一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法，稱取ε-己內(nèi)酯、順丁烯二酸酐、月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷-4,4二異氰酸酯、月桂醇、對(duì)苯二酚、流平劑、丙烯酸羥乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲乙酮、二苯甲酮、苯乙烯和偶聯(lián)劑，混合均勻后研磨出料即可；產(chǎn)品光線透過率80-98%，表面電阻率5-10×106Ω/d；發(fā)霧值0.5-2.5%，沖擊強(qiáng)度45-65MPa；表干時(shí)間5-10min，實(shí)干2-6h，鉛硬度5-10H。
【專利說明】—種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬涂料，尤其涉及一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光固化涂料又稱光敏涂料，是以紫外光為涂料固化能源，又稱紫外光固化涂料。不需加熱，可在紙張、塑料、皮革和木材等易燃底材上迅速固化成膜。主要由光敏樹脂、光敏齊U(光引發(fā)劑)和稀釋劑組成，同時(shí)加入一些添加劑，如熱穩(wěn)定劑，制備色漆時(shí)加入顏料和填料。光敏樹脂一般是帶有不飽和鍵的低分子量樹脂，如不飽和聚酯、丙烯酸系低聚物；光敏劑為易吸收紫外光產(chǎn)生活性自由基的化合物，如二苯甲酮、安息香烷基醚類；稀釋劑的主要作用是降低涂料粘度，同時(shí)也參加固化成膜，即為活性稀釋劑，如苯乙烯、丙烯酸酯等。光固化涂料優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)間短(幾分之一秒到幾分鐘)、固化溫度低、揮發(fā)分低，為省能源、省資源、無公害、高效率的涂料新品種；其缺點(diǎn)是自由基型光固化涂料固化過程受氧氣阻抑，表面固化不良。近年研究開發(fā)了離子型光固化涂料。傳統(tǒng)的涂料固化通常是通過加熱即物理干燥的方法除去高分子溶液中的溶劑，得到硬化的漆膜。UV固化則是利用紫外光的能量引發(fā)涂料中的低分子預(yù)聚體或齊聚體及作為活性稀釋劑的單體分子之間的聚合及交聯(lián)反應(yīng)，得到硬化漆膜，實(shí)質(zhì)上是通過形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。
[0003]從20世紀(jì)80年代至今，粉末涂料的產(chǎn)量飛速增長。到2001年全球粉末涂料的產(chǎn)量已達(dá)79.3萬噸，我國粉末涂料的產(chǎn)量約為13萬噸，成為全球第三大粉末涂料生產(chǎn)國。世界權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2006年世界熱固性粉末涂料的消費(fèi)總量將達(dá)110萬噸，并預(yù)計(jì)到2010年，粉末涂料在工業(yè)涂料中所占的比例將由目前的12%增長到20%，因此粉末涂料的未來發(fā)展前景廣闊。粉末涂料最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的友好性(無VOC排放)、良好的經(jīng)濟(jì)性、高的戶外耐久性及其他性能。但是，粉末涂料業(yè)存在不足:一方面是所用熱固化樹脂的固化溫度較高(180?220° C)，固化時(shí)間長(l(T30min)，這限制其只能用于金屬等耐熱基材，并且相對(duì)能耗大、費(fèi)時(shí)。另一方面，熱固化粉末涂料的熔融流平和固化開始階段有一定重疊，以致稍微掌握不好，涂層就會(huì)出現(xiàn)平整度上的缺陷，如縮孔、橘皮等令人頭痛的問題。紫外線光固化粉末涂料是一項(xiàng)將傳統(tǒng)粉末涂料和UV固化技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)。光固化粉末涂料的最大特征是工藝上分為兩個(gè)明顯的階段，涂層在熔融流平階段不會(huì)發(fā)生樹脂的早期固化，從而為涂層充分流平和驅(qū)除氣泡操作提供了充裕的時(shí)間，這樣就從根本上克服了熱固化粉末涂料的頑疾，也消除了 UV固化液態(tài)涂料的不足。
[0004]UV固化粉末涂料是粉末涂料技術(shù)與紫外光固化技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)新型涂裝技術(shù)，它綜合了傳統(tǒng)粉末涂料和液體UV固化涂料技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并在一定程度上克服了兩類涂料的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的熱固化粉末涂料要求在80—200°C下固化15—30 min，這就限制了這種技術(shù)在熱敏基材中的應(yīng)用。目前正迅速發(fā)展的、熔點(diǎn)在I 00?I 20°C的紫外光固化粉末涂層解決了這個(gè)問題。與傳統(tǒng)的熱固化粉末涂料相比，UV固化粉末涂料的熔融流平與固化是兩個(gè)獨(dú)立的過程，先使粉末顆粒通過紅外輻射加熱熔融流平，之后再進(jìn)行紫外光輻射固化，從而可以得到平整光滑的涂膜。由于UV固化粉末涂料熔融溫度低，所以可以廣泛用于熱敏基材(如紙張、橡膠、塑料)等的涂裝，這就大大擴(kuò)展了粉末涂料的應(yīng)用空間。UV固化水性涂料結(jié)合了水性涂料和光固化涂料的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展，也是今后光固化涂料主要發(fā)展方向之一。UV固化水性涂料的優(yōu)點(diǎn)是:可以使用相對(duì)分子質(zhì)量很高的齊聚體以提高對(duì)某些基材(如金屬)的粘附力并提高固化膜的其它物理性能，而不像傳統(tǒng)紫外涂層的齊聚體相對(duì)分子質(zhì)量受到施工粘度的限制；體系的粘度可用水來調(diào)節(jié)，而不必使用稀釋單體，這樣就可以避免由活性稀釋單體引起的收縮；用這種方法可以得到極薄的涂層，且設(shè)備易于清洗；水烘干后在輻照之前就可以得到觸干的涂層，這樣可以用于三維物體的表面固化，這種輻照之前就觸干的涂層減少了灰塵的吸附并且能在固化前對(duì)涂層的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。隨著社會(huì)城市化、科技化、人性化的發(fā)展，設(shè)計(jì)一種硬度高、干燥快和光線透過率高的光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法，以滿足市場需求，是非常必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]解決的技術(shù)問題:
本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有水溶性涂料硬度低、光線透過率低和干燥慢的技術(shù)問題，提供一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法。
[0006]技術(shù)方案:
一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐10-30份，月桂酸二丁基錫0.1-1份，吩噻嗪0.05-0.1份，二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯60-80份，月桂醇20-40份，對(duì)苯二酚0.2-0.8份，流平劑8_22份，丙烯酸羥乙酯40-60份，季戊四醇四丙烯酸酯15-35份，甲乙酮30-50份，二苯甲酮2-8份，苯乙烯5_25份，偶聯(lián)劑3-7份。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐15-25份，月桂酸二丁基錫0.2-0.8份，吩噻嗪0.07-0.09份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯65-75份，月桂醇25-35份，對(duì)苯二酚0.3-0.7份，流平劑12-18份，丙烯酸羥乙酯45-55份，季戊四醇四丙烯酸酯20-30份，甲乙酮35-45份，二苯甲酮3-7份，苯乙烯10-20份，偶聯(lián)劑4-6份。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐20份，月桂酸二丁基錫0.5份，吩噻嗪0.08份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯70份，月桂醇30份，對(duì)苯二酚0.5份，流平劑15份，丙烯酸羥乙酯50份，季戊四醇四丙烯酸酯25份，甲乙酮40份，二苯甲酮5份，苯乙烯15份，偶聯(lián)劑5份。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述流平劑采用聚二甲基硅氧烷或三聚氰胺甲醛樹脂。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述偶聯(lián)劑采用鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的制備方法步驟為:
第一步:稱取ε-己內(nèi)酯、順丁烯二酸酐、月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、月桂醇、對(duì)苯二酚、流平劑、丙烯酸羥乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲乙酮、二苯甲酮、苯乙烯和偶聯(lián)劑； 第二步:將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在70-90°C下攪拌50-60min ；
第三步:邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，80-90°C下攪拌2-6h ； 第四步:加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨20-24h出料。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述第二步中的攪拌速度為200-400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述第三步中的攪拌速度為300-400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0014]有益效果:
本發(fā)明所述一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料及其制備方法采用以上技術(shù)方案和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、產(chǎn)品光線透過率80-98%，表面電阻率5-10 X 16 Ω /d ;2、發(fā)霧值0.5-2.5%，沖擊強(qiáng)度45-65MPa ;3、表干時(shí)間5_10min，實(shí)干2_6h ;4、鉛硬度5-10H，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。

【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
按重量份數(shù)配比稱取ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐10份，月桂酸二丁基錫0.1份，吩噻嗪0.05份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯60份，月桂醇20份，對(duì)苯二酚0.2份，三聚氰胺甲醛樹脂8份，丙烯酸羥乙酯40份，季戊四醇四丙烯酸酯15份，甲乙酮30份，二苯甲酮2份，苯乙烯5份，硅烷偶聯(lián)劑3份。
[0016]將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在70°C下攪拌50min，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0017]邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，80°C下攪拌2h，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘，加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨20h出料。
[0018]產(chǎn)品光線透過率80%，表面電阻率5 XlO6 Ω/d ;發(fā)霧值2.5%，沖擊強(qiáng)度45MPa ;表干時(shí)間lOmin，實(shí)干6h，鉛硬度5H。
[0019]實(shí)施例2:
按重量份數(shù)配比稱取ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐30份，月桂酸二丁基錫I份，吩噻嗪0.1份，二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯80份，月桂醇40份，對(duì)苯二酚0.8份，三聚氰胺甲醛樹脂22份，丙烯酸羥乙酯60份，季戊四醇四丙烯酸酯35份，甲乙酮50份，二苯甲酮8份，苯乙烯25份，硅烷偶聯(lián)劑7份。
[0020]將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在90°C下攪拌60min，攪拌速度為400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0021]邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，90°C下攪拌6h，攪拌速度為400轉(zhuǎn)/分鐘，加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨24h出料。
[0022]產(chǎn)品光線透過率85%，表面電阻率6 X 16 Ω/d ;發(fā)霧值2%，沖擊強(qiáng)度50MPa ;表干時(shí)間9min,實(shí)干3h,鉛硬度6H。
[0023]實(shí)施例3:
按重量份數(shù)配比稱取ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐15份，月桂酸二丁基錫0.2份，吩噻嗪0.07份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯65份，月桂醇25份，對(duì)苯二酚0.3份，聚二甲基硅氧烷12份，丙烯酸羥乙酯45份，季戊四醇四丙烯酸酯20份，甲乙酮35份，二苯甲酮3份，苯乙烯10份，硅烷偶聯(lián)劑4份。
[0024]將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在75°C下攪拌52min，攪拌速度為250轉(zhuǎn)/分鐘。
[0025]邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，82°C下攪拌3h，攪拌速度為330轉(zhuǎn)/分鐘，加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨21h出料。
[0026]產(chǎn)品光線透過率90%，表面電阻率7 X 16 Ω/d ;發(fā)霧值1.5%，沖擊強(qiáng)度55MPa ;表干時(shí)間8min,實(shí)干4h,鉛硬度8H。
[0027]實(shí)施例4:
按重量份數(shù)配比稱取ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐25份，月桂酸二丁基錫0.8份，吩噻嗪0.09份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯75份，月桂醇5份，對(duì)苯二酚0.7份，聚二甲基硅氧烷18份，丙烯酸羥乙酯55份，季戊四醇四丙烯酸酯30份，甲乙酮45份，二苯甲酮7份，苯乙烯20份，鈦酸酯偶聯(lián)劑6份。
[0028]將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在85°C下攪拌58min，攪拌速度為350轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029]邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，88°C下攪拌5h，攪拌速度為370轉(zhuǎn)/分鐘，加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨23h出料。
[0030]產(chǎn)品光線透過率95%，表面電阻率8 X 16 Ω/d ;發(fā)霧值1%，沖擊強(qiáng)度60MPa ;表干時(shí)間9min,實(shí)干5h,鉛硬度9H。
[0031]實(shí)施例5:
按重量份數(shù)配比稱取ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐20份，月桂酸二丁基錫0.5份，吩噻嗪0.08份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯70份，月桂醇30份，對(duì)苯二酚0.5份，聚二甲基硅氧烷15份，丙烯酸羥乙酯50份，季戊四醇四丙烯酸酯25份，甲乙酮40份，二苯甲酮5份，苯乙烯15份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份。
[0032]將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在80°C下攪拌55min，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0033]邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，85°C下攪拌4h，攪拌速度為350轉(zhuǎn)/分鐘，加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨22h出料。
[0034]產(chǎn)品光線透過率98%，表面電阻率10X 16Ω/d ;發(fā)霧值0.5%，沖擊強(qiáng)度65MPa ;表干時(shí)間5min，實(shí)干2h，鉛硬度10H。
[0035]以上實(shí)施例中的所有組分均可以商業(yè)購買。
[0036]上述實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行闡述，而不是限制，因此在和本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)該認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，其特征在于，所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐10-30份，月桂酸二丁基錫0.1-1份，吩噻嗪0.05-0.1份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯60-80份，月桂醇20-40份，對(duì)苯二酚0.2-0.8份，流平劑8-22份，丙烯酸羥乙酯40-60份，季戊四醇四丙烯酸酯15-35份，甲乙酮30-50份，二苯甲酮2-8份，苯乙烯5-25份，偶聯(lián)劑3-7份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，其特征在于，所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐15-25份，月桂酸二丁基錫0.2-0.8份，吩噻嗪0.07-0.09份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯65-75份，月桂醇25-35份，對(duì)苯二酚0.3-0.7份，流平劑12-18份，丙烯酸羥乙酯45-55份，季戊四醇四丙烯酸酯20-30份，甲乙酮35-45份，二苯甲酮3-7份，苯乙烯10-20份，偶聯(lián)劑4_6份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，其特征在于，所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的原料按重量份數(shù)配比如下:ε -己內(nèi)酯100份，順丁烯二酸酐20份，月桂酸二丁基錫0.5份，吩噻嗪0.08份，二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯70份，月桂醇30份，對(duì)苯二酚0.5份，流平劑15份，丙烯酸羥乙酯50份，季戊四醇四丙烯酸酯25份，甲乙酮40份，二苯甲酮5份，苯乙烯15份，偶聯(lián)劑5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，其特征在于:所述流平劑采用聚二甲基硅氧烷或三聚氰胺甲醛樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑采用鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑。
6.一種權(quán)利要求1所述光固化金屬粉末復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:稱取ε-己內(nèi)酯、順丁烯二酸酐、月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷-4，4 二異氰酸酯、月桂醇、對(duì)苯二酚、流平劑、丙烯酸羥乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲乙酮、二苯甲酮、苯乙烯和偶聯(lián)劑； 第二步:將月桂酸二丁基錫、吩噻嗪、二苯基甲烷_4，4 二異氰酸酯、順丁烯二酸酐、苯乙烯和ε -己內(nèi)酯，加入反應(yīng)釜中進(jìn)行混合，在70-90°C下攪拌50-60min ； 第三步:邊攪拌邊加入對(duì)苯二酚、月桂醇和丙烯酸羥乙酯，80-90°C下攪拌2-6h ； 第四步:加入剩余原料，送入球磨機(jī)中研磨20-24h出料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于:所述第二步中的攪拌速度為200-400轉(zhuǎn)/分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光固化金屬粉末復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于:所述第三步中的攪拌速度為300-400轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號(hào)】C09D4/02GK104341823SQ201410551816
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】劉莉 申請(qǐng)人:蘇州萊特復(fù)合材料有限公司