[发明专利]紫外光或电子束辐射固化粉末涂料

说明书

技术领域

本发明属于辐射固化涂料技术领域，具体涉及一种紫外光或电子束辐射固化粉末涂料。

背景技术

粉末涂料具有对环境友好(无VOC排放)、良好经济性、高户外耐久性等优点。然而，粉末涂料所使用的热固型树脂的固化温度较高(180～220℃)，固化时间长(10～30分钟)，这限制了其主要用于金属等耐热基材。另一方面，热固型粉末涂料在流平时也发生固化反应，如升温程序控制不当，涂层就会出现平整度上的缺陷，如缩孔、橘皮等问题。

紫外光固化粉末涂料是近年来发展迅速的新技术，它是将粉末涂料加工技术与紫外光固化技术相结合的一项新型涂料技术，它综合了传统粉末涂料和液态紫外光固化技术的优点，可以使加热流平和固化过程相分离，避免涂层的熔融流平不会发生早期固化，同时，使用100％固体紫外光粉末涂料，涂料组份的转化率高，过量喷涂的粉末可回收再利用，节省成本。紫外光粉末涂料熔融温度一般为100～140℃，固化速度以秒计，因而一般的热敏材料，如中密度纤维板、木材、塑料、纸张等不耐高温的基材都可以采用紫外光固化粉末涂料进行涂装，从而拓展了粉末涂料的应用领域。辐射固化光粉末涂料虽然优势明显，但真正调配能实现低温固化的辐射固化粉末涂料并非易事，因为一方面要求所用原材料能赋予粉末良好的稳定性；另一方面是所用原材料须在较低温度下具有较低的熔融粘度，以保证涂料在固化之前和固化过程中具有良好的流动和流平性，随后发生辐射固化反应。这就要求严格挑选合适的树脂，并对配方组合物进行适当调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低温良好流平性和稳定性的紫外光或电子束辐射固化粉末涂料。

本发明的紫外光或电子束辐射固化粉末涂料，以预聚物树脂的质量份数为基准，由80～90质量份数的预聚物树脂、0～5质量份数的光引发剂、2～4质量份数的助剂和3～8质量份数的无机纳米粒子组成。

本发明的紫外光或电子束辐射固化粉末涂料在以电子束辐射固化粉末涂料时，以预聚物树脂的质量份数为基准，粉末涂料优选组成为80～90质量份数的预聚物树脂、2～4质量份数的助剂和3～8质量份数的无机纳米粒子。

本发明中所述的预聚物树脂、光引发剂、助剂和无机纳米粒子均为市售产品。

本发明的紫外光或电子束辐射固化粉末涂料中的预聚物树脂决定涂料固化后的总体性能，包括固化过程中的粘度及固化膜的硬度、柔韧性、耐候性和耐化学品性等，因此树脂的选择是决定粉末涂料性能的关键。本发明使用的预聚物树脂至少为一种支化型高官能度聚酯改性环氧丙烯酸酯，其光固化反应速度快，交联密度高，数均分子量为1000～6000，软化点为70～75℃，具有良好的低温流平性和固化成膜性能。该预聚物树脂选自具有以下结构式所示的树脂1至树脂4所组成的组中的至少一种，其中n代表聚合度，n的取值以预聚物树脂的数均分子量为1000至6000为限；

树脂1

树脂2

树脂3

树脂4

本发明所使用的光引发剂熔融后与所述预聚物树脂具有优良的相容性，所述的光引发剂选自α-羟基环己基苯甲酮(如瑞士Ciba公司的Irgacure 184)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(如瑞士Ciba公司的Darocur TPO)、安息香双甲醚(如瑞士Ciba公司的Irgacure 651)、对羟乙基醚基-α，α-二甲基苯乙酮(如瑞士Ciba公司的Darocur 2959)等所组成的组中的至少一种。

本发明使用的助剂可提高紫外光或电子束固化粉末涂料的涂布性能及使用性能，选自消泡剂聚甲基烷基硅氧烷溶液(如德国BYK公司的BYK077)、流平剂聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷(如德国BYK公司的BYK371)或它们的混合物等。

本发明通过添加不同类型的无机纳米粒子材料对涂料进行改性，所述的无机纳米粒子是纳米碳酸钙(上海卓越纳米新材料股份有限公司)、二氧化硅包覆的纳米碳酸钙(根据申请号为200810033368.2的中国发明专利所述方法制备)或它们的混合物。

本发明的紫外光或电子束辐射固化粉末涂料的制备方法是：将80～90质量份数的预聚物树脂、0～5质量份数的光引发剂、2～4质量份数的助剂和3～8质量份数的无机纳米粒子熔融混合均匀后，冷却粉碎成细粉，得到所述的紫外光或电子束固化粉末涂料，以预聚物树脂的质量份数为基准。

本发明具有以下有益效果：