一种LED固化水性UV家具家装漆及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201710154906.2

申请日:

2017.03.16

公开号:

CN106905838A

公开日:

2017.06.30

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法律详情:

公开

IPC分类号:

C09D175/14; C09D167/06; C09D133/04; C09D161/20; C09D163/10; C09D5/16; C09D7/12; B05D5/06; B05D7/00; B05D7/06

主分类号:

C09D175/14

申请人:

珠海东诚光固化新材料股份有限公司

发明人:

谭昊涯; 李京

地址:

519090 广东省珠海市南水镇南水化工专区珠海东诚光固化材料有限公司厂房

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开一种LED固化水性UV家具家装漆,包括:附着于家具家装表面且由LED固化水性UV附着底漆固化而成的涂层Ⅰ;附着于涂层Ⅰ表面且由LED固化水性UV着色剂固化而成的涂层Ⅱ;附着于涂层Ⅱ表面且由LED固化水性UV保护面漆固化而成的涂层Ⅲ。该漆漆膜硬度高、丰满度好、附着力优异、耐磨性和抗沾污性能强、色彩鲜明、耐黄变,具有良好的装饰效果和保护功能,且制备中固化方便、速度快,生产效率高,能耗低,绿色环保无污染。

权利要求书

1.一种LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于,包括:附着于家具家装表面且由LED固
化水性UV附着底漆固化而成的涂层Ⅰ;附着于涂层Ⅰ表面且由LED固化水性UV着色剂固化而
成的涂层Ⅱ;附着于涂层Ⅱ表面且由LED固化水性UV保护面漆固化而成的涂层Ⅲ;
所述的LED固化水性UV附着底漆,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-70%、
水溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、填料0-50%、和水0-50% ;
所述的LED固化水性UV着色剂,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-70%、水
溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、颜料0-30%、和水0-30% ;
所述的LED固化水性UV保护面漆,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-70%、
水溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、填料0-50%、和水0-50% 。
2.根据权利要求1所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:在LED固化水性UV附
着底漆、UV着色剂和UV保护面漆中,所述的水性丙烯酸酯预聚物选自水性聚氨酯丙烯酸酯、
水性环氧丙烯酸酯、水性聚酯丙烯酸酯、水性氨基丙烯酸酯、水性丙烯酸化聚丙烯酸酯和水
性丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:所述的水溶性活性
单体选自丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO3-TMPTA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、乙氧基
化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EOn-TMPTA,n=3,6,9,15,20)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯
酸(MAA)、纯丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:所述的光引发剂是
硫醇、Ciba 1173、Ciba 184、Ciba 369、Ciba 907、Ciba 819、Ciba 651、TPO、ITX中的一种或
两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:所述的水性助剂是
流平剂、润湿分散剂、光敏增感剂、附着力促进剂、消泡剂、阻聚剂、消光剂、防沉剂的一种或
两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:所述的颜料是炭黑、
钛白粉、珠光银粉、珠光金粉、铁红、酞菁蓝中的一种或两种以上的组合;所述的填料选自滑
石粉、消光粉、气相二氧化硅、抗刮蜡粉、碳酸钙、硫酸钡、石英粉、高岭土、膨润土中的至少
一种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于:涂层Ⅰ、
Ⅱ和Ⅲ的厚度各自独立地优选为10-200 um,更优选10-120 um。
8.权利要求1-7中任一项所述的LED固化水性UV家具家装漆的制备方法,包括下列步
骤:
1)清洁家具家装表面;
2)在家具家装表面涂装LED固化水性UV附着底漆;
3)第一次LED固化,形成涂层Ⅰ;
4)在涂层Ⅰ表面涂装LED固化水性UV着色剂;
5)第二次LED固化,形成涂层Ⅱ;
6)在涂层Ⅱ表面涂装LED固化水性UV保护面漆,红外流平或自然流平;
7)第三次LED固化,形成涂层Ⅲ。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:用于固化的LED的波长是420nm、
405nm、390nm、385nm、380nm、375nm、370nm、365nm、360nm中的一种。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:步骤6)中,所述的红外流平的温度为
20-150 ℃,流平时间为0.1-10 min。

说明书

一种LED固化水性UV家具家装漆及其制备方法

技术领域

本发明属于家具家装装饰材料领域,具体涉及一种LED固化水性UV家具家装漆及
其制备方法。

背景技术

传统油漆大多为单组分涂料、双组分涂料和烘烤型涂料,它们干燥速度慢,生产效
率低,且含有大量有机挥发性溶剂,易对环境造成污染。随着人们环保意识的提高,作为环
保型漆的水性漆被广泛应用,特别是在室内装修、建筑材料、家具涂装等领域。然而,现有水
性漆在应用中仍然存在不足,例如耐候性差、硬度低、干燥时间长、生产效率低、装饰性不够
丰富等。LED固化水性漆有望兼具LED固化速度快、能耗低、漆膜性能优异的技术特点以及水
性漆环保无污染、成本低等优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED固化水性UV家具家装漆及其制备方法。该漆漆膜
硬度高、丰满度好、附着力优异、耐磨性和抗沾污性能强、色彩鲜明、耐黄变,具有良好的装
饰效果和保护功能,且制备中固化方便、速度快,生产效率高,能耗低,绿色环保无污染。

具体而言,一种LED固化水性UV家具家装漆,其特征在于,包括:附着于家具家装表
面且由LED固化水性UV附着底漆固化而成的涂层Ⅰ;附着于涂层Ⅰ表面且由LED固化水性UV着
色剂固化而成的涂层Ⅱ;附着于涂层Ⅱ表面且由LED固化水性UV保护面漆固化而成的涂层
Ⅲ。

所述的LED固化水性UV附着底漆,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-
70%、水溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、填料0-50%、和水0-50%。

所述的LED固化水性UV着色剂,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-
70%、水溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、颜料0-30%、和水0-30%。

所述的LED固化水性UV保护面漆,以重量百分比计,包含:水性丙烯酸酯预聚物10-
70%、水溶性活性单体10-60%、光引发剂1-5%、水性助剂0-5%、填料0-50%、和水0-50%。

作为优选技术方案,在上述LED固化水性UV附着底漆、UV着色剂和UV保护面漆中,
所述的水性丙烯酸酯预聚物选自水性聚氨酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯、水性聚酯丙烯
酸酯、水性氨基丙烯酸酯、水性丙烯酸化聚丙烯酸酯和水性丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

所述的水溶性活性单体优选自丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO3-TMPTA)、甲
基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EOn-TMPTA,n=3,6,9,15,
20)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸(MAA)、纯丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和丙
烯酸羟丙酯(HPA)中的至少一种。

所述的光引发剂优选是硫醇、Ciba 1173、Ciba 184、Ciba 369、Ciba 907、Ciba
819、Ciba 651、TPO、ITX中的一种或两种以上的组合。

所述的水性助剂可以是流平剂、润湿分散剂、光敏增感剂、附着力促进剂、消泡剂、
阻聚剂、消光剂、防沉剂的一种或两种以上的组合。

所述的颜料可以是炭黑、钛白粉、珠光银粉、珠光金粉、铁红、酞菁蓝中的一种或两
种以上的组合。

所述的填料优选自滑石粉、消光粉、气相二氧化硅、抗刮蜡粉、碳酸钙、硫酸钡、石
英粉、高岭土、膨润土中的至少一种。

上述LED固化水性UV家具家装漆中,涂层Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的厚度可相同,也可不同,均优
选为10-200um,更优选10-120um。以60°光泽度计,涂层Ⅲ的涂层光泽度计量优选为10-120°
可调。

本发明的LED固化水性UV家具家装漆的制备方法,包括下列步骤:

1)清洁家具家装表面;

2)在家具家装表面涂装LED固化水性UV附着底漆;

3)第一次LED固化,形成涂层Ⅰ;

4)在涂层Ⅰ表面涂装LED固化水性UV着色剂;

5)第二次LED固化,形成涂层Ⅱ;

6)在涂层Ⅱ表面涂装LED固化水性UV保护面漆,红外流平或自然流平;

7)第三次LED固化,形成涂层Ⅲ。

在上述制备过程中,所述的涂装可采用本领域中公知的常规方式进行,如刮涂、喷
涂、浸涂、刷涂、辊涂、淋涂等,这对本领域技术人员而言是容易确定的。

涂装的LED固化水性UV附着底漆、UV着色剂和UV保护面漆对LED光源具有良好的响
应性,适用的LED的波长可以是420nm、405nm、390nm、385nm、380nm、375nm、370nm、365nm、
360nm中的一种。具体的光固化操作流程对本领域技术人员而言是容易确定的。优选地,所
述的LED固化采用1-6支功率为0.01-5KW的LED灯管进行照射,照射速度1-100m/min。

步骤6)中,所述的红外流平的温度优选为20-150℃,流平时间优选为0.1-10min。

除了上述步骤1-7之外,本发明的LED固化水性UV家具家装漆的制备方法还可任选
地包括包装(按照产品的规格和要求对成品进行包装)等常规步骤。

本发明的LED固化水性UV家具家装漆具有漆膜硬度高、丰满度好、耐磨性和抗沾污
性能强、装饰效果和保护功能优异等特点,完全满足建筑行业家具装饰材料的使用要求,且
制备工艺生产效率高、能耗低、绿色无污染。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但不应将其理解为对本发明保
护范围的限制。

制备实施例

实施例1.白色LED固化水性UV家具家装漆

选用规格1.2m×2.44m×6mm的胶合板,清洁后在其表面辊涂一层LED固化水性UV
附着底漆,干燥后进入装有2支功率300W、波长365nm的LED灯且照射速度为15m/min的固化
机,固化后形成厚度为20um的涂层Ⅰ。在涂层Ⅰ表面辊涂一层LED固化水性UV白色着色剂,干
燥后进入装有3支功率1KW、波长395nm的LED灯且照射速度为15m/min的固化机,固化后形成
厚度为25um的涂层Ⅱ。再在涂层Ⅱ表面辊涂一层LED固化水性UV保护面漆,在温度为80℃的
红外流平线下流平60s,然后进入装有5支功率2KW、波长365nm的LED灯且照射速度为15m/
min的固化机,固化后形成厚度为30um的涂层Ⅲ。即得白色LED固化水性UV家具家装装饰板。

其中,LED固化水性UV附着底漆的重量百分比组成为:水性聚氨酯丙烯酸酯56%、
甲基丙烯酸羟丙酯27.5%、硫醇3%、Ciba 1173 1%、流平剂(BYK-333)0.5%、附着力促进
剂(磷酸酯CN9051)1.5%、消泡剂(BYK-018)0.5%、水10%。

LED固化水性UV白色着色剂的重量百分比组成为:水性聚酯丙烯酸酯35%、水性氨
基丙烯酸酯20%、丙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20%、硫醇3%、TPO 2%、流平剂(BYK-
380)0.5%、光敏增感剂(活性胺P-1114)1%、钛白粉13%、阻聚剂(对苯二酚)0.5%、水5%。

LED固化水性UV保护面漆的重量百分比组成为:水性环氧丙烯酸酯29%、水性聚氨
酯丙烯酸酯36%、丙烯酸羟乙酯19%、硫醇4%、流平剂(BYK-381)0.5%、消泡剂(BYK-022)
0.5%、附着力促进剂(磷酸酯CN9051)1%、滑石粉10%。

实施例2.红色LED固化水性UV家具家装漆

选用规格为1.0m×2.5m×10mm的实木,清洁后在其表面淋涂一层LED固化水性UV
附着底漆,然后进入装有2支功率1KW、波长385nm的LED灯且照射速度为15m/min的固化机,
固化后形成厚度为80um的涂层Ⅰ。在涂层Ⅰ表面淋涂一层LED固化水性UV红色着色剂,然后进
入装有3支功率3KW、波长420nm的LED灯且照射速度为15m/min的固化机,固化后形成厚度为
50um的涂层Ⅱ。再在涂层Ⅱ表面淋涂一层LED固化水性UV保护面漆,在温度为80℃的红外流
平线下流平60s,然后进入装有5支功率5KW、波长405nm的LED灯且照射速度为15m/min的固
化机,固化后形成厚度为40um的涂层Ⅲ。即得红色LED固化水性UV家具家装装饰板。

其中,LED固化水性UV附着底漆的重量百分比组成为:水性丙烯酸化聚丙烯酸酯
63%、甲基丙烯酸羟乙酯30.5%、硫醇4%、润湿分散剂(DISPERBYK-180)0.5%、附着力促进
剂(羟基丙烯酸酯)1%、消泡剂(BYK-028)1%。

LED固化水性UV着色剂的重量百分比组成为:水性聚酯丙烯酸酯35%、水性丙烯酸
酯共聚物20%、丙烯酸羟丙酯21%、硫醇2%、TPO3%、流平剂(BYK-337)0.5%、光敏增感剂
(活性胺P-1114)1%、铁红17%、消泡剂(BYK-093)0.5%。

LED固化水性UV保护面漆的重量百分比组成为:水性氨基丙烯酸酯21%、水性聚氨
酯丙烯酸酯35%、甲基丙烯酸羟丙酯12%、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3-TMPTA)
16%、Ciba184 2%、硫醇2%、流平剂(BYK-387)0.5%、消泡剂(BYK-1610)0.5%、稳定剂(对
羟基苯甲醚)1%,消光粉(OK500)10%。

实施例3.珠光银LED固化水性UV家具漆

选用规格为1.2m×2.4m×12mm的三胶板,清洁后在其表面喷涂一层LED固化水性
UV附着底漆,然后进入装有2支功率0.5KW、波长395nm的LED灯且照射速度为15m/min的固化
机,固化后形成厚度为28um的涂层Ⅰ。在涂层Ⅰ表面喷涂一层LED固化水性UV珠光银着色剂,
然后进入装有3支功率3KW、波长420nm的LED灯且照射速度为12m/min的固化机,固化后形成
厚度为32um的涂层Ⅱ。再在涂层Ⅱ表面喷涂一层LED固化水性UV保护面漆,在温度为80℃的
红外流平线下流平60s,然后进入装有5支功率5KW、波长365nm的LED灯且照射速度为15m/
min的固化机,固化后形成厚度为30um的涂层Ⅲ。即得珠光银LED固化水性UV家具家装装饰
板。

其中,LED固化水性UV附着底漆的重量百分比组成为:水性聚氨酯丙烯酸酯40%、
水性丙烯酸化聚丙烯酸酯25.5%、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO6-TMPTA)27.5%、
硫醇4%、流平剂(BYK-3500)0.5%、附着力促进剂(磷酸酯CN9051)1.5%、消泡剂(BYK-
080A)1%。

LED固化水性UV着色剂的重量百分比组成为:水性聚酯丙烯酸酯32%、水性环氧丙
烯酸酯23%、丙烯酸羟乙酯14%、纯丙烯酸12%、硫醇1%、TPO 3%、流平剂(BYK-3530)
0.5%、光敏增感剂(活性胺P-1114)2%、珠光银粉12%、附着力促进剂(磷酸酯CN9051)
0.5%。

LED固化水性UV保护面漆的重量百分比组成为:水性环氧丙烯酸酯20%、水性聚酯
丙烯酸酯34%、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO15-TMPTA)14%、、丙氧化三羟甲基丙
烷三丙烯酸酯17%、硫醇4%、流平剂(BYK-333)0.5%、消泡剂(BYK-1615)0.5%、阻聚剂(对
苯二酚)1%、碳酸钙9%。

性能表征

参照相应检测标准,对上述实施例1-3制得的三种LED固化水性UV家具家装装饰板
进行了性能检测,检测项目包括漆膜硬度、外观、附着力、耐水性、耐磨性、耐沾污性、耐洗刷
性和耐黄变性。

检测结果如下表1中所示。

表1



由表1的检测结果可以看出,本发明的LED固化水性UV家具家装漆的漆膜硬度高,
丰满度好,附着力强,耐水性、耐磨性、抗沾污性能、耐洗刷性和耐黄变性优异,装饰效果和
保护功能好,完全满足建筑行业家具装饰材料的使用要求,且制备工艺生产效率高、能耗
低、绿色无污染。

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本发明公开一种LED固化水性UV家具家装漆,包括:附着于家具家装表面且由LED固化水性UV附着底漆固化而成的涂层;附着于涂层表面且由LED固化水性UV着色剂固化而成的涂层;附着于涂层表面且由LED固化水性UV保护面漆固化而成的涂层。该漆漆膜硬度高、丰满度好、附着力优异、耐磨性和抗沾污性能强、色彩鲜明、耐黄变,具有良好的装饰效果和保护功能,且制备中固化方便、速度快,生产效率高,能耗低,绿色环保无污染。

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