涂料的辐射固化方法技术

本发明专利技术涉及一种确定用于辐射固化可辐射固化的着色涂料所必需的最低要求的方法。本发明专利技术还涉及辐射固化的设备和工业方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种确定用于辐射固化可辐射固化的着色涂料的至少必须的条件的方法以及相关设备和工业方法。用于生产透明涂层如清漆涂层或面漆层的辐射固化是一种具有很大优点如高操作速率、无溶剂和高交联密度的在工业上成熟的技术。与着色涂料的透明配对物不同，着色涂料本身难以通过辐射固化，因为它们包含的颜料吸收并反射辐射，因此仅有少部分辐射能量真正能够有效地引起固化。因此，对于有色和不透明涂层使用辐射固化受到所用颜料与辐射相互作用的妨碍，辐射强度受到削弱。特别是在涂层的下面，即下至底材的地方，涂层的通体固化(volume curing)可能由于着色的缘故而被降低至其中涂层变得无用的点。并不缺乏对着色涂料的延长辐射固化的尝试。这类尝试涉及将涂料暴露于辐射中，其持续时间为将产生通体固化的经验数据时间。该方法的不利之处在于，经验依据仅可通过系列试验来确定且不具有任何预测功能。特别是当意欲引入没有可用经验数据的新的着色或着色水平(着色浓度)时，到目前为止，新配制剂必须通过在实验室中的基于反复试验的新测试系列才能试验确定。由于这种经验依据缺乏预测功能，因此涂料曝露于辐射中的时间通常要么比必需时间长，这导致资本密集性照明设备不必要的堵塞(blocking)，因此导致不利的工厂设备利用，要么涂料曝露于辐射中的时间不足够长，产生没有正好通体固化的涂层，因此对涂层的粘合或硬度具有不利影响，例如可能导致不合规格的批料。Hauser、Osterloh和Jacobi在第XIV届FATIPEC Congress，六月4-9日，1978，Budapest，第241-247页，尤其是在其中的第6章描述了UV灯的能量分布、光引发剂的吸收光谱和纯颜料的吸收光谱对预期UV固化的影响。该方法的不利之处在于该方法仅可用于评价现有的着色，而不能对目前为止还没有测量的颜料组合物进行预测。此外，Hauser等人由光引发剂的吸收光谱开始，但并没有认识到该吸收光谱不必与其光谱活化能力(见下文)一致。本专利技术的技术目的是提供一种一方面允许对涂层的特定着色预测辐射固化的适合性或不适合性，而另一方面允许以可以预测充分通体固化的方式确定辐射固化的变量的方法。该目的通过一种确定用于辐射固化底材上的包含至少一种颜料P、至少一种基料B和至少一种光引发剂I的可辐射固化的着色涂料的条件的方法而实现，该方法包括如下步骤a)指定颜料组合物，或者如果合适的话确定得到所需颜色印象所要求的颜料组合物，b)测量存在于颜料组合物中的颜料P的反射光谱，其作为它们的浓度、组成和/或涂层厚度的函数，c)在所需波长范围λ内，由b)中测量的反射光谱确定各颜料的比浓度吸收光谱K(λ)和散射光谱S(λ)，d)在所需的光谱范围内测量底材的反射，e)由c)和d)中对所需颜料组合物获得的值确定底材上的涂料的总吸收Kt(λ)值和总散射St(λ)值，f)确定颜料组合物在所需波长范围内的积分透射Ti，和g)基于f)中确定的积分透射Ti确定辐射固化必需的变量。本专利技术的优点在于可显著缩小实验测试系列的范围，可优化曝光单元的利用并可避免产生因辐射不足导致的不合格批料。在本说明书中使用的术语如下术语“颜料”广泛用于本说明书中，表示真正意义上的颜料、染料和/或填料和增量剂，优选真正意义上的颜料和填料或增量剂，更优选真正意义上的颜料。根据CD Rmpp Chemie Lexikon-1.0版，Stuttgart/纽约GeorgThieme Verlag 1995，参考DIN 55943，真正意义上的颜料为基本上不溶于应用介质、为有机或无机的且为彩色或非彩色的颗粒着色剂。在本文中，“基本上不溶”指在25℃下的溶解度小于1g/1000g应用介质，优选小于0.5g/1000g应用介质，更优选小于0.25g/1000g应用介质，非常优选小于0.1g/1000g应用介质，尤其是低于0.05g/1000g应用介质。真正意义上的颜料的实例包括吸收颜料和/或随角异色效应颜料的任何所需体系，优选吸收颜料。对颜料组分的用量或选择没有限制。可以根据需要使它们适合特定要求，例如适合所需的如在步骤a)中所述的颜色印象。其基础例如可以为所有的标准混合漆体系的颜料组分。随角异色效应颜料是指所有具有片状结构且赋予表面涂层特定的装饰色彩效果的颜料。随角异色效应颜料例如包括所有可常用于车辆修饰和工业涂覆的赋予随角异色效应的颜料。这类随角异色效应颜料的实例包括纯金属颜料如铝、铁或铜颜料，干涉颜料如涂覆二氧化钛的云母、涂覆氧化铁的云母、涂覆混合氧化物的云母(如用二氧化钛和Fe2O3或者二氧化钛和Cr2O3)和涂覆金属氧化物的铝，以及液晶颜料。赋予颜色的吸收颜料例如为可用于漆工业的常规有机或无机吸收颜料。有机吸收颜料的实例为偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料和吡咯并吡咯颜料。无机吸收颜料的实例为氧化铁颜料、二氧化钛颜料和炭黑。染料同样是着色剂且在应用介质中的溶解度不同于颜料，即它们在25℃下在应用介质中的溶解度大于1g/1000g。染料的实例为偶氮染料、吖嗪染料、蒽醌染料、吖啶染料、花青染料、嗪染料、聚甲炔染料、噻嗪和三芳基甲烷染料。这些染料可以用作碱性或阳离子染料、媒染料、直接染料、分散染料、显色染料、瓮染料、金属配合物染料、活性染料、酸性染料、硫化染料、偶合染料或直接染料。色彩惰性填料为所有这样的物质/化合物一方面是非色彩活性的，即表现出很小的内在吸收且折射指数与涂料介质相似，并且另一方面能够影响表面涂层，即施用的漆膜中的随角异色效应颜料的取向(平行排列)以及涂层或涂料的性能如硬度或流变。可用的惰性物质/化合物如下所列举，但色彩惰性、影响拓扑的填料的概念开不限于这些实例。合适的满足定义的惰性填料例如可以为透明或半透明填料或颜料如硅胶、钡白、硅藻土、滑石、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、硅酸镁、硅酸铝、结晶二氧化硅、无定型二氧化硅、氧化铝，例如由玻璃、陶瓷或聚合物组成且尺寸例如为0.1-50μm的微球，这包括中空微球。此外，作为惰性填料可使用任何所需的固体惰性有机颗粒，例如脲-甲醛缩合产物、微粉化聚烯烃蜡和微粉化酰胺蜡。在每种情况下惰性填料也可以以混合物使用。然而，优选在每种情况下仅使用一种填料。涂料介质是指颜料周围的介质，实例为清漆涂层、基料、如用于粉末涂层的粉末、聚合物膜或片材。涂料是指包含涂料介质(基料)和颜料的组合物。涂层是指施用的且干燥和/或固化的涂料。至少一种基料B可选自任何所需的可辐射固化的化合物。这些基料可以为包含至少一个C-C多重键的可自由基聚合或可阳离子聚合的化合物。优选至少一种基料B包含至少一个可自由基聚合的键，更优选1-20个烯属不饱和双键，非常优选1-10个、尤其是1-6个、特别是2-4个可自由基聚合的键。可自由基聚合的烯属不饱和双键优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团，更优选丙烯酸酯基团，可阳离子聚合的烯属不饱和双键优选为乙烯基醚基团。可自由基或阳离子聚合的不饱和基团的量可例如为至少0.01mol/100g化合物，优选至少0.05mol/100g化合物，更优选至少0.1mol/100g化合物，尤其是至少0.2mol/100g化合物。通过使用四氢呋喃作为洗脱液和聚苯乙烯作为标样的凝胶渗透色谱法测定，这些化合物的数均分子量Mn例如可以为200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定用于辐射固化底材上的包含至少一种颜料Ｐ、至少一种基料Ｂ和至少一种光引发剂Ｉ的可辐射固化的着色涂料的条件的方法，包括如下步骤：ａ）指定颜料组合物，或者如果合适的话确定得到所需颜色印象所要求的颜料组合物，ｂ）测量存在于颜 料组合物中的颜料Ｐ的反射光谱，其作为它们的浓度、组成和／或涂层厚度的函数，ｃ）在所需波长范围λ内，由ｂ）中测量的反射光谱确定各颜料的比浓度吸收光谱Ｋ（λ）和散射光谱Ｓ（λ），ｄ）在所需的光谱范围内测量底材的反射，ｅ） 由ｃ）和ｄ）中对所需颜料组合物获得的值确定底材上的涂料的总吸收Ｋ↓［ｔ］（λ）值和总散射Ｓ↓［ｔ］（λ）值，ｆ）确定颜料组合物在所需波长范围内的积分透射Ｔ↓［ｉ］，和ｇ）基于ｆ）中确定的积分透射Ｔ↓［ｉ］确定辐射固化必需的变 量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T弗赖，K格拉夫，M比埃勒尔，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]