可见光固化金属涂料制造技术

本发明专利技术涉及金属用涂料，特别涉及用于各种金属表面保护和装饰的可见光固化金属涂料。所述的可见光固化金属涂料的组成和含量为：含有烯类不饱和基团的预聚物０－２０ｗｔ％，含有烯类不饱和基团的单体２０－８０ｗｔ％，光引发剂１－１０ｗｔ％，助引发剂０．５－３０ｗｔ％，助剂０－１０ｗｔ％，填料或颜料０－４０ｗｔ％，溶剂０－３０ｗｔ％。该可见光固化涂料可广泛用于钢铁、铝、铜等各种金属及其合金表面的涂装。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
可见光固化金属涂料                        
本专利技术属于金属用涂料领域，特别涉及用于各种金属表面保护和装饰的可见光固化金属涂料。                        
技术介绍
目前，金属表面处理采用的涂料主要有醇酸漆、丙烯酸烤漆、电泳漆和粉末涂料。醇酸漆VOC含量高，漆膜物理化学性能较差；丙烯酸烤漆、电泳漆和粉末涂料都存在设备投资成本高、干燥时间长、能耗高等缺点。紫外光固化涂料是一种低气味、低毒性、低VOC和快速固化的涂料，已成功应用于木器、纸张、塑料和金属等基材表面的涂装。但紫外光固化技术仍有其不利之处：一是紫外光固化需要专门的设备，对一些形状不规整和面积(或体积)大的物件无法固化；二是紫外灯产生的短波射线对人体有伤害，不慎接触会灼伤皮肤和眼睛，同时，紫外线使空气中氧气产生的臭氧能引起人头痛、疲劳，对人的眼睛和肺有刺激性，对长期在此环境工作的操作者有一定危害。这些问题在一定程度上限制了紫外光固化技术在更广泛领域的应用和更大程度的发展。可见光光源中不含短波紫外线，不产生臭氧，对皮肤无灼伤作用，无需固定设备，使用安全方便；同时，可见光波长长，穿透力强，与紫外光相比更有利于深层固化。因此，开发可见光固化涂料可以同时解决传统型金属涂料高毒性、高能耗、高投资、固化速度慢的问题和紫外光固化涂料施工应用不方便的问题。自1968年德国Bayer公司开发了第一代紫外光固化木器涂料以来，人们一直在尝试研究开发由可见光引发聚合的光固化涂料。例如，US6106999公开了一种可见光固化树脂组合物，其中采用有机硼化合物作为光引发剂，采用Ar或YAG激光振动光作为光源；JP10-17604A公开了一-->种可见光光敏树脂组合物，其中采用钛化合物和香豆素化合物作为光引发剂；US6110987公开了可见光固化组合物，其中采用了季硼盐和自由基紫外光聚合引发剂；US5368990A公开了可见光固化组合物，其中用含有二芳基碘的化合物作为聚合引发剂。这些可见光引发剂很贵，难以推广使用；另外，CN1215421A公开了一种可见光可聚合的组合物，它含有多硫醇和酰基氧化膦类引发剂组合，但该组合物储存期只有一周左右，使用很不方便。                        
技术实现思路
本专利技术的目的是结合紫外光固化引发剂价格低、稳定性好、固化快等优点，和可见光的安全性、穿透性好、使用方便等优点，提供一种应用可见光光源照射引起固化的含有自由基型光引发剂的可见光固化金属涂料，以替代现有的传统型金属涂料和紫外光固化金属涂料。本专利技术的可见光固化金属涂料组成和含量(按重量百分比计)为：含有烯类不饱和基团的预聚物    0-20％含有烯类不饱和基团的单体      20-80％光引发剂                      1-10％助引发剂                      0.5-30％助剂                          0-10％填料和/或颜料                 0-40％溶剂                          0-30％将上述组份按照所述的比例混合，搅拌均匀，即制备出本专利技术的可见光固化金属涂料。所述的含有烯类不饱和基团的预聚物包括环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸共聚物或它们的任意混合物。所述的环氧(甲基)丙烯酸酯是环氧树脂与不饱和羧酸(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸)反应的加成产物，包括双酚A型环氧树脂的环氧(甲基)丙烯酸酯、苯酚或甲酚-线型酚醛环氧树脂的环氧(甲基)丙烯酸酯或二环氧甘油醚的(甲基)丙烯酸酯。所述的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯是通过含羟基的(甲基)丙烯酸酯与多元醇和有机多异氰酸酯的反应产物反应制得的反应产物。所述的含羟基-->的(甲基)丙烯酸酯是(甲基)丙烯酸羟烷基酯，例如(甲基)丙烯酸-2-羟乙基酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙基酯。所述的多元醇包括乙二醇、丙二醇或丁二醇等。所述的有机多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。所述的聚酯(甲基)丙烯酸酯是聚酯多元醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合产物。所述的聚酯多元醇是多元醇与二元酸的反应产物，其中多元醇包括乙二醇、聚丙二醇、1，6-己二醇或三羟甲基丙烷等，二元酸包括己二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸或对苯二甲酸等。所述的聚醚(甲基)丙烯酸酯是聚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯，例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯。所述的丙烯酸共聚物是丙烯酸、丙烯酸酯或苯乙烯等单体，在过氧化物类引发剂(例如，过氧苯甲酰)作用下，通过自由基聚合反应所获得的一类化合物。所述的含有烯类不饱和基团的单体包括苯乙烯类、(甲基)丙烯酸酯类、乙烯基醚类或它们的任意混合物等。所述的苯乙烯类单体包括苯乙烯或α-甲基苯乙烯等。所述的(甲基)丙烯酸酯类单体包括单官能团单体，例如丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯等；双官能团单体，例如1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、双酚A二丙烯酸酯(DDA)、三缩四乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)或邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)等；三官能团单体，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)或三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯等；多官能团单体，例如季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯等。通常以上述(甲基)丙烯酸酯类单体中的一种或几种的混合物作为应用。所述的乙烯基醚类单体包括环己烷二甲基醇二乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚或三甘醇二乙烯基醚等。-->所述的含有烯类不饱和基团的单体进一步包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酰吗啉、N-乙烯基甲酰胺或N-乙烯基乙酰胺。所述的含有烯类不饱和基团的单体优选使用多元醇多(甲基)丙烯酸酯，如二官能度1，6-己二醇二丙烯酸酯或三官能度三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。1，6-己二醇二丙烯酸酯是一种直链结构，赋予涂膜良好的柔韧性，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中含有3个双键，可以提高涂膜的固化速度、硬度和电性能。所述的光引发剂是指在接受特殊波长光照射时能够发生光化学反应产生自由基或氢离子的一类化合物。自由基型光引发剂所产生的自由基可以引起体系的自由基聚合反应从而使涂料固化。不同结构的光引发剂有着不同的吸收光谱和自由基活性，选择与光源光谱能量分布较为匹配的光引发剂将大大提高固化速度。在设计一个确定用途和使用方法的产品配方时，从所用光源、固化时间、漆膜性能和经济性等多方面筛选光引发剂及不同光引发剂组合可能会产生增效作用。所述的光引发剂包括苯偶姻醚类、苯偶酰缩酮类、苯乙酮类、蒽醌类、硫杂蒽酮类、二苯酮类、酰基瞵氧化合物类、苯甲酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光固化金属涂料，其特征是：所述的可见光固化金属涂料的组成和含量为：　　　　含有烯类不饱和基团的预聚物　　０－２０ｗｔ％　　　　含有烯类不饱和基团的单体　　２０－８０ｗｔ％　　　　光引发剂　　１－１０ｗｔ％　　　　助引发剂　　０．５－３０ｗｔ％　　　　助剂　　０－１０ｗｔ％　　　　填料和／或颜料　　０－４０ｗｔ％　　　　溶剂　　０－３０ｗｔ％。

【技术特征摘要】
1.一种可见光固化金属涂料，其特征是：所述的可见光固化金属涂料的组成和含量为：含有烯类不饱和基团的预聚物        0-20wt％含有烯类不饱和基团的单体          20-80wt％光引发剂                          1-10wt％助引发剂                          0.5-30wt％助剂                              0-10wt％填料和/或颜料                     0-40wt％溶剂                              0-30wt％。2.如权利要求1所述的涂料，其特征是：所述的含有烯类不饱和基团的预聚物包括环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸共聚物或它们的任意混合物。3.如权利要求2所述的涂料，其特征是：所述的环氧(甲基)丙烯酸酯是环氧树脂与不饱和羧酸反应的加成产物，包括双酚A型环氧树脂的环氧(甲基)丙烯酸酯、苯酚或甲酚-线型酚醛环氧树脂的环氧(甲基)丙烯酸酯或二环氧甘油醚的(甲基)丙烯酸酯；所述的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯是通过含羟基的(甲基)丙烯酸酯与多元醇和有机多异氰酸酯的反应产物反应制得的反应产物；所述的含羟基的(甲基)丙烯酸酯是(甲基)丙烯酸-2-羟乙基酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙基酯；所述的多元醇包括乙二醇、丙二醇或丁二醇；所述的有机多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述的聚酯(甲基)内烯酸酯是聚酯多元醇与(甲基)丙烯酸的脱水缩合产物；所述的聚酯多元醇是多元醇与二元酸的反应产物，其中多元醇包括乙二醇、聚丙二醇、1，6-己二醇或三羟甲基丙烷；二元酸包括己二酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸或对苯二甲酸；所述的聚醚(甲基)丙烯酸酯是聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯；所述的丙烯酸共聚物是丙烯酸、丙烯酸酯或苯乙烯单体，在过氧苯甲酰作用下，通过自由基聚合反应所获得的一类化合物。4.如权利要求1所述的涂料，其特征是：所述的含有烯类不饱和基团的单体包括苯乙烯类、(甲基)丙烯酸酯类、乙烯基醚类或它们的任意混合物。5.如权利要求4所述的涂料，其特征是：所述的苯乙烯类单体包括苯乙烯或α-甲基苯乙烯；所述的(甲基)丙烯酸酯类单体包括单官能团单体的丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯；或双官能团单体的1，6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯或邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯；或三官能团单体的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：周立辉，李东民，
申请(专利权)人：珠海东诚化工有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]