[发明专利]电子束固化涂料、电子束固化涂层的制备方法以及应用

说明书

本发明提供一种电子束固化涂料，其包括：无机纳米材料的分散液、无机纳米紫外吸收剂的分散液、多官能团单体与丙烯酸酯预聚体；其中所述无机纳米材料的分散液选自二氧化硅的分散液与氧化铝的分散液中的一种或两种，所述无机紫外吸收剂的分散液为二氧化钛的分散液或氧化锌的分散液。本申请通过对二氧化硅、氧化铝、二氧化钛与氧化锌分别进行表面改性，使其分别溶于丙烯酸酯单体中，形成了无机材料的分散液，而未发生团聚，且与多官能团单体、丙烯酸酯预聚体亲和性较好，使得到的电子束固化涂料可用于涂层材料，使涂层具有较好的硬度与耐候性。

技术领域

本发明涉及表面涂层技术领域，尤其涉及电子束固化涂料、电子束固化涂层的制备方法以及应用。

背景技术

塑料在日常生活中的应用越来越广泛，从家用电器、室内外装饰，到汽车部件，都需要用到塑料。但塑料至少有两个致命的弱点：其一是耐候性不好，在光热的作用下容易分解，降低其使用寿命，有的甚至分解产生有毒的产物和气体；其二是塑料比较软，表面容易划伤。在塑料挤出成型时，虽然可以通过加入光热稳定剂及耐磨剂等来提高某些性能，但另外一些性能必然受到损害，而且本体改性需要的原材料用量大，增加了成本。

表面涂层技术不但可以改变塑料的外观，而且使表面的物理化学性能得到改善。通过加入功能性添加剂，可以显著提高塑料的耐化学品、耐候性、耐划伤与抗菌等性能；同时由于表面涂层很薄，功能材料的用量少，对产品成本增加较少。

涂层的涂料可以通过热固化或辐射的方法获得。溶剂型和水性涂料，一般是热固化的，但溶剂型体系的固含量较低，大量的溶剂释放到空气中，引起环境污染；水性体系虽然可以提高固含量，但水的比热较大，挥发速度慢，需要提供大量的热能，固化通道一般较长，固化速度慢。辐射方法包括紫外光和电子束照射，辐射方法采用的涂料可以是100％固含量，不含有机溶剂，没有VOC，固化速度快，是新兴的涂料固化方法。由于固化速度快，紫外光固化技术已经得到大规模应用，但与紫外光固化相比，电子束固化具有如下优点：电能的利用率高；固化速度更快；电子束的能量大，足以直接打开丙烯酸酯，产生自由基，引发聚合反应，因此不需要引发剂，提高了涂料的储存稳定性，并降低光引发剂分解产生的副产物带来的颜色和气味；电子束的穿透能力强，能高达几厘米，而紫外光只能透过几十微米的厚度。

随着纳米技术的发展，纳米填料得到了广泛应用。由于纳米填料粒径小于100纳米，将纳米填料作为涂料的组分，涂料的透明性不受纳米填料的影响，而涂料的机械性能如耐磨性、耐候性以及化学性能如耐光热和化学品性都得到明显的提高。但是一般纳米材料如二氧化硅、二氧化钛、氧化锌和氧化铝等的表面有大量的羟基，极性大，与有机单体和预聚体的相容性不好，虽然用物理方法如沙磨，球磨等能将纳米填料分散在有机单体和溶剂中，但稳定性都不太好，这是由于纳米颗粒很容易聚集在一起，形成二次颗粒，尺寸比初级纳米粒子大很多，且影响涂层的透明性和光泽。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种电子束固化涂料与电子束固化涂层，本申请的电子束固化涂料用于涂层材料，使涂层具有较好的硬度与耐候性。

有鉴于此，本申请提供了一种电子束固化涂料，包括：

所述无机纳米材料的分散液按照以下步骤制备：

A)将无机纳米材料的溶液与有机溶剂混合，得到混合溶液，调节所述混合溶液的pH值；

B)将步骤A)得到的溶液、丙烯酸酯单体与硅烷偶联剂反应，得到无机纳米材料的分散液；

所述无机紫外吸收剂的分散液按照以下步骤制备：