专利名称：电子束辐射固化木质材料的涂料及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种辐射木质层固化技术，尤其是一种电子束辐射固化木质材料的涂料及其应用。
八十年代中期，在欧、美、日等辐射加工技术发达国家，利用辐射(如电子束EB，紫外光UV和伽玛射线等)来固化有机物涂层的技术迅速发展并推广应用。由于辐射固化涂料使用100％成膜物质、无溶剂、无污染，并且辐射固化能量利用率远高于其它常规固化方法，因此受到各国工业界的重视，发展很快。如欧洲专利Eur.Pat.Appl.Ep321,820(1989)和德国专利Ger Offen.DE3,743,996(1989)分别介绍了辐射固化技术在光纤、细导线方面的应用；日本专利JP01,174,519(1989)介绍了一种适用于EB和UV固化的丙烯酸环氧树脂。《辐射固化论文集》(中国同位素与辐射加工行业协会，1997年9月，张家界)刊载了42篇关于辐射固化的学术论文，分别介绍了这种技术在我国的发展和诸如印刷、纺织行业的应用。在辐射固化领域，由于EB法一次性投资较大，并且消耗惰性气体(如氮气)，工艺上显得比UV法复杂，成本高，因此EB法发展缓慢。实际上，如果采用合适的涂料配方与加工工艺，充分利用EB法在高速加工、深度穿透和免光敏剂(涂料成本低廉)等方面的优势，电子束固化法生产每单位面积涂层物质所需成本仅为UV法的5/8(详见Radiat.Phys.Chem，Vol.9，P857，1977)。EB固化不同于UV固化之处是，后者配方中使用光引发剂、光敏助剂来利用UV光子能量，产生激发分子，形成自由基引发聚合、交联、接技等固化反应。光敏助剂的使用可以排除空气中氧分子对自由基反应的终止，因此可以不用惰性气体保护。而对EB固化，由于电子束的能量(如200-500KeV)高，足以在单体、齐聚物中直接引发自由基，因而不需要光引发剂或光敏助剂，可以降低涂料成本。但是不可避免地要受到氧的干扰。
本发明的目的是为了提供一种可降低氮气等惰性保护气体的消耗量、显著提高固化涂层附着力、硬度、耐腐蚀性等理化指标的电子束辐射固化术质材料的涂料。
本发明的另一目的是为了提供一种节能、洁净、经济的电子束辐射固化木质材料的涂料的应用技术。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种电子束辐射固化木质材料的涂料，该涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯(EPA)和/或二缩三丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)30-45份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)55-70份、填料35-45份、氨基硅烷1-3份、抑氧剂1.5-4份、醋酸丁酰基纤维素2-4份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯和/或环氧丙烯酸酯和/或聚氨酯丙烯酸酯100份、抑氧剂1.5-4份、松浆油1.5-4份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯1.5-4份、醋酸丁酰基纤维素2-4份。
本发明的另一目的可通过如下措施来实现一种电子束辐射固化木质材料的涂料的应用是将按配方制备的底漆涂于木质材料的表面，在15-30℃下放置4-8分钟，用电子束辐照至2-4Mrad；然后将按配方制备好的面漆涂于底漆表面，即刻辐照1.5-3Mrad即可。
本发明相比现有技术具有如下优点1、本发明的涂料配方中添加低分子量多官能团的单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，该物质由于分子量低可渗透至木质表层一定深度，经辐射固化在木质表层形成木塑复合层，从而可提高底漆附着力；同时在底漆和面漆中均加有齐聚物环氧丙烯酸酯、二缩三丙二醇双丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等，这些物质的强度大，易于辐射固化，使成膜具有韧性；通过本发明的配伍，从而可使本发明的硬度大、耐腐蚀和阻燃性能好。
2、本发明配方中添加有醇胺类、叔胺类抑氧剂，可使本发明在应用中对于氮气等惰性保护气体的要求大大降低，固化区域氧气浓度可以从200ppm的允许浓度放宽至10％，降低了对惰性气体的消耗量，所需辐射剂量仅为3Mrad左右，从而降低了应用成本。
3、本发明的应用中底漆涂于木质表面需停滞一段时间，可确保配方中的低分子单体渗透至木质表层一定深度，从而可提高涂料的附着力。
本发明还将结合实施例作进一步详述实施例一一种电子束辐射固化木质材料的涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯30份、二缩三丙二醇双丙烯酸酯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯55份、钛白粉42份、氨基硅烷2份、三乙醇胺2份、二甲羧基丙胺1份、醋酸丁酰基纤维素(丁酰基含量35％)2份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯60份、环氧丙烯酸酯20份、聚氨酯丙烯酸酯20份、三乙醇胺2份、二甲羧基丙胺1份、松浆油3份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯3份、醋酸丁酰基纤维素2份。
一种电子束辐射固化木质材料的涂料的应用是将按配方制备的底漆涂于木质材料的表面，在25℃下放置6分钟，用电子束辐照至3Mrad；然后将按配方制备好的面漆涂于底漆表面，即刻辐照2Mrad即可。
实施例二一种电子束辐射固化木质材料的涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯40份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60份、滑石粉35份、氨基硅烷3份、甲基二乙醇胺2份、醋酸丁酰基纤维素(丁酰基含量35％)4份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯70份、环氧丙烯酸酯30份、甲基二乙醇胺2份、松浆油2份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯2份、醋酸丁酰基纤维素4份。
其应用与例一同。
实施例三一种电子束辐射固化木质材料的涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯30份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯70份、碳酸钙39份、氨基硅烷1份、二甲羧基丙胺4份、醋酸丁酰基纤维素(丁酰基含量35％)3份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯55份、聚氨酯丙烯酸酯45份、二甲羧基丙胺2份、甲基二乙醇胺2份、松浆油2.5份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯2.5份、醋酸丁酰基纤维素3份。
其应用与例一同。
实施例四一种电子束辐射固化木质材料的涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯15份、二缩三丙二醇双丙烯酸酯20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯65份、颜料45份、氨基硅烷2.5份、三乙醇胺1.5份、醋酸丁酰基纤维素(丁酰基含量35％)2.5份；面漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯50份、聚氨酯丙烯酸酯50份、三乙醇胺1.5份、松浆油4份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯4份、醋酸丁酰基纤维素2.5份。
其应用与例一同。
实施例五一种电子束辐射固化木质材料的涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯23份、二缩三丙二醇双丙烯酸酯23份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯64份、钛白粉36份、氨基硅烷1.5份、甲基二乙醇胺2.5份、醋酸丁酰基纤维素(丁酰基含量35％)3份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯100份、甲基二乙醇胺2.5份、松浆油2.5份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯2.5份、醋酸丁酰基纤维素3.5份。
其应用与例一同。
权利要求
1.一种电子束辐射固化木质材料的涂料，其特征在于该涂料由底漆和面漆组成；其中底漆由包括下述重量份的原料制成环氧丙烯酸酯(EPA)和/或二缩三丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)30-45份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)55-70份、填料35-45份、氨基硅烷1-3份、抑氧剂1.5-4份、醋酸丁酰基纤维素2-4份；面漆由包括下述重量份的原料制成二缩三丙二醇双丙烯酸酯和/或环氧丙烯酸酯和/或聚氨酯丙烯酸酯100份、抑氧剂1.5-4份、松浆油1.5-4份、缩水山梨糖醇月桂酸单酯1.5-4份、醋酸丁酰基纤维素2-4份。
2.如权利要求1所述的电子束辐射固化木质材料的涂料，其特征在于所述的抑氧剂可为醇胺类和/或叔胺类物质，其中醇胺类物质可优选三乙醇胺、甲基二乙醇胺；叔胺类物质可优选二甲羧基丙胺。
3.如权利要求1所述的电子束辐射固化木质材料的涂料，其特征在于所述的填料可为钛白粉、滑石粉、碳酸钙、颜料。
4.一种权利要求1所述的电子束辐射固化木质材料的涂料的应用，其特征在于将按配方制备的底漆涂于木质材料的表面，在15-30℃下放置4-8分钟，用电子束辐照至2-4Mrad，然后将按配方制备好的面漆涂于底漆表面，即刻辐照1.5-3Mrad即可。
全文摘要
本发明涉及一种电子束辐射固化木质材料的涂料及其应用,该涂料由底漆和面漆组成;其中底漆以至少一种齐聚物和低分子量的多官能单体为基料,在其中添加填料、消泡剂、抑氧剂、流平剂制成;面漆以至少一种齐聚物为基料,在其中添加消泡剂、抑氧剂、流平剂制成;其应用是将底漆涂于木质材料的表面,稍停一会儿即可用电子束辐照固化,然后将面漆涂于底漆上即刻辐照即可;本发明的配伍可降低氮气等惰性保护气体的消耗量、显著提高固化涂层附着力、硬度、耐腐蚀性等理化指标。
文档编号C09D4/02GK1258701SQ9812659
公开日2000年7月5日 申请日期1998年12月31日 优先权日1998年12月31日
发明者杨庚成, 李新民, 王水清, 齐河水, 王兴林, 张明超 申请人:中国科学院近代物理研究所