專利名稱：一種紫外光快速固化涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紫外光固化涂料。
光固化材料近幾年來發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)了許多的品種。通常，光固化樹脂是一種一元或二元混合物，光敏稀釋劑是二元或三元混合物。這使得光固化材料的剛度、韌性和抗老化性能不好，并且有刺激氣味。傳統(tǒng)使用的光敏固化劑是安息香醚類化合物，這種光敏固化劑的主要缺點(diǎn)是引發(fā)速度慢，導(dǎo)致儲(chǔ)存穩(wěn)定性能差，聚合時(shí)變黃嚴(yán)重，分解后有殘余氣體放出，與光敏樹脂相容性差，并且自身合成工藝復(fù)雜，合成原料有毒。
中國專利CN1047104A提出了一種紫外光快速固化三元復(fù)合的光纖涂料，該發(fā)明涂料采用有機(jī)硅、聚氨酯、環(huán)氧三種不同類型的光敏樹脂作為光固化樹脂在一定程度上提高了涂料的低溫性能、柔軟度適中，強(qiáng)度高。但該涂料主要適合于作光纖涂料，耐熱，抗?jié)癫?、光澤等性能并不好?br> 本發(fā)明的目的是提供一種快速固化、高光澤、高附著力、高韌性、耐熱性能優(yōu)越，貯存穩(wěn)定，抗老化的紫外光固化涂料。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的涂料是由光固化樹脂、光敏稀釋劑、光敏改性劑、固化劑和流平劑組成；其中光固化樹脂包括丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯，丙烯酸芳香聚氨酯和丙烯酸脂肪聚氨酯，它們占涂料中的重量份數(shù)分別是52—88份、41—42份、63—90份；光敏稀釋劑包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯和乙基丙烯酸—2—乙氧基酯，它們占涂料中的重量份數(shù)分別是42—61份，32—41份，36—57份，26—53份和57—78份；光敏改性劑包括聚碳硅烷丙烯酸酯，它占涂料中的重量百分?jǐn)?shù)是8—15份，固化劑包括二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑，它占涂料中重量份數(shù)為1.5—5份，流平劑包括丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物，它占涂料中的重量份數(shù)為1—3份。
光固化樹脂是決定紫外光固化材料物理機(jī)械性能的主要組份，對(duì)材料的許多重要的性能，如剛度、粘度、固化速度、附著力、表面狀況、耐老化性能等有極大的影響。丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯分子中含有環(huán)氧基、羥基，這些極性基團(tuán)對(duì)被粘附材料有很強(qiáng)的附著力，成膜物剛度大，硬度大，耐老化性能好，但韌性不好。丙烯酸芳香聚氨酯分子中有氨酯基團(tuán)，它的柔韌性好，固化成膜后表面光潔度高，附著力強(qiáng)，但分子中存在芳香苯環(huán)，所以耐老化性稍差，而耐高、低溫及沖擊性能好。丙烯酸脂肪聚氨酯分子中有氨酯基團(tuán)，因而柔韌性好，固化成膜后表面光潔度高，并且分子中無苯環(huán)，所以耐老化性能特別突出。但是丙烯酸脂肪聚氨酯的價(jià)格最貴。綜合以上三種物質(zhì)的性能，本發(fā)明采用了以上三種光敏固化樹脂共混，互相取長補(bǔ)短，克服了單一組分的缺點(diǎn)。
由于光敏固化樹脂及其改性物一般粘度都比較高，難以正常施工應(yīng)用，所以必須添加稀釋劑，并且該稀釋劑是一種光敏稀釋劑，即具有固化前的稀釋功能和固化過程中參與固化的功能。本發(fā)明中采用的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯分子中分別含有三個(gè)活性雙鍵。這三個(gè)活性雙鍵在光敏劑和紫外光的作用下會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成體型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加該涂料的剛硬度和耐老化、耐熱性能。這兩個(gè)活性稀釋劑在體系中起到一個(gè)三官能團(tuán)交聯(lián)劑的作用。二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯，己二醇二丙烯酸酯分子中分別含有二個(gè)活性雙鍵，這兩個(gè)活性雙鍵在光敏劑和紫外光的作用下會(huì)發(fā)生鍵增長反應(yīng)，形成線型結(jié)構(gòu)，增加涂料的柔性，所以這兩個(gè)活性稀釋劑在體系中起到一個(gè)雙官能團(tuán)增柔劑的作用。乙基丙烯酸—2—乙氧基酯分子中含有一個(gè)活性雙鍵，這個(gè)活性雙鍵在光敏劑和紫外光的作用下會(huì)和另一個(gè)雙鍵發(fā)生發(fā)應(yīng)，從而終止鏈增長。所以這個(gè)活性稀釋劑起到一個(gè)單官能團(tuán)鏈終止劑的作用。本發(fā)明所用光敏稀釋劑為無色透明、無氣味的液體。
光敏改性劑采用聚碳硅烷丙烯酸酯以改善光敏涂料的耐熱性。因?yàn)榫厶脊柰楸┧狨ブ泻袩岱€(wěn)定性很好的Si-C鍵，光敏固化劑在配方中用量很少，但對(duì)材料中的許多性能有關(guān)鍵性的影響，如聚合速度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性。本發(fā)明中采用二茂鐵改性二苯甲酮作光敏固化劑，克服了使用安息香醚類化合帶來的所有缺點(diǎn)，具有用量少，固化速度快，儲(chǔ)存穩(wěn)定性高，固化時(shí)不泛黃的優(yōu)點(diǎn)。
流平劑采用丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物，與光敏樹脂相容性好，流平效果很好。
配制本發(fā)明的涂料時(shí)，首先將聚碳硅烷丙烯酸酯在60—80℃下用乙基丙烯酸—2—乙氧基酯溶解，形成溶液A；將二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑在40—60℃下用二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯溶解，形成溶液H，將丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物在40—60℃下用季戊四醇三丙烯酸酯稀釋，形成溶液C，將A、H和C分別加入反應(yīng)容器中，攪拌2小時(shí)后，加入丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯，半小時(shí)后加入丙烯酸芳香聚氨酯，再半小時(shí)后加入丙烯酸脂肪聚氨酯，再半小時(shí)后加三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯，加完后升溫至45—55℃，攪拌反應(yīng)3小時(shí)，出料即得產(chǎn)品。
使用時(shí)，將上述涂料均勻地涂覆在物品上后，用波長300—400nm、功率1—10kw的紫外光照射1—10秒即可固化。
本發(fā)明涂料與傳統(tǒng)紫外光固化涂料相比，具有固化速度快、高光澤、高附著力、高韌性、耐熱性能優(yōu)越、貯存穩(wěn)定、抗老化的優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的紫外光固化涂料。
實(shí)施例1按說明書中方法配制。各組分重量份數(shù)分別為，丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯 88丙烯酸芳香聚氨酯12丙烯酸脂肪聚氨酯40
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 61季戊四醇三丙烯酸酯 41二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯 51己二醇二丙烯酸酯53乙基丙烯酸—2—乙氧基酯 18聚碳硅烷丙烯酸酯15二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑5丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物3上述為配方1#。實(shí)施例2同上例方法配制。
丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯 52丙烯酸芳香聚氨酯 41丙烯酸脂肪聚氨酯 63三羥甲基丙烷三丙烯酸酯42季戊四醇三丙烯酸酯32二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯36己二醇二丙烯酸酯 28乙基丙烯酸—2—乙氧基酯 51聚碳硅烷丙烯酸酯 8
二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑 15丙烯酸甲酯和丙烯酸J酯共聚物1上述為配方2#。實(shí)施例3按上例方法配制。
丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯64丙烯酸芳香聚氨酯 54丙烯酸脂肪聚氨酯 12三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 53季戊四醇三丙烯酸酯 36二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯 46己二醇二丙烯酸酯 45乙基丙烯酸—2—乙氧基酯64聚碳硅烷丙烯酸酯 12二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑 35丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物 2上述為配方3#對(duì)上述三種配方的涂料進(jìn)行各種性能測試，其結(jié)果見表1。
表1三種配方的涂料的性能參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種紫外光快速固化涂料，其特征是它是由光固化樹脂、光敏稀釋劑、光敏改性劑、固化劑和流平劑組成，其中光固化樹脂包括丙烯酸雙酚A型環(huán)氧酯，丙烯酸芳香聚氨酯和丙烯酸脂肪聚氨酯，它們占涂料中的重量份數(shù)分別是52—88份，41—12份，63—90份；光敏稀釋劑包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯和乙基丙烯酸—2—乙氧基酯，它們占涂料中的重量份數(shù)分別是42—61份，32—41份，36—57份，26—53份和57—18份；光敏改性劑包括聚碳硅烷丙烯酸酯，它占涂料中的重量份數(shù)是8—15份，固化劑包括二茂鐵改性二苯甲酮光敏劑，它占涂料中重量份數(shù)為1.5—5份，流平劑包括丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物，它占涂料中的重量份數(shù)為1—3份。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外光快速固化涂料，它是由三元光固化樹脂、五元光敏稀釋劑以及光敏改性劑、固化劑和流平劑以適量的比例組成。該涂料能克服傳統(tǒng)紫外光固化涂料的缺點(diǎn)，具有快速固化，高光澤，高附著力，高韌性，耐熱性能優(yōu)越，貯存穩(wěn)定、抗老化的優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的紫外光固化涂料。
文檔編號(hào)C09D4/06GK1114331SQ94111058
公開日1996年1月3日 申請(qǐng)日期1994年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月1日
發(fā)明者李珊瑚 申請(qǐng)人:李珊瑚