一种环氧大豆油丙烯酸酯树脂的UV快速固化方法

摘要

本发明提供了一种环氧大豆油丙烯酸酯树脂的UV快速固化方法，包括硅溶胶的制备、初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂的制备以及环氧大豆油丙烯酸酯树脂杂化体系的制备步骤，同时采用了底层加面层配合及不同波段紫外光固化的相互配合的方式。本发明采用硅溶胶的方式加入纳米粒子，并采用马来酸酐辅助固化，再结合不同波段不同涂层的光固化相互配合作用，可以使得漆膜达到快速UV固化，在保证附着力的同时大大提高了漆膜固化的效率，能够对彩钢房等钢结构漆面随时进行大面积或者局部快速修补，且修补后漆面的附着力及耐蚀性等性能俱佳。

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是一种环氧大豆油丙烯酸酯树脂 的UV快速固化方法，能够对钢构厂房、钢构场馆等钢结构漆面随时 进行大面积或者局部快速修补。

背景技术

钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而 成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂 化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境 污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、 轻”三个方面发展的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和 地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。比如钢结 构彩钢瓦，又称彩色压型瓦，是采用彩色涂层钢板，经辊压冷弯成各 种波型的压型板，它适用于工业与民用建筑、仓库、特种建筑、大 跨度钢结构房屋的屋面、墙面以及内外墙装饰等，具有质轻、高 强、色泽丰富、施工方便快捷、抗震、防火、防雨、寿命长、免维 护等特点，现已被广泛推广应用。当前工厂的厂房架构都是以彩钢 板等钢结构搭建，其中钢结构漆面必须经受曝晒冰冻雨淋且温差涨 缩及其例如酸雨等环境性腐蚀，然而现有的彩钢板房等钢结构用漆 在外部环境及不可抗力因素影响下极易发生局部破损甚至大面积脱 落，如果不对漆面进行修补将严重影响彩钢板的使用寿命。

近年来，国内涂料行业蓬勃发展，其中紫外光固化涂料已成为 涂料行业中一个重要组成部分，紫外光固化涂料的种类繁多，最常 见的是自由基光固化涂料，然而由于彩钢房等钢构表面原有漆面脱 落或破损后表面所呈现的复杂情况，现有的固化涂料受其固化效率 等因素的影响不能够对破损漆面进行快速有效的修补，目前国内更 未见有专门针对彩钢板等钢结构漆面修补用UV固化涂料的研究， 所以一种能够对钢结构漆面随时进行大面积或者局部快速修补的UV 快速固化涂料亟需研发。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种环氧大豆油丙烯 酸酯树脂的UV快速固化方法，此方法采用可持续生产的环氧大豆油 为基料，绿色环保，且其独特的固化方法能够对彩钢房等钢结构漆面 随时进行大面积或者局部快速修补，且修补后漆面的附着力及耐蚀性 等性能俱佳。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种环氧大豆油丙烯酸酯树脂的UV快速固化方法，包括按顺序 进行的以下步骤：

步骤一：将一定量的乙酰丙酮与正硅酸乙酯加入到反应容器中混 合均匀，滴入溶剂总量1/3的无水乙醇，充分搅拌，然后将一定量的 盐酸、去离子水及剩余乙醇溶剂混合后缓慢滴加至上述乙酰丙酮与正 硅酸乙酯混合的醇溶液中，保持混合溶液pH为3～3.5，磁力搅拌状 态下升温至65℃并保温半小时，快速滴加一定量氨水，滴加完毕后 继续搅拌6小时，最终获得稳定的硅溶胶；

步骤二：将环氧树脂E-51、环氧大豆油(40％)、甲基丙烯酸羟 乙酯及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在洁净容器中混合均匀，升温至 80℃，在1200rpm下搅拌5分钟，然后滴加丙烯酸单体，滴加完毕后 继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，氮气保护下滴加一定量的对苯 二甲胺，滴加完毕后降温至60℃，加入一定量马来酸酐，继续搅拌 10分钟，加入一定量的光引发剂和紫外光吸收剂，得初级环氧大豆 油丙烯酸酯树脂；

步骤三：取一定量的初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂于洁净容器 中，加入一定量的环氧丙烯酸酯树脂和1,6-己二醇二丙烯酸酯，混合 均匀，加入一定量的步骤一制备的硅溶胶，1600rpm下搅拌混合20 分钟，加入一定量的光引发剂和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，得 环氧大豆油丙烯酸酯树脂杂化体系；

步骤四：将所述初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂涂布在漆面待修补 处，然后用紫外光源A照射涂布好的待修补处进行初级固化处理得 初级固化层；

步骤五：在所述初级固化层上再均匀涂布一层步骤三所得环氧大 豆油丙烯酸酯树脂杂化体系，然后用紫外光源B照射进行深层结合 固化处理，用紫外光源A进行表面快速固化处理。

优选的，步骤一中乙酰丙酮的量5～8份，正硅酸乙酯的量为25～30 份，无水乙醇的量50～60份，氨水的量8～10份，所述份数为重量份。

优选的，步骤二中环氧树脂E-51的量为35～45份，环氧大豆油 的量为15～20份，甲基丙烯酸羟乙酯的量为10～15份，三羟甲基丙烷 三丙烯酸酯的量为8～15份，丙烯酸单体的量为10～15份，对苯二甲 胺8～12份，马来酸酐3～5份，光引发剂3～5份，紫外光吸收剂0.02～0.05 份。

优选的，步骤三中初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯 树脂和1,6-己二醇二丙烯酸酯之间的重量比为6:2:1，硅溶胶的量与环 氧丙烯酸酯树脂相同，光引发剂、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚与 环氧丙烯酸酯树脂之间的重量比为0.05:0.6:6。

优选的，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮，所述紫外光吸 收剂为羟基二苯甲酮。

优选的，步骤五中紫外光源B的照射和紫外光源A的照射同时 进行。

优选的，所述紫外光源A的波段为280～300nm，紫外光源B的 波段为380～400nm。

本发明的积极效果：本发明以环氧大豆油作为合成原料，制备方 法绿色环保，有利于环境保护和经济的可持续发展，同时本发明采用 硅溶胶的方式加入纳米粒子，一方面促进了树脂基体的固化，再加上 马来酸酐的辅助固化作用，可以最终使得漆膜达到快速UV固化，在 保证附着力的同时大大提高了漆膜固化的效率，另一方面所制得的光 固化杂化膜的硬度和柔韧性能也得到了明显改善，再结合底层与面层 的配合以及不同波段不同涂层的光固化相互配合作用，本发明能够对 彩钢房等钢结构漆面随时进行大面积或者局部快速修补，且修补后漆 面的附着力及耐蚀性等性能俱佳。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明优选实施例提供一种环氧大豆油丙烯酸酯树脂的UV快 速固化方法，包括按顺序进行的以下步骤：

步骤一：将一定量的乙酰丙酮与正硅酸乙酯加入到反应容器中混 合均匀，滴入溶剂总量1/3的无水乙醇，充分搅拌，然后将一定量的 盐酸、去离子水及剩余乙醇溶剂混合后缓慢滴加至上述乙酰丙酮与正 硅酸乙酯混合的醇溶液中，保持混合溶液pH为3.5，磁力搅拌状态 下升温至65℃并保温半小时，快速滴加一定量氨水，滴加完毕后继 续搅拌6小时，最终获得稳定的硅溶胶；

步骤二：将环氧树脂E-51、环氧大豆油(40％)、甲基丙烯酸羟 乙酯及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在洁净容器中混合均匀，升温至 80℃，在1200rpm下搅拌5分钟，然后滴加丙烯酸单体，滴加完毕后 继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，氮气保护下滴加一定量的对苯 二甲胺，滴加完毕后降温至60℃，加入一定量马来酸酐，继续搅拌 10分钟，加入一定量的光引发剂和紫外光吸收剂，得初级环氧大豆 油丙烯酸酯树脂；

步骤三：取一定量的初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂于洁净容器 中，加入一定量的环氧丙烯酸酯树脂和1,6-己二醇二丙烯酸酯，混合 均匀，加入一定量的步骤一制备的硅溶胶，1600rpm下搅拌混合20 分钟，加入一定量的光引发剂和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，得 环氧大豆油丙烯酸酯树脂杂化体系；

步骤四：将所述初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂涂布在漆面待修补 处，然后用紫外光源A照射涂布好的待修补处进行初级固化处理得 初级固化层；

步骤五：在所述初级固化层上再均匀涂布一层步骤三所得环氧大 豆油丙烯酸酯树脂杂化体系，然后用紫外光源B照射进行深层结合 固化处理，用紫外光源A进行表面快速固化处理。

步骤一中乙酰丙酮的量6份，正硅酸乙酯的量为25份，无水乙 醇的量50份，氨水的量10份，所述份数为重量份。

步骤二中环氧树脂E-51的量为40份，环氧大豆油的量为20份， 甲基丙烯酸羟乙酯的量为12份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的量为10 份，丙烯酸单体的量为14份，对苯二甲胺8份，马来酸酐4份，光 引发剂3份，紫外光吸收剂0.03份。

步骤三中初级环氧大豆油丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂和 1,6-己二醇二丙烯酸酯之间的重量比为6:2:1，硅溶胶的量与环氧丙烯 酸酯树脂相同，光引发剂、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚与环氧丙 烯酸酯树脂之间的重量比为0.05:0.6:6。

所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮，所述紫外光吸收剂为羟 基二苯甲酮。

步骤五中紫外光源B的照射和紫外光源A的照射同时进行。

所述紫外光源A的波段为280～300nm，紫外光源B的波段为 380～400nm。

本发明采用硅溶胶的方式加入纳米粒子，并采用马来酸酐辅助固 化，再结合不同波段不同涂层的光固化相互配合作用，可以最终使得 漆膜达到快速UV固化，在保证附着力的同时大大提高了漆膜固化的 效率，能够对彩钢房等钢结构漆面随时进行大面积或者局部快速修 补，且修补后漆面的附着力及耐蚀性等性能俱佳。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限 定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修 改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。