CN109609002B

CN109609002B - 一种用于木材表面的紫外光固化底漆及其制备方法

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Publication number: CN109609002B
Application number: CN201811451608.0A
Authority: CN
Inventors: 汪汉军
Original assignee: Zhuhai Zhanchen New Material Co ltd
Current assignee: Zhuhai Zhanchen New Material Co ltd
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2038-11-29
Also published as: CN109609002A

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于木材表面的紫外光固化底漆及其制备方法。本发明所提供的紫外光固化底漆，以总计为100重量份计，包括如下重量份组分：UV树脂40～80份；光引发剂2～4份；分散剂1～3份；润湿剂1～2份；非硅类消泡剂0.05～0.2份；硝化棉浆0～10份；流平剂0.1～2份；附着力促进剂0.1～1.0份；防沉剂0.1～2份；活性单体5～30份；填料5～30份。与现有技术相比，本发明提供的紫外线光固化底漆，对木材进行喷涂涂装时的入孔性很好，提高底漆填充效率，减少涂装次数，提高经济效益。且涂膜具有填充好、好打磨、透明度高等特点。

Description

一种用于木材表面的紫外光固化底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于木材表面的紫外光固化底漆及其制备方法。

背景技术

紫外光固化涂料是一种环保节能型涂料，其固化能耗约为热固化的1/5，且没有或者很低的挥发性有机化合物(VOC)排放特点，固化速率快，固化温度低，节能环保，生产效率高，适合流水线生产。紫外光固化涂料一般由低聚物、单体、光引发剂及助剂组成，经过紫外光辐射引起光引发剂分解，生成活性自由基引发单体或低聚物聚合交联，从而形成涂层。近些年，紫外光固化涂料在光纤涂层、CD涂层/DVD粘合剂、信用卡、木材、饮料罐、食品包装、杂志封面等都有着十分迅速的发展。

然而，由于现有紫外光固化涂料中的UV树脂分子量都很大，将其喷涂于木材表面时，其对木材表面导管的入孔性很差，导致底漆表面出现缩孔现象。因而，在木材表面喷涂涂料之前，需要对木材表面进行多次打磨，且为了将木材表面填平，还需多次喷涂底漆，工序繁多，油漆浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种用于木材表面的紫外光固化底漆，旨在解决现有紫外光固化涂料对木材导管的入孔性很差等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种上述紫外光固化底漆的制备方法，旨在为制备上述紫外光固化底漆提供一种简便可行的方法。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种用于木材表面的紫外光固化底漆，以总计为100重量份计，包括如下重量份组分：

本发明的一方面，提供了一种用于木材表面的紫外光固化底漆的制备方法，包括：

按照上述紫外光固化底漆的配方称取各组分；

将所述UV树脂、所述活性单体、所述分散剂、所述润湿剂、所述非硅类消泡剂、所述硝化棉浆、所述流平剂和所述防沉剂进行第一混料处理，得第一混料物；

将所述填料加入所述第一混料物中，进行第二混合处理，得第二混料物，

将所述光引发剂和所述附着力促进剂加入所述第二混料物中，进行第三混料处理，得到所述紫外光固化底漆。

与现有技术相比，本发明紫外光固化底漆中，根据木材表面的特点，综合利用UV树脂、光引发剂、分散剂、润湿剂、非硅类消泡剂、硝化棉浆、流平剂、附着力促进剂、防沉剂、活性单体和填料等各种成分，并对各成分按不同的重量份配比组合，各成分之间协效作用，使该紫外光固化底漆对木材导管表面具有良好的入孔性和润湿性。使用时，在需要喷涂紫外光固化底漆的木材表面，仅需进行一次砂光打磨，之后直接喷涂本发明的紫外光固化底漆，无需多次重涂，即可形成平整的表面漆膜。因而，本发明紫外光固化底漆可提高木材表面底漆的填充效率，减少涂装次数，提高经济效益；且形成的漆膜具有填充好、好打磨、透明度高等特点。

本发明提供的一种用于木材表面的紫外光固化底漆的制备方法，具有工艺简单，成本低，效率高的特点；用该方法制备的紫外光固化底漆用于木材表面涂装时，具有入孔性好、填充性好等技术效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书组合物各组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等医药领域公知的重量单位。

一方面，本发明实施例提供一种紫外光固化底漆解决了现有紫外光固化涂料对木材导管的入孔性很差等问题。

本发明实施例的一种用于木材表面的紫外光固化底漆，以总计为100重量份计，包括如下重量份组分：

具体地，UV树脂在受光线照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化，进而交联固化的低聚物。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的UV树脂重量份优选40份、50份、60份、70份、80份。

作为优选，UV树脂可选为环氧丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、改性丙烯酸酯树脂和有机硅树脂中的一种或多种，优选为帝斯曼(DSM)、氰特化工、长兴化学、沙多玛、三木化工、千叶化工、中山科田与博兴化工的UV树脂。在本发明实施例提供的UV树脂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材涂装时在表面的膜厚和填充性达到最优。

作为本发明的优选实施方式，UV树脂选为DSM的四官能基聚酯丙烯酸树脂。该UV树脂具有流动性好、对木材导管润湿好的优点，可提高提高紫外光固化底漆对木材入孔性。

光引发剂，具有一定的吸光能力，在直接或间接吸收光能后，产生能够引发单体聚合的活性碎片，从而使活性单体聚合。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的光引发剂重量份优选2份、3份、4份。

作为优选，光引发剂为芳香酮、α-羟基酮衍生物、苯偶酰和酰基磷氧化物中的一种或多种，优选汽巴公司产的1173、184、BP与TPO。在本发明实施例提供的光引发剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时活性单体聚合的效果达到最优。

作为本发明的优选实施方式，光引发剂选为汽巴公司产的1173，具体为2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮，光引发剂1173为液体状，加入本发明中对降低粘度有帮助，从而具有更好的流动性。

分散剂，可均一分散本实施例中那些难溶解于液体的无机或有机填料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的分散剂重量份优选1份、2份、3份。

作为优选，分散剂在本实施例中可为氨基类改性嵌段共聚物和/或多元羧酸类嵌段共聚物，优选为毕克公司牌号BYK-103、BYK-104S与BYK164的分散剂以及罗门哈斯的水性底漆润湿分散剂。在本发明实施例提供的分散剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时分散效果达到最优。

在一优选实施例中，分散剂选为BYK-103的改性丙烯酸酯嵌段共聚物。该分散剂对粉质分散效果极好，可快速分散并保持粉质的最佳细度，降低粉质的细度可提高本发明对木材导管的渗透能力。

在另一优选实施例中，分散剂选为罗门哈斯的水性底漆润湿分散剂羧酸均聚物类聚钠盐。该分散剂为水性分散剂，羧酸均聚物类聚钠盐内的亲水基团与木材里的纤维有很好的亲和性，可提高底漆对木材表面导管的入孔性。

润湿剂可在底漆施工过程中降低表面张力，提高对底材的入孔性和润湿性。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的润湿剂重量份优选0.5份、1份、2份。

作为优选，润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，优选为毕克公司牌号BYK-190以及迪高公司牌号Tego 270。该类润湿剂能将底漆体系的表面张力极大的降低，从而有利于漆膜在木材上的铺展。在本发明实施例提供的润湿剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时入孔性效果达到最优。

在一优选实施例中，润湿剂优选为迪高公司牌号Tego 270，该润湿剂与本发明实施例的上述润湿剂(尤其是罗门哈斯的水性底漆润湿分散剂)协效作用，可使得本发明实施例的紫外光固化底漆对木材表面导管具有很好的润湿性，对UV漆本身的流平也有明显帮助。

非硅类消泡剂可在底漆施工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的非硅类消泡剂重量份优选0.05份、0.1份、0.2份。

常规的，非硅类消泡剂包括非硅类聚合物消泡剂、脂肪族或芳香族矿物油类消泡剂、植物油类消泡剂等。作为优选，非硅类消泡剂在本实施例中为非硅类聚合物消泡剂，优选为迪高公司牌号Tego 920。非硅类聚合物消泡剂的消泡效率较高，即便在高温的情况下依然能够稳定消泡，并且不会残留硅斑点，具有良好的冲突性，相容性好，不浮油，可满足喷涂用途底漆的需求。在本发明实施例提供的非硅类消泡剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时消泡效果达到最优。

硝化棉浆，为纤维素与硝酸酯化反应的产物。在本发明实施例加入硝化棉浆，不仅可提高本发明实施例紫外光固化底漆的入孔性，同时还能提高该紫外光固化底漆的抗流挂性能。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的硝化棉浆重量份优选2份、4份、10份。优选为湖北雪飞的1/16硝化棉浆，在本发明实施例提供的流平剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时的入孔性和均匀性效果达到最优。

流平剂，能促使底漆在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，可有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的流平剂重量份优选0.1份、1份、2份。

作为优选，流平剂在本实施例中可为聚丙烯酸、聚硅氧烷-聚醚共聚物、有机硅氧烷与氟表面活性剂中的一种或多种，优选为毕克公司牌号BYK-358、BYK-378、BYK-3570与迪高公司牌号Tego432。在本发明实施例提供的流平剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时的流平性和均匀性效果达到最优。

附着力促进剂，可改进底漆体系的附着力、提高其韧性，有效防止底漆脱落。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的附着力促进剂重量份优选0.1份、0.5份、1份。附着力促进剂在本实施例中为改性磷酸酯类附着力促进剂，且在本发明实施例提供的附着力促进剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时的附着力和韧性效果达到最优。

防沉剂，可以控制底漆的流变，使底漆具有触变性，提高其黏度。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的防沉剂重量份优选0.1份、1份、2份；防沉剂在本实施例中可为二氧化硅、聚酰胺的多元羧酸盐与有机膨润土中的一种或多种。防沉剂优选为德固赛牌号R-972、毕克公司牌号BYK-410，且在本发明实施例提供的防沉剂质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装的粘度效果达到最优。

活性单体，不仅可以改善底漆黏度和施工流变性，而且可以改变其固化速率、改善固化涂层的性能。在本发明一实施例中，该紫外光固化底漆中的活性单体重量份优选5份、10份、20份、30份。活性单体在本实施例中可为二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种，优选氰特化工、长兴化工与三木化工的产品。在本发明实施例提供的活性单体质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时的性能达到最优。

填料，在本发明一实施例中，其重量份优选5份、10份、20份、30份；填料在本实施例中可为滑石粉、透明粉和耐磨粉中的一种或多种。在本发明实施例提供的填料质量份的范围内，可使该紫外光固化底漆用于木材表面涂装时的性能达到最优。

另一方面，本发明实施例还提供了一种用于木材表面的紫外光固化底漆的制备方法，包括：

S01、按照上述紫外光固化底漆的配方称取各组分；

S02、将所述UV树脂、所述活性单体、所述分散剂、所述润湿剂、所述非硅类消泡剂、所述硝化棉浆、所述流平剂和所述防沉剂进行第一混料处理，得第一混料物；

S03、将所述填料加入所述第一混料物中，进行第二混合处理，得第二混料物，

S04、将所述光引发剂和所述附着力促进剂加入所述第二混料物中，进行第三混料处理，得到所述紫外光固化底漆。

具体地，在上述步骤S02中，第一混料处理过程为：温度50℃以下，速度800～1000rpm，搅拌10～15min。相应地，当根据底漆粘度的需要时，优选在步骤S02过程中，可只加入部分活性单体，剩下的活性单体在步骤S04过程中加入。

具体地，在上述步骤S03中，第二混料处理过程为：温度70℃以下，速度1000～1500rpm，搅拌20～25min。相应地，当根据基材需要，需制备具有颜色的紫外光固化底漆时，可在步骤S03过程中增加颜料，增加的颜料可以和填料一起进行第二混合处理。

具体地，在上述步骤S04中，第三混料处理过程为：温度60℃以下，速度800～1000rpm，搅拌10～15min。

上述步骤中所优选的温度、速度和时间，使得本实施例的紫外光固化底漆制备过程中混料更加充分，紫外光固化底漆的综合性能达到最优。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例环氧清漆及其制备方法和家具的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。

实施例1

本实施例提供的紫外光固化底漆的各组分重量份含量见表1：

表1

序号	组分	重量份数
			1	100％UV树脂	58.0
2	分散剂	2.0
			3	非硅类消泡剂	0.2
4	润湿剂	1.0
			5	硝化棉浆	4
6	流平剂	0.8
			7	防沉剂	0.2
8	光引发剂	4.0
			9	填料	5.0
10	附着力促进剂	2.0
			11	活性单体	22.8

上述表1中，100％UV树脂为DSM的UV树脂Agisyn 705；分散剂为BYK-103；润湿剂为BYK-190；非硅类消泡剂为Tego-920；流平剂为BYK-358；防沉剂为德固赛牌号R-972；光引发剂为汽巴公司牌号1173；填料为K牌滑石粉牌号TP-3000；活性单体为氰特的聚丙烯酸类单体；附着力促进剂为改性磷酸酯。

本实施例提供的紫外光固化底漆的制备方法如下：

S11：按照上述表1中紫外光固化底漆所含的成分及其重量份分别称取各成分原料；

S12：将上述100％UV树脂、部分活性单体、非硅类消泡剂、硝化棉浆、分散剂、流平剂和防沉剂在温度50℃以下，速度800～1000转/分钟，搅拌10～15分钟。

S13：再加入填料在温度70℃以下，速度1000～1500转/分钟，搅拌20～25分钟，使其分散均匀。

S14：补加余下的活性单体调节粘度，以及将光引发剂和附着力促进剂加入，在温度60℃以下，速度800～1000转/分钟，搅拌10～15分钟，得到紫外光固化底漆。

上述部分活性单体与余下活性单体的质量比为5：1。

将上述方法制得的紫外光固化底漆通过喷涂的方式涂布在木材表面，可通过调节喷涂的气压、喷涂的流量和喷涂用的喷枪头的角度来控制涂布量，然后将被涂布的木器置于UV灯下进行固化，得到漆膜。

对实施例1中的漆膜的性能进行检测，得到结果见表2。

表2

检测项目	检测结果	检测标准
			漆膜外观	平整、光滑	目测
入孔性	良好	触摸
			打磨性	良好	手磨
附着力	0～1	ENISO2049

由表2可以看出，本实施例的紫外光固化底漆得到的漆膜表面平整度高、入孔性好，打磨性好、附着力好，具有很好的固化性能。当其用于木材表面涂装时，可以减少底漆的涂装次数，显著优于现有技术。

实施例2

本实施例提供的紫外光固化底漆的各组分含量见表3(重量份计)。

表3

序号	组分	重量份数
			1	100％UV树脂	68.0
2	分散剂	2.0
			3	非硅类消泡剂	0.2
4	润湿剂	1.0
			5	硝化棉浆	2
6	流平剂	0.8
			7	防沉剂	0.2
8	光引发剂	4.0
			9	填料	5.0
10	附着力促进剂	2.0
			11	活性单体	14.8

上述表3中，100％UV树脂为DSM的UV树脂；分散剂为BYK-103；润湿剂为罗门哈斯的水性涂料润湿分散剂；非硅类消泡剂为Tego-920；流平剂为BYK-358；防沉剂为德固赛牌号R-972；光引发剂为汽巴公司牌号1173；填料为K牌滑石粉牌号TP-3000；活性单体为氰特的聚丙烯酸类单体；附着力促进剂为改性磷酸酯。

本实施例提供的上述紫外光固化底漆的制备方法与实施例1基本相同，此处不再一一赘述。

将上述紫外光固化底漆通过喷涂的方式涂布在木材表面，可通过调节喷涂的气压、喷涂的流量和喷涂用的喷枪头的角度来控制涂布量，然后将被涂布的木器置于UV灯下进行固化，得到漆膜。

对实施例2中的漆膜的性能进行检测，得到结果见表4。

表4

由表4可以看出，本实施例的紫外光固化底漆得到的漆膜表面平整度高、入孔性好，打磨性好、附着力好，具有很好的固化性能。当其用于木材表面涂装时，可以减少底漆的涂装次数，显著优于现有技术。

实施例3

本实施例提供的紫外光固化底漆的各组分含量见表5(重量份计)。

表5

序号	组分	重量份数
			1	100％UV树脂	60.0
2	分散剂	1.0
			3	非硅类消泡剂	0.2
4	润湿剂	1.0
			5	硝化棉浆	4
6	流平剂	0.8
			7	防沉剂	0.2
8	光引发剂	4.0
			9	填料	5.0
10	附着力促进剂	2.0
			11	活性单体	21.8

上述表5中，100％UV树脂为DSM的UV树脂；分散剂为BYK-103；润湿剂为BYK-190；非硅类消泡剂为Tego-920；流平剂为BYK-358；防沉剂为德固赛牌号R-972；光引发剂为汽巴公司牌号1173；填料为K牌滑石粉牌号TP-3000；活性单体为氰特的聚丙烯酸类单体；附着力促进剂为改性磷酸酯。

对实施例3中的漆膜的性能进行检测，得到结果见表6。

表6

由表6可以看出，本实施例的紫外光固化底漆得到的漆膜表面平整度高、入孔性一般，打磨性好、附着力好，具有很好的固化性能。相对于其他实例，在减少了润湿剂BYK-190用量后在入孔性上表现较差。

实施例4

本实施例提供的紫外光固化底漆的各组分含量见表7(重量份计)。

表7

序号	组分	重量份数
			1	100％UV树脂	55.0
2	分散剂	3.0
			3	非硅类消泡剂	0.2
4	润湿剂	1.0
			5	硝化棉浆	10
6	流平剂	0.8
			7	防沉剂	0.2
8	光引发剂	4.0
			9	填料	5.0
10	附着力促进剂	2.0
			11	活性单体	18.8

对实施例4中的漆膜的性能进行检测，得到结果见表8。

表8

由表8可以看出，本实施例的紫外光固化底漆得到的漆膜表面平整度高、入孔性好，打磨性好、附着力好，具有很好的固化性能。相对于其他实例，再增加润湿剂BYK-190用量后在入孔性上表现差异不明显，当其用于木材表面涂装时，可以减少底漆的涂装次数，显著优于现有技术。

对比例1

本对比例提供的紫外光固化底漆的各组分含量见表9(重量份计)。

表9

序号	组分	重量份数
			1	100％UV树脂	50.0
2	分散剂	3.0
			3	消泡剂	0.2
4	润湿剂	1.0
			5	硝化棉浆	10
6	流平剂	0.8
			7	防沉剂	0.2
8	光引发剂	4.0
			9	填料	5.0
10	附着力促进剂	2.0
			11	活性单体	23.8

上述表9中，100％UV树脂为中山科田4200；分散剂为EFKA4010；润湿剂为AFCONA3588；消泡剂为BYK-A530；流平剂为BYK-358；防沉剂为德固赛牌号R-972；光引发剂为汽巴公司牌号1173；填料为K牌滑石粉牌号TP-3000；活性单体为氰特的聚丙烯酸类单体；附着力促进剂为改性磷酸酯。

对该对比例的漆膜性能进行检测，得到结果见表10。

表10

检测项目	检测结果	检测标准
			漆膜外观	平整、光滑	目测
入孔性	良好	触摸
			打磨性	良好	手磨
附着力	小于一级	ENISO2049

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于木材表面的紫外光固化底漆，其特征在于，以总计为100重量份计，包括如下重量份组分：

其中，所述UV树脂为四官能基聚酯丙烯酸树脂；

所述分散剂为改性丙烯酸酯嵌段共聚物或羧酸均聚物类聚钠盐；

所述润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物；

所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮；

所述硝化棉浆为1/16硝化棉浆；

所述紫外光固化底漆通过喷涂的方式涂布在木材表面。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化底漆，其特征在于，所述非硅类消泡剂为非硅类聚合物消泡剂。

3.根据权利要求1至2任一项所述的紫外光固化底漆，其特征在于，所述活性单体为二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1至2任一项所述的紫外光固化底漆，其特征在于，所述流平剂为聚丙烯酸、聚硅氧烷-聚醚共聚物、有机硅氧烷与氟表面活性剂中的一种或多种；和/或

所述防沉剂为二氧化硅、聚酰胺的多元羧酸盐和有机膨润土中的一种或多种；和/或

所述附着力促进剂为改性磷酸酯；和/或

所述填料为滑石粉、透明粉和耐磨粉中的一种或多种。

5.一种用于木材表面的紫外光固化底漆的制备方法，其特征在于，包括：

按照权利要求1至4任一项所述的紫外光固化底漆的配方称取各组分；

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一混料处理过程为：温度50℃以下，速度800～1000rpm，搅拌10～15min；

所述第二混料处理过程为：温度70℃以下，速度1000～1500rpm，搅拌20～25min；和/或

所述第三混料处理过程为：温度60℃以下，速度800～1000rpm，搅拌10～15min。