的uv腻子固化后所得涂膜的性能指标进行检测，测试结果如下表所示：
由上表可知，相较于实施例1-3，对比例2采用不同于本发明的主体低聚物，并通过加入溶剂二苯丙酮以降低uv腻子的粘度，虽然制得的uv腻子可实现喷涂，但是其固化后所得涂膜的硬度、附着力和耐高温测试不通过，无法满足标准要求。实施例4的上述效果与实施例1-3相当。