本發(fā)明屬于油漆領(lǐng)域，具體涉及一種家裝用低氣味led-uv木器白底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、uv-led(紫外發(fā)光二極管)是一種半導體發(fā)光的uv新光源，與汞弧燈、微波無極燈等傳統(tǒng)的uv光源比較，具有壽命長、效率高、安全性好、運行費用低和不含汞、無臭氧產(chǎn)生等許多優(yōu)點，已成為新一代的uv光源，在uv膠粘劑、uv油墨、uv涂料和3d打印等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，對光固化技術(shù)節(jié)能降耗、環(huán)保減污起到了推動作用，為光固化行業(yè)帶來了革命性變化。

2、uv-led涂料目前常用的波長在385nm，395nm，365nm波長因其價格昂貴，目前未大面積推廣，因其本身的特性仍存在如下問題：由于其波長集中在長波段且波長單一，能量偏低，表面固化弱，氧阻聚嚴重，一般無法媲美傳統(tǒng)的汞燈固化，而長波長對應(yīng)的引發(fā)劑相對價格較高造成整體價格相對偏高。盡管存在一些先天性的問題，但由于其優(yōu)點加上近幾年技術(shù)的發(fā)展，已在部分領(lǐng)域成功的應(yīng)用起來，比如部分家具涂料涂裝中。

3、家裝市場用的涂料，目前主要以油性pu，水性1k，2k涂料為主，整體干燥時相對長，一般一天涂裝次數(shù)為1-3遍。uv或uv-led涂料盡管其效率高，秒固化，但因需要專業(yè)的設(shè)備一般還是應(yīng)用于工廠中，目前家裝市場上未見相關(guān)產(chǎn)品。

4、現(xiàn)有的uv-led白色涂料技術(shù)分析：

5、1.涂裝對象針對工廠，對選材的環(huán)保性(低皮膚刺激性，純度，氣味等)未做特別要求與說明；

6、2.白色uv-led漆由于施工方式多為機械輥涂或噴涂，粘度較高，不適合家裝市場刷涂的施工方式；

7、3.手工刷涂這種施工方式，相對于機械輥涂，噴涂，容易帶入汽泡與刷痕，對助劑體系的要求要高于機械輥涂、噴涂施工方式。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種家裝用低氣味led-uv木器白底漆及其制備方法，針對零售家裝市場，利用其無溶劑高固含、快速固化的特性，實現(xiàn)快速涂裝，提升涂料效率與涂裝過程中的安全性、環(huán)保性；針對家裝市場常用的刷涂涂裝方式，在合適的施工粘度前提下，消泡性與流平性平衡，保證了良好的涂裝性能與優(yōu)異的表面效果；配方中材料優(yōu)選低皮膚刺激性、高純度、低氣味單體與主體樹脂的前提下，不同反應(yīng)活性的科學搭配實現(xiàn)涂料本身與固化后氣味最小化，擁有合適的固化性能與附著力最佳平衡，以及優(yōu)異的安全性。

2、本發(fā)明為一種家裝用低氣味led-uv木器白底漆，為一種白色底漆，施工方式為刷涂，可視為“uv-led白漆+刷涂施工方式”的結(jié)合體。

3、為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、本發(fā)明的第一個發(fā)明目的為：

5、提供一種家裝用低氣味led-uv木器白底漆，其包括以下重量份組分：

6、主劑：

7、三官低粘聚酯25～35份，四官胺改性聚酯5～15份，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯6～15份，分散劑0.1～0.5份，消泡劑0.1～0.3份，流平劑0.1～0.8份，鈦白粉4～6份，滑石粉8～12份，高度微粉化水洗高嶺土5～15份，2,4,6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?～6份，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0.5～1.5份，阻聚劑0.05份，活性胺3～6份，丙烯酰嗎啉8～15份，防沉劑0.2～1份；總重量份為100份

8、稀釋劑：

9、丙烯酰嗎啉100份；

10、主劑和稀釋劑的重量比為＝10︰1；

11、主體樹脂︰單體的重量比例大于1︰1；

12、其中所述的主體樹脂為三官低粘聚酯和四官胺改性聚酯的總重量；所述的單體為丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯與丙烯酰嗎啉的總重量(包括稀釋劑部分)；

13、施工方式為刷涂，涂布量控制在55±10g/m2，采用手持式led固化燈進行固化，共光照三遍，每遍固化能量在300～400mj/cm2。

14、本發(fā)明的家裝用低氣味led-uv木器白底漆的進一步優(yōu)化為：

15、所述的三官低粘聚酯為昊輝化學的cr90475；和/或

16、所述的四官胺改性聚酯為雙鍵化學的doublemer?285；和/或

17、所述的丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯由湛新樹脂(中國)有限公司提供。

18、本發(fā)明的家裝用低氣味led-uv木器白底漆的進一步優(yōu)化為：

19、所述的高度微粉化水洗高嶺土為巴斯夫化學的asp?g90。

20、本發(fā)明的家裝用低氣味led-uv木器白底漆的進一步優(yōu)化為：

21、所述的2,4,6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ヅc苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦,為湖北固潤化學提供。

22、本發(fā)明的家裝用低氣味led-uv木器白底漆的進一步優(yōu)化為：

23、所述的分散劑為byk化學的byk-2158；和/或

24、所述的消泡劑為byk化學的byk-1799；和/或

25、所述的流平劑為byk化學的byk-3535；和/或

26、所述的鈦白粉為杜邦化學的r-900；和/或

27、所述的滑石粉為k牌粉體提供，目數(shù)為800～1000目；和/或

28、所述的阻聚劑為上海同金化工的510；和/或

29、所述的活性胺為博興化學的b-27；和/或

30、所述的丙烯酰嗎啉由上海聚瑞實業(yè)有限公司提供；和/或

31、所述的防沉劑為byk化學的rheobyk-410。

32、本發(fā)明的第二個發(fā)明目的為：

33、提供一種前面所述的家裝用低氣味led-uv木器白底漆的制備方法，其包括以下制備步驟：

34、主劑部分：

35、s1.先投入三官低粘聚酯、四官胺改性聚酯、部分丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、分散劑、消泡劑，高速分散5分鐘；

36、s2.接著投入鈦白粉、滑石粉、高度微粉化水洗高嶺土、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦、阻聚劑、防沉劑，高速分散30分鐘；

37、s3.細度合格后，接著投入流平劑，活性胺、剩余的丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，丙烯酰嗎啉，中高速攪拌均勻；

38、s4.檢測合格后，過濾包裝；

39、稀釋劑部分：

40、直接包裝。

41、家裝市場用的低氣味uv-led涂料，所涉及的技術(shù)關(guān)鍵點與問題為：

42、1.合適的施工粘度條件下涂料反應(yīng)活性與附著力、柔韌性，氣味之間最佳平衡：

43、家裝市場常用的涂裝方式為刷涂，粘度過高無法施工，要實現(xiàn)這低粘度這一前提，最直接簡單的方法：選擇低粘樹脂與活性單體，配方中盡可能加入多的活性單體，選擇低吸油量的顏填料，但從目前的技術(shù)來看：

44、在樹脂與單體的選擇上，低粘度的樹脂由于低分子量，在uv-led體系中一般靠提升其官能度來保證整個體系的反應(yīng)性，但帶來的負面影響為大多數(shù)情況下附著力與柔韌性的相對較低；而低粘度的活性單體大多為單官或雙官能基團，柔韌性與附著力相對好，但反應(yīng)活性相對一般，在uv-led體系中這一缺點會被放大，過多的活性單體雖能直接降低粘度，但單體過多，首先其反應(yīng)性下降，其次附著力降低明顯。

45、在顏填料選擇上，顏料鈦白粉為固定項，主要集中在填料選擇上，一般常規(guī)吸油量高的如滑石粉防沉性好，打磨性佳，但加量過多會導致粘度過高，而低吸油量的重鈣，沉鋇在此體系中防沉較差，打磨性差。

46、整的來說，其首要的關(guān)鍵技術(shù)要點為在設(shè)定的施工粘度條件前提下，利用樹脂，單體的各自優(yōu)缺點復(fù)配在反應(yīng)活性與附著力，柔韌性，氣味之間的平衡，選擇合適的顏填料平衡粘度、防沉、打磨性之間的平衡。

47、2.優(yōu)異的儲存穩(wěn)定性：家裝市場用涂料由于其運輸與儲存過程及其它原因，到達消費者手中其中經(jīng)歷的時間會相對長，涂料本身的穩(wěn)定性要明顯優(yōu)于一些工廠用的涂料，需關(guān)注涂料本身的防沉性，粘度增長，膠凝等指標，前面提到其低粘度特性本身就是對防沉不利的。常規(guī)的解決方案如加氣相二氧化硅，膨潤土等，能解決但達到效果的添加量住住明顯提升整體粘度，而粘度增長，膠凝這類異常需整體考慮。

48、3.低氣味，低刺激性，安全性，環(huán)保性。家裝市場涂裝環(huán)境不像工廠(有大型的抽風換氣措施)，有一定概率可能會遇到空氣流通不如意的情況，另外施工人員及業(yè)主對涂料的認識可能不夠?qū)I(yè)，防護可能有不到位的場景，會導致出現(xiàn)皮膚過敏等情況，等等諸如此類小概率異常使用場景。涂料的安全性越好，則影響及帶來的不良后果越小。一些常用的uv單體如dpgda，hdda稀釋劑好，反應(yīng)速度快，但皮膚刺激性大，部分低刺激性單體又存在分子量大，稀釋性不佳的問題，需優(yōu)先考慮單體的氣味，皮膚刺激性，在此前提下，來平衡配方性能。

49、4.較好的表面效果，家裝市場涂料的施工方式刷涂，相對于噴涂或機械輥涂，施工過程中更容易引入汽泡、刷痕，對助劑體系的設(shè)計要求高于噴涂與機械輥涂施工方式。

50、比較接近的專利為cn201611044437(led-uv防涂鴉抗污涂料及其制備方法和使用方法)，其樹脂為8官，4官，低能量的uv預(yù)聚物搭配雙官單體二乙二醇二甲基丙烯酸酯，其搭配更強調(diào)硬度，抗刮性，不適合做為底漆的思路搭配。且該專利為一支清漆，沒有顏填料的加入，無需考慮防沉的問題。整體助劑設(shè)計體系也很簡單。

51、本發(fā)明的主體設(shè)計思路如下：

52、1.成膜物質(zhì)(主體樹脂與單體的搭配的選擇)

53、主體樹脂選擇為高官能度，低粘度的樹脂，整體提供反應(yīng)活性，但單獨使用，漆膜硬、脆，易開裂；

54、單體因為為低分子量物質(zhì)，對涂料本身的氣味影響大，本產(chǎn)品主要針對零售家裝市場開發(fā)，單體高純度，低氣味，低皮膚刺激性是選擇的前提，在此基礎(chǔ)上，由于主體樹脂已以提供了足夠的反應(yīng)活性，故本發(fā)明選擇柔韌性，附著力好但反應(yīng)活性稍低的單官能與雙官能單體與主體樹脂配合，來平衡整個體系的性能；

55、其具體選擇思路如下：

56、一般皮膚刺激指數(shù)pii對皮膚的刺激程度及相關(guān)如下表所示：

57、

58、一般相關(guān)公開文獻及市場中常用uv單體pii，粘度如下表所示：

59、

60、在現(xiàn)有公開文獻及市場中，因為針對的對象是家具廠，對uv單體的要求一般很少注意皮膚刺激指數(shù)，主要是粘度，反應(yīng)活性。而涂裝方式大部分為機械涂裝(可以加熱降低施工粘度)，降粘性，反應(yīng)活性與樹脂搭配上相對靈活。而家裝市場因考慮安全性-皮膚刺激指數(shù)，可選單體不多，在此基礎(chǔ)上再考慮降粘性，反應(yīng)活性，與樹脂搭配的要求相對高。常規(guī)的技術(shù)路線舉例如下：

61、(1)加大單體的量，降粘度，在此前提下反應(yīng)活性可調(diào)，但會明顯犧牲附著力而達到不到要求，所以本發(fā)明中，主體樹脂：單體的重量比例必須大于1：1。

62、(2)采用高官高反應(yīng)性單體，從上表中可以看出，高官高反應(yīng)單體的粘度一般較高，降粘性弱，無論搭配高中低反應(yīng)樹脂，一定條件前提下無法滿足施工需求。

63、(3)中低反應(yīng)性單體，如樹脂反應(yīng)活性弱，整體反應(yīng)性達不到要求，超高官能團的樹脂一般粘度相對增加，但同時又帶來開裂的風險，需搭配適當反應(yīng)活性的樹脂。

64、本發(fā)明因為針對家裝市場，在一些前提(粘度，反應(yīng)活性的平衡)限制下，通過大量的實驗設(shè)計篩選，采用3與4高官能團高反應(yīng)活性，粘度適中的主體樹脂，搭配中等反應(yīng)活性的低粘單體，整體能達到一個很好的平衡，滿足要求。

65、2.整體儲存穩(wěn)定性方面

66、家裝市場涂料的主要施工方式為常溫刷涂，不同于機械涂裝，其粘度相對低，會帶來一些儲存穩(wěn)定性如沉淀的問題。針對這一點，配方設(shè)計上：

67、①采用雙組分設(shè)計，主劑粘度得到一定量的提高從而提升了防沉性，但僅僅如此是不夠的；

68、②在填料選擇上創(chuàng)新性引入高度微粉化水洗高嶺土這一填料(吸油量適中，防沉性好，打磨性佳),未有相關(guān)專利提及，甚至在常規(guī)的uv涂料專利中，極少數(shù)專利提到了用常規(guī)的高嶺土，但并而非本專利中所選用類型的高嶺土；

69、常規(guī)的填料一般為滑石粉，重鈣，沉鋇，在本技術(shù)方案的優(yōu)選配方中的asp?g90與之相比：

70、體系粘度增長：重鈣≈沉鋇<aspg90<滑石粉；

71、防沉性：aspg90≈滑石粉>重鈣≈沉鋇；

72、打磨性：滑石粉>aspg90>重鈣≈沉鋇；

73、遮蓋力：aspg90>滑石粉≈重鈣≈沉鋇；

74、綜合性能：引入asp?g90不會像滑石粉一樣引起粘度大幅增長，又有很好的防沉與打磨性，同時提供一定的遮蓋力，減少鈦白粉的用量。

75、③因為引入高度微粉化水洗高嶺，防沉體系只加改性脲即可，而無須使用常規(guī)的防沉組合(氣硅+改性脲)，減少了氣硅引入會提升粘度與降低流平性的問題，通過一環(huán)扣一環(huán)的協(xié)同組合設(shè)計(整體樹脂單體體系確定的情況下，從“雙組分設(shè)計”到“新填料的引入”到“防沉劑”的組合)，成功的解決了低粘下儲存易沉淀的問題。

76、3.光引發(fā)劑：

77、因考慮家裝市場的安全性，采用2,4,6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ズ捅交p(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的組合。

78、4.其它助劑體系：

79、考慮刷涂施工方式(相對于機械輥涂，噴涂，易引入汽泡，流平相對變差)，且本發(fā)明為色漆體系(相對于清漆，填料的引入進一步降低了流平，消泡性)，本發(fā)通大量實驗篩選得出實際最佳組合。

80、本發(fā)明制備得到的家裝用低氣味led-uv木器白底漆，將led-uv木器高固含無溶劑，快速固化的優(yōu)點得以應(yīng)用在家裝市場上，通過科學的配方設(shè)計，制得的產(chǎn)品粘度適合刷涂/滾涂施工方式，表面效果優(yōu)異，同時具有儲存穩(wěn)定性好(低粘度長時間儲存無硬沉，無凝膠等異常)、附著力優(yōu)異、打磨性好、低皮膚刺激性、低氣味、高固含無溶劑、安全環(huán)保等特點。目前暫未見有此方面的公開專利。