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1、(10)申请公布号 CN 102391699 A (43)申请公布日 2012.03.28 C N 1 0 2 3 9 1 6 9 9 A *CN102391699A* (21)申请号 201110255306.8 (22)申请日 2011.08.31 C09D 4/02(2006.01) C09D 4/06(2006.01) C09D 175/14(2006.01) (71)申请人湖南松井新材料有限公司 地址 410600 湖南省长沙市湖南宁乡经济技 术开发区三环北路777号 (72)发明人曾煜 凌云剑 (74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人吴贵明 (54。
2、) 发明名称 紫外光固化漆 (57) 摘要 本发明提供了一种紫外光固化漆，紫外光固 化漆由底漆和面漆组成，底漆包括：520重量份 二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1525重量份 羟基丙烯酸树脂、16重量份附着力促进树脂、 25重量份光引发剂、2560重量份稀释剂和 0.010.5重量份助剂；面漆包括：140重量 份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、515重量 份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份 附着力促进剂、15重量份光引发剂、2060重 量份稀释剂和0.22重量份助剂。本发明提供 的紫外光固化漆的涂装样品表面，经QUV测试800 小时以上，E小于0.5，经中性盐雾测试360小时 以上仍能达。
3、1级。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 11 页 CN 102391707 A 1/1页 2 1.一种紫外光固化漆，所述紫外光固化漆由底漆和面漆组成，其特征在于： 所述底漆包括： 520重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1525重量份羟基丙烯酸树脂、1 6重量份附着力促进树脂、25重量份光引发剂、2560重量份稀释剂和0.010.5重 量份助剂； 所述面漆包括： 140重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、515重量份二官能脂肪族聚氨酯 丙烯酸树脂、15重量份附着力促进剂、15重量份光引发剂、2060重量份稀释剂和。
4、 0.22重量份助剂。 2.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于： 所述底漆由520重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1525重量份羟基丙 烯酸树脂、36重量份附着力促进树脂、25重量份光引发剂、2560重量份稀释剂、 0.010.5重量份助剂、525重量份单官能丙烯酸单体、1050重量份二官能度丙烯酸 单体组成； 所述面漆由140重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、515重量份二官能脂肪 族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份附着力促进剂、15重量份光引发剂、2060重量份 稀释剂、0.22重量份助剂、525重量份二官能度丙烯酸单体和1040重量份高官能 度丙烯酸单体组成。 3.根据权利要。
5、求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于：所述面漆中所述二官能脂 肪族聚氨酯丙烯酸树脂为1015重量份；所述多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为2040 重量份。 4.根据权利要求3所述的紫外光固化漆，其特征在于：所述附着力促进树脂为丙烯酸 树脂。 5.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于：所述底漆中所述二官能脂 肪族聚氨酯丙烯酸树脂为1020重量份；所述羟基丙烯酸树脂为2025重量份。 6.根据权利要求5所述的紫外光固化漆，其特征在于：所述附着力促进剂为磷酸改性 丙烯酸单体。 7.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于：所述光引发剂为-羟基环己 基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基。
6、二苯基氧化膦或者其混合物。 权 利 要 求 书CN 102391699 A CN 102391707 A 1/11页 3 紫外光固化漆 技术领域 0001 本发明涉及涂料领域，特别地，涉及一种紫外光固化漆。 背景技术 0002 碳纤维增强尼龙等复合材料质轻强度高，因而广泛的应用于鱼竿，球拍，电子产 品，汽车用品等领域，为了提高此类复合材料的美观和耐候性，常需在此材料表面涂覆涂料 以防止其在日常使用中由于日晒等原因过早的出现老化。但此类材料表明的接触角较大， 常用涂料难以附着。 发明内容 0003 本发明目的在于提供一种紫外光固化漆，以解决常用涂料难以附着在复合材料表 明的技术问题。 0004 。
7、为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种紫外光固化漆，紫外光固化 漆由底漆和面漆组成，底漆包括：520重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1525 重量份羟基丙烯酸树脂、16重量份附着力促进树脂、25重量份光引发剂、2560重 量份稀释剂和0.010.5重量份助剂；面漆包括：140重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯 酸树脂、515重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份附着力促进剂、15 重量份光引发剂、2060重量份稀释剂和0.22重量份助剂。 0005 进一步地，底漆由520重量份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1525重量份 羟基丙烯酸树脂、36重量份附着力促进树脂、25重量份光引。
8、发剂、2560重量份稀 释剂、0.010.5重量份助剂、525重量份单官能丙烯酸单体、1050重量份二官能度 丙烯酸单体组成；面漆由140重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、515重量份二 官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份附着力促进剂、15重量份光引发剂、20 60重量份稀释剂、0.22重量份助剂、525重量份二官能度丙烯酸单体和1040重量 份高官能度丙烯酸单体组成。 0006 进一步地，面漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为1015重量份；多支化脂肪 族聚氨酯丙烯酸树脂为2040重量份。 0007 进一步地，附着力促进树脂为丙烯酸树脂。 0008 进一步地，底漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯。
9、酸树脂为1020重量份；羟基丙烯酸 树脂为2025重量份。 0009 进一步地，附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体。 0010 进一步地，光引发剂为-羟基环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧 化膦或者其混合物。 0011 本发明具有以下有益效果： 0012 本发明提供的紫外光固化漆的涂装样品表面，经QUV测试800小时以上，E小于 0.5，经中性盐雾测试360小时以上仍能达1级。 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 2/11页 4 0013 本发明提供的紫外光固化漆的涂装样品表面在RCA耐磨测试中测试600次以上， 表面无磨损。 0014 本发明提供。
10、的紫外光固化漆固化快，缩短生产周期，节省能源。 0015 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。 具体实施方式 0016 以下结合实施例对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限 定和覆盖的多种不同方式实施。 0017 本发明提供的该紫外光固化漆可涂覆于碳纤维增强尼龙66和碳纤维增强TPU(热 塑性聚氨酯弹性体橡胶)等。该类材料的表面附着能力较差。此类复合材料可以不限于用 碳纤维增强的高分子复合材料。而只要是接触角为7090之间的高分子复合材料即可使 用，PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯晴-丁二烯-苯。
11、乙烯)和PC的复合材料、玻璃纤维增强尼龙。 0018 本发明提供的紫外光固化漆由底漆和面漆组成，底漆中520重量份的二官能脂 肪族聚氨酯丙烯酸树脂和1525份的羟基丙烯酸树脂成膜物质，以对涂装表面起附着作 用。其中羟基丙烯酸树脂柔韧，能附着于尼龙加碳纤类复合材料表面，而且羟基丙烯酸树脂 还能作为颜料的包裹物，为面漆中的颜料提供载体，增强复合材料的装饰性。二官能脂肪族 聚氨酯丙烯酸树脂分子量低，能浸润底材，增强羟基丙烯酸树脂的附着性而且还能保证非 常好的柔韧性和低收缩率，二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂还能发挥承上启下的作用，在 增强与底材的附着力的同时增加底漆层与面漆层的结合度，使得所得漆膜表面光。
12、滑平整。 再配合16重量份附着力促进树脂、25重量份的光引发剂、2560重量份稀释剂和 0.010.5重量份助剂，制成本发明提供的紫外光固化漆的底漆。显然的，在此基础上还可 增加其他成膜助剂以增强所制得漆膜的性能。 0019 优选的，底漆中二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为1020重量份、羟基丙烯酸树 脂为2025重量份，在这个范围内，底漆与底材附着力最强，硬度平整性也能满足要求。 0020 面漆中主成膜物为140重量份多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和515重量 份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。支化是指侧链与主链结合的高分子物质，侧链被称做 高分子的支链，支链越多则高分子物质的支化度越高。此类物质中。
13、既有具有规则支化结构 的树枝状聚合物，也有分子支化结构不完整的超支化聚合物。本文中多支化是指具有多种 支化结构的高分子物质，其支化结构可以但不限于结构完整的树形，还可以为星型等不完 整支化结构的超支化聚合物。 0021 多支化的高分子物质的共同特点在于官能度高、易溶于有机溶剂、粘度低流平性 好。高度支化的高分子物质链短而功能官能团多，用作面漆时可表现出交联密度大，硬度 高，耐磨的特点。在上述面漆中再配合上15重量份附着力促进剂、15重量份光引发 剂、2060重量份稀释剂和0.22重量份助剂即可制成面漆。显然的，在此基础上还可 增加其他成膜助剂以增强所制得漆膜的性能。 0022 优选的，面漆中多。
14、支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为2040重量份、二官能脂肪族 聚氨酯丙烯酸树脂为1015重量份，在这个范围内，面漆所成漆膜既能保证硬度又不至于 因硬度过高而降低附着力，从而达到附着力与硬度的平衡。 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 3/11页 5 0023 进一步地，本发明提供的紫外光固化底漆的主成膜物质还包括525重量份的单 官能丙烯酸酯单体和1050重量份的二官能丙烯酸酯单体。面漆中主要成膜物质还包 括525重量份的二官能丙烯酸酯单体和1040重量份的高官能官丙烯酸酯单体。上 述单体能充分溶解和稀释相应底、面漆中的树脂类物质，调节漆膜体系黏度，增加漆膜流平 。
15、性；同时相应单体还参与光固化反应，通过调整漆膜的在固化时的交联程度，对漆膜的各项 性能发挥作用。当所选用单体官能度较低时，固化后漆膜的交联程度较低，漆膜密实性下 降，漆膜耐磨损能力变差；而当单体官能度过高时，由于固化时交联度高的单体会使漆膜急 剧收缩，因而所制得漆膜附着能力差，为平衡漆膜耐磨性能和附着力，因而选取上述数种单 体；另一方面，所添加单体量过多时，漆膜脆性增大使得漆膜耐冲击能力下降，而如果所加 单体量较少，则漆膜的耐磨能力无法得到加强，因而为了寻找该组合物的最优配比，所加入 的单体须在本发明提供范围内。 0024 本发明提供涂料固化时，底漆所需固化能量为6001000mJ/cm 2 。
16、；面漆所需固化 能量为10001300mJ/cm 2 ，可由紫外灯提供相应能量。 0025 本文中各类树脂均为公知的相应树脂，本文实施例中采用的单官能丙烯酸酯单体 为甲基丙烯酸异冰片酯，二官能丙烯酸酯单体为二丙二醇二丙烯酸酯、高官能丙烯酸酯单 体为二季戊四醇六丙烯酸酯。本文所指高官能为具有6官能度、9官能度、12官能度、15官 能度的任一官能度的聚氨酯预聚物。本文所提到的官能为聚合物或活性单体的官能度，其 中官能度是指聚合物或活性单体所含丙烯酸酯基团中不饱和双键的数目。 0026 实施例 0027 以下实施例中，用于底漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学 的6112-100、615。
17、2-100，美国氰特公司的EBECRYL 230、EBECRYL 270，美国沙多玛公司的 CN9178NS、CN9001NS； 0028 用于面漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6151-100，美国 氰特公司的EBECRYL 245，美国沙多玛公司的CN965； 0029 羟基丙烯酸树脂购自广东同德的AC1060、ACR6688，美国氰特公司的 MACRYNALSM515，MACRYNALSM548。 0030 多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，购自台湾长兴化学的6361-100，美国氰特公司 的EBECRYL 830、EBECYRL 837，美国沙多玛公司的CN2300。 0。
18、031 单官能丙烯酸酯单体型号为EM90；二官能丙烯酸酯单体型号为EM222；三官能丙 烯酸酯单体型号为EM231；高官能丙烯酸酯单体型号为EM266，以上单体均购自台湾长兴化 学。 0032 光引发剂中-羟基环己基苯甲酮型号为Irgacure 184购自瑞士Ciba公司、2， 4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦型号为Darocur TPO购自瑞士Ciba公司。 0033 附着力促进树脂为丙烯酸树脂，购自台湾德谦化学型号1121；附着力促进剂为磷 酸改性丙烯酸单体购自美国沙多玛公司型号为CD9051。 0034 助剂中，消泡剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液型号为BYK 054、流平剂为聚酯改性含丙 烯。
19、酸官能团聚二甲基硅氧烷型号为BYK 333。所用助剂是为了提高紫外光固化漆的涂布性 能及使用性能，均购自德国BYK公司。 0035 稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇和丁酮，分析纯，其余试剂为 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 4/11页 6 市售。 0036 各实施例中紫外光固化底漆制备方法： 0037 (a)将按重量份数称量的紫外光固化漆组成中含丙烯酸基团的树脂在4050 下预热12小时，按重量份数称量的紫外光固化漆组成中稀释剂的重量份，取2/3体积的 该稀释剂，充分溶解紫外光固化漆组成中含丙烯酸基团的树脂； 0038 (b)将按紫外光固化。
20、漆组成中重量份数称量的丙烯酸类单体、光引发剂、附着力促 进树脂加入，在4050下搅拌2030分钟，搅拌速度500600转/分钟； 0039 (c)将按比例称量的助剂和(a)步骤中剩余的1/3体积的稀释剂加入，9001200 转/分钟下搅拌1020分钟，用400目滤布过滤得到成品。 0040 各实施例中紫外光固化面漆制备方法： 0041 与制备上述底漆的方法的区别仅在于(b)步骤中不加附着力促进树脂，而在(c) 步骤中加入按紫外光固化面漆组分中称取的附着力促进剂。 0042 各实施例样品涂装固化方法： 0043 (a)将实施例16和对比例制得的紫外光固化底漆喷涂于基材上，涂装膜厚为 15微米，5。
21、0红外灯照射下流平7分钟，800mJ/cm 2 能量固化； 0044 (b)然后根据外观需要进行局部真空镀膜； 0045 (c)在上述涂装表面喷涂紫外光固化面漆，涂装膜厚15微米，60红外灯照射下 流平7分钟，1100mJ/cm 2 能量固化。 0046 各实施例中所制得完整漆面RCA耐磨测试方法为常规RCA耐磨测试方法，采用 NormanRCA耐磨测试仪，样品重量或漆膜负重为175g条件下进行。 0047 各实施例和对比例中所制得漆面的铅笔硬度测试标准：GB/T 6739-2006，负重 1000g；附着力测试标准：GB 9286-1998。 0048 QUV老化试验是指通过模拟自然界中光线。
22、及各种天气变化，将涂覆漆膜的基材置 于该环境中，以测试漆膜耐候性能的一项加速老化实验。测试标准：ISO11507：1997，光 源为UVA340，辐照度为0.77W/m 2 ，试验温度为黑板温度603下紫外光照8h，黑板温度 503下冷凝4h为一个循环，连续交替进行，按GB/T1766-1995评定结果。所使用设备为 美国Q-panel实验室产品公司的QUV加速耐候性试验机。 0049 耐中性盐雾试验按GB/T1771的规定进行，结果按GB/T1766-1995评定。所使用设 备为美国Q-panel实验室产品公司的Q-fog循环盐雾腐蚀试验机。实验条件：温度35， 湿度85，连续喷雾5氯化钠。。
23、 0050 实施例1 0051 实施例1中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表1和表2中。 0052 表1实施例1中底漆各成分的重量份数 0053 底漆组分 重量份数 二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂 5 羟基丙烯酸树脂 25 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 5/11页 7 二官能丙烯酸酯单体 15 单官能丙烯酸酯单体 10 附着力促进树脂 1 光引发剂-羟基环己基苯甲酮 5 流平剂 0.01 乙酸乙酯 9.9 乙酸丁酯 12 异丙醇 7 0054 表2实施例1中面漆各成分的重量份数 0055 0056 0057 涂覆于碳纤维增强尼龙。 0058 实施例2 。
24、0059 实施例2中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表3和表4中。 0060 表3实施例2中底漆各成分的重量份数 0061 底漆组分 重量份数 二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂 12 羟基丙烯酸树脂 23 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 6/11页 8 单官能丙烯酸酯单体 15 二官能丙烯酸酯单体 10 附着力促进树脂 6 光引发剂-羟基环己基苯甲酮 4 流平剂 0.5 乙酸乙酯 15.5 乙酸丁酯 10 异丙醇 9 0062 表4实施例2中面漆各成分的重量份数 0063 0064 涂覆于碳纤维增强尼龙。 0065 实施例3 0066 实施例3中紫外光固化。
25、底、面漆各成分重量份数列于表5和表6中。 0067 表5实施例3中底漆各成分的重量份数 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 7/11页 9 0068 0069 表6实施例3中面漆各成分的重量份数 0070 0071 涂覆于碳纤维增强尼龙。 0072 实施例4 0073 实施例4中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表7和表8中。 0074 表7实施例4中底漆各成分的重量份数 0075 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 8/11页 10 0076 0077 表8实施例4中面漆各成分的重量份数 0078 0079 涂覆于碳纤维增。
26、强尼龙。 0080 实施例5 0081 实施例5中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表9和表10中。 0082 表9实施例5中底漆各成分的重量份数 0083 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 9/11页 11 0084 0085 表10实施例5中面漆各成分的重量份数 0086 0087 涂覆于碳纤维增强TPU。 0088 实施例6 0089 实施例6中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表11和表12中。 0090 表11实施例6中底漆各成分的重量份数 0091 0092 表12实施例6中面漆各成分的重量份数 0093 说 明 书CN 102391699 。
27、A CN 102391707 A 10/11页 12 面漆组分 重量份数 二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂 8 多支化脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂 30 高官能丙烯酸酯单体 7 附着力促进剂 1 光引发剂-羟基环己基苯甲酮 1 光引发剂2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦 1 流平剂 0.8 乙酸乙酯 20.2 乙酸丁酯 11 甲基异丁基酮 10 丁酮 10 0094 0095 涂覆于碳纤维增强TPU。 0096 实施例16制备漆面性能测试结果列于表13中。 0097 对比例 0098 常用涂料配比为：聚氨酯树脂30-60wt，溶剂40-60wt，助剂1wt，引发剂 2-8wt。涂覆基材：尼龙碳纤维增。
28、强。 0099 表13实施例16制备漆面性能测试结果 0100 0101 由表13可见，实施例2中制备得到的漆面RCA耐磨性能和耐盐雾性能及QUV老化 性能最优，与对比例中所得结果相比，本发明制备得到的漆膜各项性能更优。说明本发明提 说 明 书CN 102391699 A CN 102391707 A 11/11页 13 供的紫外光固化漆用于碳纤维增强TPU或碳纤维增强尼龙能对基地材料发挥有利的保护 能力，防止基地材料受到腐蚀，增强其耐候性。 0102 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102391699 A 。