一种紫外光固化耐热耐黄变涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种紫外光固化耐热耐黄变涂料及其制备方法。


背景技术：

2.装饰材料中的涂料，是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。在工厂生产工艺中，一些薄皮平面板材涂装紫外光固化涂料后，瞬间固化，并堆叠在一起，由于薄皮木材经紫外光照射及涂料瞬间聚合反应的释放的热量温度可达到80-90℃，在没有散热的情况下大量薄皮木材堆叠在一起，会形成一个保温体，造成中间薄皮在70-90℃下保温长达4小时以上。油漆漆膜在4小时的高温下，会加速发生热氧化黄变，在以往国内装修偏红木色的情况下，轻微黄变是不会影响视觉效果，但是随着人们对家装风格的日益变化，市面上开始流行白色、灰色等颜色为主的木质家具。在白灰色基色调中，如果漆膜出轻微偏黄，会体现出非常明显的目视色差。因而，针对上述问题，需要开发一种紫外光固化的耐热耐黄变涂料，解决涂料在固化时易氧化黄变的问题。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题：本发明的目的在于提供一种紫外光固化耐热耐黄变涂料及其制备方法，涂料中添加的复合微球是由耐高温的碳化硼和具有高能量化学键的磷酸铝组成的，可以在高温的环境下仍能较好保持涂层原有的性质，增强涂料的耐热耐黄变性能。
4.技术方案：一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水100-150份、聚氨酯丙烯酸酯60-70份、碳化硼-磷酸铝复合微球5-10份、耐热助剂0.5-3份、流平剂1-3份、分散剂0.5-1份、uv光引发剂2-5份、哑光粉3-5份。进一步的，所述耐热助剂为酚类抗氧化剂和亚磷酸酯中的任意一种。进一步的，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚二甲基苯基硅氧烷和聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的任意一种。进一步的，所述分散剂为氨基丙胺二油酸酯、油酸钠、油氨基油酸酯和羧酸钠中的任意一种。进一步的，具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在800-1000r/min的搅拌状态下加入流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。进一步的，所述碳化硼-磷酸铝复合微球的具体制备步骤如下：s11：将碳化硼颗粒加入去离子水中超声分散均匀，加入十二烷基苯磺酸钠和碳酸
锌搅拌15-30min，使之充分混合，将温度升至50-70℃反应10-12h，过滤，用去离子水反复冲洗3-5次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将浓度为85％wt.的磷酸溶液和氢氧化铝按照一定比例混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：按照一定比例，将多孔碳化硼微球加入磷酸铝溶液中，依次加入mgo粉末和交联剂戊二醇，温度升至85-100℃反应8-10h，过滤，去离子水反复冲洗5-7次后真空干燥，得到碳化硼-磷酸铝复合微球。进一步的，所述s11中碳化硼颗粒和去离子水的质量体积比为1g:(10-20ml)，碳化硼颗粒、十二烷基苯磺酸钠和碳酸锌的质量比为1:(0.03-0.05):0.05。进一步的，所述s12中磷酸溶液和氢氧化铝的体积质量比为1ml:(0.02-0.04g)。进一步的，所述s13中多孔碳化硼微球和磷酸铝溶液的质量体积比为1g:(5-10ml)，多孔碳化硼微球与mgo粉末的质量比为1:(0.01-0.02)，磷酸铝溶液和交联剂戊二醇的体积比为1:(0.001-0.005)。有益效果：本发明具有以下优点：1、本发明通过表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和碳酸锌的作用，制备多孔碳化硼微球，碳化硼微球的多孔结构可以使磷酸铝溶液很好的在微球内部交叉穿梭，提高二者的结合力；2、本发明的复合微球由碳化硼和磷酸铝构成，在高温下磷酸铝分子之间会发生脱水反应，生成具有致密网络结构的聚磷酸铝，可以在一定程度上促进涂料在塑料、木料、纸张等物质表面形成致密的涂层，除此以外，聚磷酸铝含有较多的p-o键，该键键能高，在高温下不易被破坏，仍能保护原有的结构，进而增强涂料的耐热耐黄变性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例是对本发明的解释而本发明不局限于以下实施例：实施例1一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水100份、聚氨酯丙烯酸酯60份、碳化硼-磷酸铝复合微球5份、耐热助剂2,6-二叔丁基-4-甲酚0.5份、流平剂聚二甲基硅氧烷1份、分散剂氨基丙胺二油酸酯0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将10g碳化硼颗粒加入100ml去离子水中超声分散均匀，加入0.3g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌15min，使之充分混合，将温度升至50℃反应10h，过滤，用去离子水反复冲洗3次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和2.4g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入50ml磷酸铝溶液中，依次加入0.1gmgo粉末和0.05ml交联剂戊二醇，温度升至120℃反应8h，过滤，去离子水反复冲洗5次后真空干燥，得
到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在800r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。实施例2一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水110份、聚氨酯丙烯酸酯60份、碳化硼-磷酸铝复合微球6份、耐热助剂丁基羟基茴香醚1份、流平剂聚二甲基硅氧烷1份、分散剂氨基丙胺二油酸酯0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将20g碳化硼颗粒加入300ml去离子水中超声分散均匀，加入0.6g十二烷基苯磺酸钠和1g碳酸锌搅拌20min，使之充分混合，将温度升至50℃反应10h，过滤，用去离子水反复冲洗3次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和2.4g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入60ml磷酸铝溶液中，依次加入0.1gmgo粉末和0.12ml交联剂戊二醇，温度升至135℃反应8h，过滤，去离子水反复冲洗5次后真空干燥，得到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在850r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。实施例3一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水120份、聚氨酯丙烯酸酯63份、碳化硼-磷酸铝复合微球7份、耐热助剂二丁基羟基甲苯1份、流平剂聚二甲基苯基硅氧烷1份、分散剂油酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将10g碳化硼颗粒加入150ml去离子水中超声分散均匀，加入0.3g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌20min，使之充分混合，将温度升至55℃反应10h，过滤，用去离子水反复冲洗4次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和3.6g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入70ml磷酸铝溶液中，依次加入0.2gmgo粉末和0.21ml交联剂戊二醇，温度升至140℃反应9h，过滤，去离子水反复冲洗6次后真空干燥，得到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微
球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在800r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。实施例4一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水130份、聚氨酯丙烯酸酯65份、碳化硼-磷酸铝复合微球8份、耐热助剂没食子酸丙酯2份、流平剂聚二甲基苯基硅氧烷1份、分散剂油氨基油酸酯0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将10g碳化硼颗粒加入170ml去离子水中超声分散均匀，加入0.4g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌25min，使之充分混合，将温度升至60℃反应11h，过滤，用去离子水反复冲洗4次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和3.6g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入80ml磷酸铝溶液中，依次加入0.2gmgo粉末和0.24ml交联剂戊二醇，温度升至160℃反应9h，过滤，去离子水反复冲洗7次后真空干燥，得到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在900r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。实施例5一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水140份、聚氨酯丙烯酸酯65份、碳化硼-磷酸铝复合微球9份、耐热助剂亚磷酸酯2份、流平剂聚醚聚二甲基硅氧烷1份、分散剂羧酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将10g碳化硼颗粒加入180ml去离子水中超声分散均匀，加入0.5g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌25min，使之充分混合，将温度升至65℃反应11h，过滤，用去离子水反复冲洗5次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和4.8g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入90ml磷酸铝溶液中，依次加入0.2gmgo粉末和0.36ml交联剂戊二醇，温度升至170℃反应10h，过滤，去离子水反复冲洗7次后真空干燥，得到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在1000r/min的搅拌状态下加入流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外
光固化耐热耐黄变涂料。实施例6一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水150份、聚氨酯丙烯酸酯70份、碳化硼-磷酸铝复合微球10份、耐热助剂亚磷酸酯3份、流平剂聚醚聚二甲基硅氧烷1份、分散剂羧酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球s11：将10g碳化硼颗粒加入200ml去离子水中超声分散均匀，加入0.5g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌30min，使之充分混合，将温度升至70℃反应12h，过滤，用去离子水反复冲洗5次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和4.8g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：将10g多孔碳化硼微球加入100ml磷酸铝溶液中，依次加入0.2gmgo粉末和0.5ml交联剂戊二醇，温度升至180℃反应10h，过滤，去离子水反复冲洗7次后真空干燥，得到复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和氮化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在1000r/min的搅拌状态下加入流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。对比例1该对比例与实施例5的区别在于添加的不是碳化硼-磷酸铝复合微球，而是多孔碳化硼微球，具体的：一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水140份、聚氨酯丙烯酸酯65份、多孔碳化硼微球9份、耐热助剂亚磷酸酯2份、流平剂聚醚聚二甲基硅氧烷1份、分散剂羧酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：制备多孔碳化硼微球：将10g碳化硼颗粒加入180ml去离子水中超声分散均匀，加入0.5g十二烷基苯磺酸钠和0.5g碳酸锌搅拌25min，使之充分混合，将温度升至65℃反应11h，过滤，用去离子水反复冲洗5次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和多孔碳化硼微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在1000r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。对比例2该对比例与实施例5的区别在于磷酸铝溶液不与多孔碳化硼微球复合，而是采取直接添加的形式，具体的：一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水140份、聚氨酯丙烯酸酯65份、磷酸铝溶液9份、耐热助剂亚磷酸酯2份、流平剂聚醚聚二甲基硅氧烷1份、分散剂羧酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。
上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：将120ml浓度为85％wt.的磷酸溶液和4.8g氢氧化铝混合后反应得到磷酸铝溶液；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和磷酸铝溶液，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在1000r/min的搅拌状态下加入流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。对比例3该对比例与实施例5的区别在于不添加碳化硼-磷酸铝复合微球，具体的：一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水140份、聚氨酯丙烯酸酯65份、耐热助剂亚磷酸酯2份、流平剂聚醚聚二甲基硅氧烷1份、分散剂羧酸钠0.5份、uv光引发剂2份、哑光粉3份。上述的紫外光固化耐热耐黄变涂料的具体制备步骤如下：s1：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水，继续充分搅拌得到混合溶液；s2：在1000r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。对实施例1-6和对比例1-2的附着力等级和耐黄变能力进行测试，测试基材为橡木，测试环境湿度为85-95％，其中，附着力等级测试方法为：用锋利小刀在涂料表面连续划10个1mm
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1mm的小网格，每个网格划痕应深及涂料底层，用毛刷将网格区域的碎片清理干净，用黏着力为400g/cm2的胶带牢牢粘住网格区域，垂直方向用力扯下胶带，同一位置测试2次，判定标准见表1，附着力≥4b时为合格；涂料的耐黄变能力用色差δe表示，具体测试结果见表2。表1涂料附着力等级判定标准等级判定标准0b在划线的边缘及交叉点有成片的油漆脱落，且脱落总面积＞65％1b在划线的边缘及交叉点有成片的油漆脱落，且脱落总面积在35％-65％2b在划线的边缘及交叉点有成片的油漆脱落，且脱落总面积在15％-35％3b在划线的边缘及交叉点有小片的油漆脱落，且脱落总面积在5％-15％4b在划线的边缘及交叉点有小片的油漆脱落，且脱落总面积＜5％5b划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点均无油漆脱落表2各实施例和对比例的附着力等级和耐黄变能力结果
从表2可以看出，经实施例制备的涂料附着力等级显著优于对比例，90℃烘烤4h后的色差值也明显小于对比例，可知本发明添加的碳化硼-磷酸铝微球促进涂料在塑料、木料、纸张等物质表面形成致密的涂层，并提高了涂料的耐热耐黄变性能。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：按照重量份计，包括以下组分：水100-150份、聚氨酯丙烯酸酯60-70份、碳化硼-磷酸铝复合微球5-10份、耐热助剂0.5-3份、流平剂1-3份、分散剂0.5-1份、uv光引发剂2-5份、哑光粉3-5份。2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述耐热助剂为酚类抗氧化剂和亚磷酸酯中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚二甲基苯基硅氧烷和聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述分散剂为氨基丙胺二油酸酯、油酸钠、油氨基油酸酯和羧酸钠中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：s1：制备碳化硼-磷酸铝复合微球；s2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；s3：在800-1000r/min的搅拌状态下加入流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。6.根据权利要求4所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述碳化硼-磷酸铝复合微球的具体制备步骤如下：s11：将碳化硼颗粒加入去离子水中超声分散均匀，加入十二烷基苯磺酸钠和碳酸锌搅拌15-30min，使之充分混合，将温度升至50-70℃反应10-12h，过滤，用去离子水反复冲洗3-5次，真空干燥得到多孔碳化硼微球；s12：将浓度为85％wt.的磷酸溶液和氢氧化铝按照一定比例混合后反应得到磷酸铝溶液；s13：按照一定比例，将多孔碳化硼微球加入磷酸铝溶液中，依次加入mgo粉末和交联剂戊二醇，温度升至85-100℃反应8-10h，过滤，去离子水反复冲洗5-7次后真空干燥，得到碳化硼-磷酸铝复合微球。7.根据权利要求3所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述s11中碳化硼颗粒和去离子水的质量体积比为1g:(10-20ml)，碳化硼颗粒、十二烷基苯磺酸钠和碳酸锌的质量比为1:(0.03-0.05):0.05。8.根据权利要求3所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述s12中磷酸溶液和氢氧化铝的体积质量比为1ml:(0.02-0.04g)。9.根据权利要求3所述的一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，其特征在于：所述s13中多孔碳化硼微球和磷酸铝溶液的质量体积比为1g:(5-10ml)，多孔碳化硼微球与mgo粉末的质量比为1:(0.01-0.02)，磷酸铝溶液和交联剂戊二醇的体积比为1:(0.001-0.005)。

技术总结
本发明提供了一种紫外光固化耐热耐黄变涂料，按照重量份计，包括以下组分：水100-150份、聚氨酯丙烯酸酯60-70份，碳化硼-磷酸铝复合微球5-10份、耐热助剂0.5-3份、流平剂1-3份、分散剂0.5-1份、UV光引发剂2-5份、哑光粉3-5份，具体制备步骤如下：S1：制备复合微球；S2：将聚氨酯丙烯酸酯投入反应釜中，边搅拌边加入水和碳化硼-磷酸铝复合微球，继续充分搅拌得到混合溶液；S3：在800-1000r/min的搅拌状态下加入耐热助剂、流平剂、分散剂、光引发剂和哑光粉，得到紫外光固化耐热耐黄变涂料。本发明添加的复合微球是由耐高温的碳化硼和具有高能量化学键的磷酸铝组成的，可以在高温的环境下仍能较好保持涂层原有的性质，增强涂料的耐热耐黄变性能。耐黄变性能。


技术研发人员：段利刚
受保护的技术使用者：东周化学工业（昆山）有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/9/14