專利名稱：自修復型紫外光固化漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別地，涉及一種自修復型紫外光固化漆。
背景技術(shù)：
紫外光固化涂料，與傳統(tǒng)涂料相比，具有固化速度快，節(jié)省能源、漆膜性能好、適合自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因而被廣泛應用于手機、化妝品、電腦等領(lǐng)域。為使漆膜的表面不因劃傷而影響產(chǎn)品的美觀，現(xiàn)有技術(shù)一般采用增加漆膜硬度和增強漆膜表面光滑度來提高漆膜的抗劃傷性。該方法雖然能在一定程度上提高漆膜的耐劃傷性，但會顯著降低漆膜的柔韌性，導致漆膜的耐彎折以及耐鋼絲絨性能下降，不具有自 修復性能；同時，由于提高硬度而增加了漆膜的交聯(lián)密度，因此固化涂層的內(nèi)應力顯著增加，易導致漆膜涂層對基材的附著穩(wěn)定性變差而影響使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種自修復型紫外光固化漆，以解決現(xiàn)有技術(shù)中紫外光固化漆沒有自修復能力，穩(wěn)定性差，柔韌性差，耐彎折性能低，耐摩擦能力差的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種自修復型紫外光固化漆，包括重量份為5 15的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、8 18的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、5^15的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、Γ10的高官能丙烯酸酯單體、O. 2^0. 5附著力促進齊[J、0. 3^0. 5的光引發(fā)劑、4(Γ80的稀釋劑和O. 2^0. 5的助劑。進一步地，聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物為8 12重量份。進一步地，丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物為1(Γ15重量份。進一步地，高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物為8 12重量份。進一步地，附著力促進劑為硅烷偶聯(lián)劑和磷酸酯改性丙烯酸酯單體。進一步地，高官能丙烯酸酯單體為61重量份。進一步地，高官能丙烯酸單體為3官能度或4官能度丙烯酸酯單體。進一步地，包括重量份為8的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、11的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、8的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、6的高官能丙烯酸酯單體、O. 3附著力促進劑、O. 4的光引發(fā)劑、80的稀釋劑和O. 4的助劑。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的自修復型紫外光固化漆，經(jīng)涂裝后所得漆膜具有劃痕自修復功能，采用銅刷以2000g負重摩擦漆膜表面，劃痕自修復時間為5 30秒。負載IOOOg條件下硬度達3H，鋼絲絨耐磨達600次以上，彎折90度無開裂現(xiàn)象，RCA耐磨試驗達1500次以上；且涂覆于PC、ABS、PMMA、PC/ABS、不銹鋼、鎂合金、鋅合金等基材表面附著力好。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
具體實施例方式以下結(jié)合說明書對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本發(fā)明的目的在于提供一種自修復型紫外光固化漆，在具有優(yōu)異自修復能力情況下，保證漆膜其它使用性能穩(wěn)定性。自修復型紫外光固化漆包括重量份為5 15的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、8^18的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、5 15的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、Γ10的高官能丙烯酸酯單體、O. 2^0. 5附著力促進劑、O. 3^0. 5的光引發(fā)劑、4(Γ80的稀釋劑和O. 2^0. 5的助劑。其中高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物為6官能度、9官能度中任意一官能度的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。本文所提到的官能為聚合物或活性單體的官能度，其中官能度是指聚合物或活性單體所含丙烯酸酯基團中不飽和雙鍵的數(shù)目。 由于紫外光固化漆在紫外光的作用下容易產(chǎn)生自由基，自由基導致紫外光固化漆的組分發(fā)生交聯(lián)固化現(xiàn)象。聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物是一種光固化樹脂，它可以吸附紫外光固化漆中的自由基，并形成新化學結(jié)構(gòu)的涂層以彌補固化的涂層，從而具有自修復能力。但是將聚酯型聚氨酯丙烯酸酯添加到紫外光固化漆中將影響紫外光固化漆的穩(wěn)定性，同時影響聚酯型聚氨酯丙烯酸樹脂的自修復能力。為了提高紫外光固化漆的自修復能力和穩(wěn)定性，同時保證紫外光固化漆的硬度和韌性，本發(fā)明紫外光固化漆中添加了丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、高官能丙烯酸酯單體；其中高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物含功能官能團數(shù)目多，鏈長相對較短，在漆膜中具有較短的分子鏈，能增強漆膜的硬度。但是短鏈的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物在固化過程中易導致漆膜出現(xiàn)裂痕，而丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物由于其官能團少，分子鏈長，柔韌性能較優(yōu)，在固化過程中能緩沖高硬度的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物產(chǎn)生的成膜應力，防止固化時崩裂。此夕卜，丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物的加入，使紫外光固化漆在塑膠和金屬基材上具有優(yōu)秀的附著力。高官能丙烯酸酯單體能充分溶解和稀釋樹脂類物質(zhì)，調(diào)節(jié)漆膜體系黏度，增加漆膜流平性；同時還能參與光固化反應，進而調(diào)整漆膜在固化時的交聯(lián)密度，增強漆膜的耐磨以及抗劃傷性。本發(fā)明將5 15重量份的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、8 18重量份的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、5 15重量份的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、Γ10重量份的高官能丙烯酸酯單體、O. 2^0. 5重量份的附著力促進劑、O. 3^0. 5重量份的光引發(fā)劑、4(Γ80重量份的稀釋劑和O. 2^0. 5重量份的助劑。各材料之間相互作用，使紫外光固化漆兼顧自修復能力和穩(wěn)定性，同時紫外光固化漆的硬度、附著力、耐摩擦力的性能顯著提高。若聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物的含量過低，則紫外光固化漆的自修復能力降低，紫外光固化漆的穩(wěn)定性能變差。若丙烯酸改性含溶劑型低聚物含量過低，則紫外光固化漆的柔韌性變低，漆膜容易出現(xiàn)裂痕。當然所加入單體的量對漆膜性能也是有影響的；當然添加單體過多時，漆膜脆性增大耐沖擊力下降；而如果單體添加量較少，則漆膜的耐磨和抗劃傷能力較低。進一步地，聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物優(yōu)選為為8 12重量份，當聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的含量為8 12重量份時，紫外光固化漆既能保證良好的劃痕自修復效果，同時又能保證一定的硬度又不至于由于硬度過高而喪失漆膜的韌性，且所成紫外光固化漆的各項性能最優(yōu)。進一步地，丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物優(yōu)選為1(Γ15重量份。當丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物的含量為1(Γ15重量份時，紫外光固化漆的韌性強，可耐90°彎折。進一步地，高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物優(yōu)選為8 12重量份，其紫外光固化漆的硬度和耐磨性能強。進一步地，高官能丙烯酸酯單體優(yōu)選為61重量份，其紫外光固化漆的耐沖擊性能，耐磨性能強。進一步地，高官能丙烯酸單體優(yōu)選為的3官能度或4官能度丙烯酸酯單體，其紫外光固化漆的自修復性能、耐磨性能、韌性均最佳。
進一步地，附著力促進劑為硅烷偶聯(lián)劑和磷酸酯改性丙烯酸酯單體，可保證硬涂層在固化收縮時可牢固錨定基材，穩(wěn)定固化涂層對基材的附著力，從而使得漆膜在具有高硬度的同時附著力也有保證。進一步地，自修復型紫外光固化漆包括重量份為8的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、11的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、8的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、6的高官能丙烯酸酯單體、O. 3附著力促進劑、O. 4的光引發(fā)劑、80的稀釋劑和O. 4的助劑，其耐磨性能、耐摩擦性能、耐彎折性能、自修復性能、硬度均最佳。實施例本發(fā)明提供紫外光固化自修復漆，所需固化能量為60(Tl000mJ/Cm2，具體可由紫外燈提供。本文中各類樹脂均為公知常用的樹脂，本文實施例中采用的高官能丙烯酸酯單體為二季戊四醇六丙烯酸酯。以下實施例中，具有硬質(zhì)橡膠彈性的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物，為購自日本合化學的 UV-SH100 和 UV-SH200。丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物為購自臺灣長興化學的6071和6076。高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物為購自美國沙多瑪公司的CN9013，臺灣長興化學的6145-100。高官能丙烯酸酯單體為購自臺灣長興化學的EM231和EM241。光引發(fā)劑中α -輕基環(huán)己基苯酮型號為Irgacure 184購自瑞士 Ciba公司，2, 4, 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦型號為Darocur TPO購自瑞士 Ciba公司。助劑中，消泡劑為聚甲基烷基硅氧烷溶液型號為BYK 077、流平劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚體型號為ΒΥΚ333，均購自德國BYK公司。助劑能提高紫外光固化自修復漆的涂布性能及使用性能。附著力促進劑中硅烷偶聯(lián)劑購自美國聯(lián)碳公司的Α-171，磷酸酯改性丙烯酸酯單體為購自美國沙多瑪公司的CD9050。這兩類附著力促進劑的合理搭配能有效地增強漆膜在多種素材上的附著力。稀釋劑為乙酸乙酯、乙二醇丁醚、丙二醇乙醚乙酸酯，均為市售分析純。實施例廣5自修復型紫外光固化漆的制備方法如下(a)將實施例f 5中的自修復型紫外光固化漆組成中黏度較高的樹脂在4(T70°C下預熱Γ2小時，用2/3體積的稀釋劑充分溶解上述樹脂，其中2/3體積是指按紫外光固化復漆中稀釋劑的重量份數(shù)稱取后，稀釋劑體積的2/3，以下稀釋劑的添加類同。
(b)將按比例稱量的丙烯酸酯單體、光引發(fā)劑、附著力促進劑和助劑加入，在4(T70°C下攪拌1(Γ40分鐘，攪拌速度40(Tl000轉(zhuǎn)/分鐘。(c)將按比例稱量的助劑和1/3體積的稀釋劑加入，50(Γ1200轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌10^30分鐘，用400目濾布過濾得到產(chǎn)品。實施例f 5自修復型紫外光固化漆涂裝固化方法將實施例Γ5制得的紫外光固化自修復漆噴涂于基材上，涂裝漆膜厚為20微米，60°C紅外燈照射下流平8分鐘，800mJ/cm2能量固化。將實施例1飛中所制得紫外光固化自修復漆噴涂至PC、ABS、PMMA、PC/ABS、金屬基材表面，涂裝方法同上。實施例f 5中紫外光固化漆各成分重量份數(shù)列于表I中。表I實施例1飛的紫外光固化漆的配方

實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5
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而漆組分量 而漆組分量 而漆組分量 而漆組分量 而漆組分量
__#___位___#___IJt___
聚酯型聚氨聚酯型聚氨聚酯型聚氨聚酯型聚氨聚酯型聚氨
酯丙烯酸酯 5 酯丙烯酸酯 8 —酯丙烯酸酯 15 酯丙烯酸酯 12 酯丙烯酸酯 10
低聚物___低聚物___低聚物___低聚物___低聚物__
丙烯酸改質(zhì)內(nèi)烯酸改質(zhì)丙烯酸改質(zhì)丙烯酸改質(zhì)丙爆酸改質(zhì)
含溶劑型低 18 含溶劑型低 11 含溶劑型低 8 含溶劑型低 10 含溶劑型低15
聚物___mm___mm___mm___'mm__
高官能聚氨高官能聚氨高官能聚氨高官能聚氨高官能聚氨
酯丙烯酸酷 5 酯丙烯酸酯 8 酯丙烯酸酯 10 酷丙烯酸酯 I 酯丙烯酸酯 15
低聚物___低聚物___低聚物___低聚物___低聚物 _
高宮能丙烯 m 高官能丙烯高官能丙燏高官能丙烯高官能丙烯7~
酸酯單體___酸酯單體___酸酯單體___酸酯單體___酸酯單體 _
硅烷偶聯(lián) 硅烷偶聯(lián)劑 烷偶聯(lián)劑1 Γ硅烷偶聯(lián)劑_ 0.2 硅烷偶聯(lián)劑0.1磷酸酯改性磷酸酯改性磷酸酯改性磷酸酯改性磷酸酯改性
丙烯酸酯單0.2內(nèi)烯酸酯單0.1丙烯酸酯單0.2內(nèi)烯酸酯單U 2 內(nèi)烯酸酯單0.1
體___W___#___#___#__
α-輕基環(huán)己α-輕基環(huán)己α-輕基環(huán)己 ^ α-輕基環(huán)己 α-輕基環(huán)己
基苯甲酮基苯甲酮基苯甲酮基苯甲酮基苯甲酮
2，4，6-三甲2，4，6-二甲2,4,6-H￥2，4，6-二甲2,4,6-三甲
基苯甲?；郊柞；郊柞；郊柞；郊柞；?br> .—:苯基氧化 ' .—苯基氧化 ' .—:苯基氧化.—:苯基氧化.—:苯基氧化
膦___m___ ___m___*__
流平劑1 流平劑流平劑—0.1流平劑0.2—流平劑0.2
消泡劑0.3 消泡劑0.2 消泡劑0.1消泡劑0.1消泡劑0.2
內(nèi)一.醇乙醚丙二醇乙醚~內(nèi).+—1:醇乙醚丙二醇乙醚丙二醇乙醚I"
乙酸酯乙酸酯乙酸酯乙酸酯乙酸酯
乙二醇丁謎乏二醇丁謎H乙二醇丁f10乙二醇丁謎20 _乙二醇丁謎23
乙酸乙酯18 乙酸乙釀60乙酸乙酷10乙酸乙酷19乙酸乙酯18對比例I按照中國發(fā)明專利CN200780009549. 5實施例1中提到的油漆配比及方法制備紫外光固化漆。
對比例215重量份的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、10重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、5重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸樹脂、12重量份的高官能丙烯酸單體、5重量份的單官能官丙烯酸酯單體、O. 2重量份的附著力促進劑、O. 3重量份的光引發(fā)劑、20 60重量份的稀釋劑和O. 5重量份的助劑組成。對比例32重量份的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、25重量份的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、3重量份的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、15重量份的高官能丙烯酸酯單體、O. 4重量份附著力促進劑、O. 3重量份的光引發(fā)劑、50重量份的稀釋劑和O. 3重量份的助劑。對比例425重量份的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、15重量份的高官能聚氨酯丙烯酸酯低 聚物、10重量份的高官能丙烯酸酯單體、O. 4重量份附著力促進劑、O. 3重量份的光引發(fā)劑、80重量份的稀釋劑和O. 3重量份的助劑。對比例525重量份的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、3重量份的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、15重量份的高官能丙烯酸酯單體、O. 4重量份附著力促進劑、O. 3重量份的光引發(fā)劑、50重量份的稀釋劑和O. 3重量份的助劑。將實施例1飛和對比例1飛進行附著力、自修復力、鉛筆硬度、耐磨性能、耐彎折性能進行檢測，檢測結(jié)果列于表I中。各實施例漆面鋼絲絨耐磨測試按RM W1-QMR-06-002標準測試，即在Taber 5700線性耐磨儀(Taber工業(yè)制造)上，采用0000 #鋼絲絨并在負重IOOOg條件下，對漆膜表面進行摩擦，循環(huán)速度為25次/分鐘,摩擦長度為2. 5厘米。RCA耐磨測試方法為常規(guī)RCA耐磨測試方法，采用Norman RCA耐磨測試儀，漆膜負重 175g。耐彎折性能按國家標準GB/T12754-1991測試。鉛筆硬度測試按國家標準GB/T 6739-2006測試，負重IOOOg ;附著力測試按GB9286-1998標準測試。劃痕自修復測試方法在常溫(25°C)下，用銅刷(負重重2000g)來回刷10次，測試固化涂層產(chǎn)生劃傷的恢復時間。表3實施例1飛和對比例I飛的性能測試結(jié)果表
權(quán)利要求
1.一種自修復型紫外光固化漆，其特征在于，包括重量份為5 15的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、8 18的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、5 15的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、 4^10的高官能丙烯酸酯單體、O. 2^0. 5附著力促進劑、O. 3^0. 5的光引發(fā)劑、4(Γ80的稀釋劑和O. 2^0. 5的助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物為8 12重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物為1(Γ15重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物為8 12重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述附著力促進劑為硅烷偶聯(lián)劑和磷酸酯改性丙烯酸酯單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述高官能丙烯酸酯單體為6、重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，所述高官能丙烯酸單體為3官能度或4官能度丙烯酸酯單體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復型紫外光固化漆，其特征在于，包括重量份為8的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、11的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、8的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、6的高官能丙烯酸酯單體、O. 3附著力促進劑、O. 4的光引發(fā)劑、80的稀釋劑和O. 4 的助劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自修復型紫外光固化漆，包括重量份為5~15的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯低聚物、8~18的丙烯酸改質(zhì)含溶劑型低聚物、5~15的高官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物、4~10的高官能丙烯酸酯單體、0.2~0.5附著力促進劑、0.3~0.5的光引發(fā)劑、40~80的稀釋劑和0.2~0.5的助劑。解決了現(xiàn)有技術(shù)中紫外光固化漆沒有自修復能力，穩(wěn)定性差，柔韌性差，耐彎折性能低，耐摩擦能力差的技術(shù)問題。
文檔編號C09D175/14GK103013324SQ20121056229
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者李碧輝, 繆培凱 申請人:湖南松井新材料有限公司