自消光涂料、自消光表面涂层及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料，特别是涉及自消光涂料、自消光表面涂层及其制备方法。

背景技术：

2.涂料作为一种表面保护及装饰技术广泛应用于各类材料，诸如金属，表面涂层主要用来防腐，塑胶材料，表面涂层一方面用来提高塑胶材料的表面性能(硬度，耐磨，耐刮等)，另一方面是获取各种装饰效果，比如说：各种颜效果，高光，哑光等。uv光固化涂料由于采用单体作为活性稀释剂取代传统涂料种的溶剂，大大降低了voc的释放，另一方面uv光固化的固化效率高(数秒内完成)，相对于传统溶剂型涂料漫长的固化过程效率高、能耗低，综上两方面的优势，uv涂料近年来发展迅速。但是uv哑光涂料，尤其是低光泽的产品，其原因是传统哑光涂料的组成为主体树脂，溶剂，哑粉，助剂等，涂料喷涂后在产品的表面形成涂层，哑光效果的形成是随着溶剂的挥发，哑粉在涂层的进行排列形成表面凹凸起伏的微结构的过程。哑光效果的好坏一方面取决于哑粉的选择和分散情况，另一方面取决于涂层厚度的均匀性，，uv哑光涂料的组成为uv树脂、单体、光引发剂、哑粉、助剂以及溶剂(可选)。尤其100％固含量的纯uv体系，没有溶剂挥发的推动哑粉在涂层表面的排列，难以形成表面凹凸起伏的微结构，于是需要提高哑粉的添加量，尤其超低光泽的形成(85
°
光泽度《5)哑粉的添加量在10wt％以上，这样体系的粘度会大大增加，一方面容易造成分散不均，另一方面涂料粘度增加会提升喷涂的难度导致涂层厚度不均，容易导致哑光效果不均匀尤其是大面积产品(比如说地板)。cn112852283a提出了采用不同收缩率的丙烯酸酯树脂，uv固化时通过收缩率不一致造成漆膜在固化时变得不平整，由此来实现消光。然而，一方面树脂收缩率相差不会很大，因此消光效果不很好(60
°
光泽在30～70)，另一方面树脂的选择也会受限，除了要考虑消光等外观问题，还需要考虑到附着力、硬度、耐磨等性能问题。
3.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供自消光涂料、自消光表面涂层及其制备方法，实现大面积、超低光泽的哑光表面涂层，同时还具有较好的附着力、硬度及耐磨性能。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种自消光涂料，按重量份包括如下组分：
7.uv光固化活性成分，100份；
8.光引发剂，1～2份；
9.助剂，1～5份；
10.填料，0～10份；
11.其中，所述uv光固化活性成分包括在第一波长范围uv光下即发生固化的第一部分
成分和在第二波长范围uv光下才发生固化的第二部分成分，其中，所述第一波长范围的波长小于所述第二波长范围的波长。
12.进一步地：
13.所述第一波长范围uv光为172nm波长的uv光，所述第二波长范围uv光为365～395nm波长的uv光。
14.所述第一部分成分采用分子量不高于1000、高官能度不低于3的聚合物或单体，所述第二部分成分采用分子量高于1000、高官能度低于3的聚合物或单体。
15.所述第一部分成分采用丙烯酸酯ch2＝ch-co-o-r，其中r为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。
16.所述第二部分成分采用甲基丙烯酸酯ch2＝cch3-co-o-r’，其中r’为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。
17.所述uv光固化活性成分包括uv光固化树脂和uv光固化单体，所述uv光固化树脂与所述uv光固化单体的重量比为100：20～50。
18.所述助剂为有机硅助剂。
19.一种自消光表面涂层，采用所述的自消光涂料uv光固化而成。
20.一种自消光表面涂层的制备方法，包括如下步骤：
21.s1、使用所述自消光涂料uv光在待涂材料表面形成待固化涂层；
22.s2、使用所述第一波长范围uv光对所述待固化涂层进行第一次uv光固化；
23.s3、使用所述第二波长范围uv光对所述待固化涂层进行第二次uv光固化。
24.进一步地，所述第一次uv光固化使用172nm波长的uv光源，优选带氮气保护装置；所述第二次uv光固化使用高压汞灯或者无极灯。
25.本发明具有如下有益效果：
26.本发明的自消光涂料中，uv光固化活性成分包括在波长较短的第一波长范围uv光下即发生固化的第一部分成分和在波长较长的第二波长范围uv光下才发生固化的第二部分成分，使用该自消光涂料制备自消光表面涂层时，分两次进行固化，第一次固化时利用波长较短的第一波长范围uv光例如短波172nm的光源，先使涂层的第一部分成分的至少一部分发生固化，然后，再使用波长较长的第二波长范围uv光例如365～395nm的光源，完成涂层中的剩余uv光固化活性成分的固化，自消光涂料中所含的uv光固化活性成分在两次固化过程中先后发生固化，能够使涂层形成均匀一致的凹凸不平的表面微结构，最终实现大面积、超低光泽(85
°
光泽度《5)的哑光表面涂层，同时，在附着力、硬度、耐磨性能上也具有较好的表现。
附图说明
27.图1为传统哑光涂层的表面形貌图。
28.图2为本发明实施例1的自消光表面涂层的表面形貌图。
具体实施方式
29.以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
31.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.本发明实施例提供一种自消光涂料，按重量份包括如下组分：uv光固化活性成分，100份；光引发剂，1～2份，例如光引发剂184，光引发剂tpo；助剂，1～5份，例如有机硅助剂；填料，0～10份；其中，所述uv光固化活性成分包括在波长较短的第一波长范围uv光下即发生固化的第一部分成分和在波长较长的第二波长范围uv光下才发生固化的第二部分成分。所述uv光固化活性成分通常可以包括uv光固化树脂和uv光固化单体，在优选的实施例中，所述uv光固化树脂与所述uv光固化单体的重量比为100：20～50。
34.在优选的实施例中，所述第一波长范围uv光为172nm波长的uv光，所述第二波长范围uv光为365～395nm波长的uv光。
35.在优选的实施例中，所述第一部分成分采用分子量不高于1000、高官能度不低于3的聚合物或单体，所述第二部分成分采用分子量高于1000、高官能度低于3的聚合物或单体。
36.在优选的实施例中，所述第一部分成分采用丙烯酸酯ch2＝ch-co-o-r，其中r为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。
37.在优选的实施例中，所述第二部分成分采用甲基丙烯酸酯ch2＝cch3-co-o-r’，其中r’为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。
38.本发明实施例还提供一种自消光表面涂层，采用所述的自消光涂料uv光固化而成。
39.本发明实施例还提供一种自消光表面涂层的制备方法，包括如下步骤：
40.s1、使用所述自消光涂料uv光在待涂材料表面形成待固化涂层；
41.s2、使用所述第一波长范围uv光对所述待固化涂层进行第一次uv光固化；较佳地，所述第一次uv光固化使用172nm波长的uv光源，优选带氮气保护装置；
42.s3、使用所述第二波长范围uv光对所述待固化涂层进行第二次uv光固化；较佳地，
所述第二次uv光固化使用高压汞灯或者无极灯。
43.使用本发明的自消光涂料制备自消光表面涂层时，分两次进行固化，第一次固化时利用波长较短的第一波长范围uv光例如短波172nm的光源，先使涂层的第一部分成分的至少一部分发生固化，然后，再使用波长较长的第二波长范围uv光例如365～395nm的光源，完成涂层中的剩余uv光固化活性成分的固化，自消光涂料中所含的uv光固化活性成分在两次固化过程中先后发生固化，能够使涂层形成均匀一致的凹凸不平的表面微结构，最终实现大面积、超低光泽(85
°
光泽度《5)的哑光表面涂层，同时，在附着力、硬度、耐磨性能上也具有较好的表现。
44.在一个实施例中，在第一次固化时，短波172nm的uv光穿透深度低(2～4微米)，可先固化涂层的表面部分的第一部分成分，然后再使用365～395nm的uv光固化整个涂层，形成均匀一致的凹凸不平的表面微结构。
45.一些实施例的自消光涂料，其中uv光固化活性成分按照在先后两次固化时的固化速度不同可分为两部分：固化速率高的部分为分子量不高于1000，官能度不低于3的聚合物或单体，较佳为丙烯酸酯结构的树脂或单体，树脂例如为聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂或纯丙烯酸树脂，单体例如为3～6官能度的单体。固化速率低的部分为分子量高于1000，官能度低于3，较佳为甲基丙烯酸酯结构。
46.一些实施例的uv光固化工艺包括如下步骤：
47.1、涂装：通过喷涂、淋涂、辊涂等工艺在材料表面形成均匀的涂层，厚度20～40微米；
48.2、第一次uv固化，优选采用172nm的光源，带氮气保护装置；
49.3、第二次uv固化，采用常规高压汞灯或者无极灯；
50.以下进一步描述本发明具体实施例。
51.实施例1
52.uv自消光涂料的组成包括：4312(3官能度、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂)67份，br-371ms(2官能度，聚醚型聚氨酯甲基丙烯酸酯)8份，单体iboa 25份，光引发剂184：0.3份，光引发剂tpo-l:0.7份，助剂ob：0.1份，助剂byk333:0.9份。
53.搅拌分散均匀后喷涂在125微米厚的pet膜的表面，涂层厚为20微米，第一次uv固化采用波长172nm，功率为180mw/cm2的光源，第二次uv固化采用汞灯，功率为：uv能量为1000mj/cm2。
54.测试实施例1的涂层的表面性能，测试结果如表1和表2所示。
55.实施例2
56.uv自消光涂料的组成包括：3414(4官能度、聚醚丙烯酸树脂)40份，br-541mb(2官能度，聚氨酯甲基丙烯酸酯)12份，单体dpgda40份，单体eoeoea 8份，光引发剂184：1.0份，助剂byk3500:2.0份；
57.搅拌分散均匀后淋涂在125微米厚的pet膜的表面，涂层厚为30微米，第一次uv固化采用波长172nm，功率为180mw/cm2的光源，第二次uv固化采用汞灯，功率为：uv能量为1200mj/cm2。
58.测试实施例2的涂层的表面性能，测试结果如表1和表2所示。
59.实施例3
60.uv自消光涂料的组成包括：2225(2官能度、环氧丙烯酸树脂)68份，7287(2官能度，丙烯酸共聚树脂)16份，单体tmp(eo)9ta 16份，光引发剂184：0.5份，光引发剂tpo-l:0.5份，哑粉rad2105:5份，助剂byk333:1.0份。
61.搅拌分散均匀后辊涂在125微米厚的pet膜的表面，涂层厚为40微米，第一次uv固化采用波长172nm，功率为180mw/cm2的光源，第二次uv固化采用无极灯，功率为：uv能量为2000mj/cm2。
62.测试实施例3的涂层的表面性能，测试结果如表1和表2所示。
63.表1光泽度和表面粗糙度测试数据
[0064] ra值rz值60
°
光泽85
°
光泽实施例11.0795.0045.422.6实施例20.6573.2034.212.4实施例30.6383.5942.45.8
[0065]
表2附着力及性能测试数据
[0066] 附着力铅笔硬度rca耐磨实施例15b3h500次ok实施例25b3h300次ok实施例35b2h300次ok
[0067]
图2示出了本发明实施例1的自消光表面涂层的表面形貌，为超低光泽(85
°
光泽度《5)的哑光表面涂层。实施例2～3的表面形貌是与实施例1类似的，只是特征尺寸有不同，性能数据体现在表1中。
[0068]
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
[0069]
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

技术特征：

1.一种自消光涂料，其特征在于，按重量份包括如下组分：uv光固化活性成分，100份；光引发剂，1～2份；助剂，1～5份；填料，0～10份；其中，所述uv光固化活性成分包括在第一波长范围uv光下即发生固化的第一部分成分和在第二波长范围uv光下才发生固化的第二部分成分，其中，所述第一波长范围的波长小于所述第二波长范围的波长。2.如权利要求1所述自消光涂料，其特征在于，所述第一波长范围uv光为172nm波长的uv光，所述第二波长范围uv光为365～395nm波长的uv光。3.如权利要求1或2所述自消光涂料，其特征在于，所述第一部分成分采用分子量不高于1000、高官能度不低于3的聚合物或单体，所述第二部分成分采用分子量高于1000、高官能度低于3的聚合物或单体。4.如权利要求1或2所述自消光涂料，其特征在于，所述第一部分成分采用丙烯酸酯ch2＝ch-co-o-r，其中r为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。5.如权利要求1或2所述自消光涂料，其特征在于，所述第二部分成分采用甲基丙烯酸酯ch2＝cch3-co-o-r’，其中r’为聚氨酯、聚酯、环氧树脂或纯丙烯酸树脂，所述聚氨酯为聚酯型为聚醚型，所述聚酯为聚酯型或聚醚型，所述纯丙烯酸树脂可为不同丙烯酸单体共聚而成。6.如权利要求1或2所述自消光涂料，其特征在于，所述uv光固化活性成分包括uv光固化树脂和uv光固化单体，uv光固化单体所占比例为15～45wt％。7.如权利要求1或2所述自消光涂料，其特征在于，所述助剂为有机硅助剂。8.一种自消光表面涂层，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的自消光涂料uv光固化而成。9.一种如权利要求8所述的自消光表面涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、使用所述自消光涂料uv光在待涂材料表面形成待固化涂层；s2、使用所述第一波长范围uv光对所述待固化涂层进行第一次uv光固化；s3、使用所述第二波长范围uv光对所述待固化涂层进行第二次uv光固化。10.如权利要求9所述的自消光表面涂层的制备方法，其特征在于，所述第一次uv光固化使用172nm波长的uv光源，优选带氮气保护装置；所述第二次uv光固化使用高压汞灯或者无极灯。

技术总结

一种自消光涂料、自消光表面涂层及其制备方法，该自消光涂料按重量份包括如下组分：UV光固化活性成分，100份；光引发剂，1～2份；助剂，1～5份；填料，0～10份；其中，所述UV光固化活性成分包括在第一波长范围UV光下即发生固化的第一部分成分和在第二波长范围UV光下才发生固化的第二部分成分，其中，所述第一波长范围的波长小于所述第二波长范围的波长。该自消光涂料中所含的UV光固化活性成分可在两次固化过程中先后发生固化，能够使涂层形成均匀一致的凹凸不平的表面微结构，最终实现大面积、超低光泽的哑光表面涂层，在附着力、硬度、耐磨性能上也具有较好的表现。耐磨性能上也具有较好的表现。耐磨性能上也具有较好的表现。