[发明专利]一种紫外光固化耐热涂料及其制备和应用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于钢板表面的环境友好型快速固化涂料，特别涉及一种紫外光固化耐热涂料及其制备和应用方法。

背景技术：

耐热涂料在工业生产及日常生活等许多领域都发挥着不可替代的作用，不可忽视的是，传统耐热涂料的制备及涂覆、固化过程中的许多环节都不能满足环境友好及高效率、低能耗的要求，例如一些溶剂型涂料存在毒性及高挥发性有机物排放的问题。

目前耐热涂料研究的主要方向是绿色环保及减量化，中国专利CN 101024739A公开了一种水性无机耐热涂料，其组成(重量百分比)为：高岭土35～46％，石英粉30～35％，陶瓷短纤维4～10％，二氧化钛4～8％，铁红10～15％，液相为钠水玻璃和助剂，助剂为液相质量的3.5～6.5％，固化后的涂层附着力强、硬度和冲击强度高；美国纳幕尔杜邦公司在中国申请的专利CN1751106A涉及一种耐热粉末涂料，其主要成分为聚硅氧烷树脂和低熔点玻璃颗粒，该涂层能够经受550℃以上的高温而不从基材上脱落，对上述环保型耐热涂料而言，虽然水性涂料和粉末涂料在制备及涂覆过程中的挥发性有机物排放较低，但其涂料固化方式均为热固化，涂料用烘烤设备中在较高温度下固化成膜，这种方法的能耗较大并且涂料固化速度慢、生产效率低。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种紫外光固化耐热涂料及其制备和应用方法，应用该涂料在钢铁基材上快速固化，固化后涂层能够经受短时间高温热处理而不开裂、不脱落。

本发明为一种紫外光固化耐热涂料，其组成成分按质量百分比为：光敏有机树脂20％～25％、光敏单体25％～32％、光引发剂2.5％～3.5％、耐高温树脂粉末1％～2.1％、纳米氧化铝0.8％～2.1％、云母粉2.5％～5.5％、滑石粉2.5％～5.5％、无机粘结剂30％～37％、硅烷偶联剂1.8％～2.7％和助剂0.2％，所述助剂由消泡剂和流平剂各0.1％组成的。

所述的光敏有机树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯；所述的光敏单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯；所述的光引发剂为1-羟基环己基苯甲酮、二苯甲酮和三乙醇胺组成的混合物，其组成按质量比为1∶1∶0.3；所述的耐高温树脂粉末为N，N-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂粉末；所述无机粘结剂为低温玻璃粉，其主要组成为氧化铅、氧化锌、三氧化二硼、二氧化硅；所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯2500；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯2100。

上述的紫外光固化耐热涂料，所述云母粉，平均粒径为4.9μm；所述滑石粉，平均粒径为4.5μm；所述N，N-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂粉末，平均粒径为5.8μm；

所述的紫外光固化耐热涂料的制备方法，按如下步骤进行：

(1)将纳米氧化铝、云母粉、滑石粉、无机粘结剂、耐高温树脂粉末、硅烷偶联剂加入到光敏单体中，按涂料组成成分质量百分比为纳米氧化铝0.8％～2.1％、云母粉2.5％～5.5％、滑石粉2.5％～5.5％、无机粘结剂30％～37％、耐高温树脂粉末1％～2.1％、硅烷偶联剂1.8％～2.7％、光敏单体25％～32％；用高速分散均质机分散15min、然后在超声清洗机中处理5min为一个处理周期，共处理6个周期，得到预分散浆料；

(2)将得到的上述浆料加入光敏有机树脂、光引发剂、消泡剂、流平剂中，按涂料组成成分质量百分比为光敏有机树脂20％～25％、光引发剂2％～5％、消泡剂0.1％、流平剂0.1％，用电动搅拌器进行混合，再采用上述的高速分散与超声清洗的方法处理6个周期，得到紫外光固化耐热涂料。

上述的紫外光固化耐热涂料制备方法中，所述无机粘结剂为低温玻璃粉；所述的耐高温树脂粉末为N，N-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂粉末；所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的光敏有机树脂为双酚A型环氧丙烯酸酯。所述的光引发剂为1-羟基环己基苯甲酮、二苯甲酮和三乙醇胺组成的混合物，其组成按质量比1-羟基环己基苯甲酮∶二苯甲酮∶三乙醇为1∶1∶0.3，所述消泡剂为聚硅氧烷丙烯酸酯2500；所述流平剂为聚硅氧烷丙烯酸酯2100。

所述的紫外光固化耐热涂料的应用方法为：采用线棒涂膜器将紫外光固化耐热涂料均匀涂于经表面预处理的钢板上，以100～140mW/cm²的紫外光，照射65～90s使涂料固化，得到涂层。