一种用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于涂料的技术领域，公开了一种用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌及其制备与应用。所述改性发光纳米氧化锌的制备方法：在有机溶剂中，将纳米氧化锌与二异氰酸酯在催化剂的作用下反应；随后加入羟基丙烯酸酯和催化剂，反应，后续处理，得改性发光纳米氧化锌。所述改性发光纳米氧化锌用于制备光固化厚涂层涂料。本发明专利技术的改性发光纳米氧化锌解决紫外光穿透力弱、固化体系内物质吸收和反射光造成的光固化深度差的问题。改性氧化锌在光固化树脂涂层中的分散性增加，同时起发光强度增大，增强了涂料深层的光强度，从而提高了光固化深度。本发明专利技术突破了传统光固化涂层只有几微米厚度的限制，在提高光固化深度的同时，增强涂膜的性能。涂膜的性能。涂膜的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌及其制备与应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种改性发光纳米氧化锌及其制备与在光固化厚涂层涂料的应用。

技术介绍

[0002]紫外光固化涂料具有高效、节约能源、低或无VOC等优点。填料和颜料是涂料中不可缺少的成分之一，能改善涂料的遮盖性、耐化学品性、光泽度以及机械强度等物理和化学性能，并且还能提供装饰、降低成本等作用。然而添加了填料、颜料会对光产生吸收、反射，使得光线难以到达涂层内部，导致厚涂层固化十分困难。
[0003]为了获得更高的固化深度，已经提出了很多方法。引入穿透力更强的长波长光源是一种常见的办法。中国专利CN111925767A公开了一种可见光胶粘剂，在470nm波长下照射5s即可实现2mm厚固化。文献(A.H.Bonardi，F.Dumur，T.M.Grant，et al.High performance near
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infrared(NIR)photoinitiating systems operating under low light intensity and in the presence of oxygenn[J].Macromolecules，2018，51(4)：1314
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1324)公开了IR
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140/4
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dppba/Ar2I
+
PF6‑
三组分引发体系，对于添加75％填料的配方，在785nm激光二极管下照射30s可获得1cm高的样品，而紫外线和蓝光聚合只能达到2～4mm。中国专利CN111590877A公开了一种近红外光聚合墨水的制备方法，线径从0.41mm增加到4mm，转化率均为50％左右。对于加了不同颜色色浆的配方转化率也均在40％左右。这证明近红外光的高穿透性可以实现厚样品和彩色样品的固化。可见光、红外光的高穿透力使样品固化深度有了很大的提高，但是对于涂料生产，紫外光还会长期占据主流地位，在不改变光源的前提下提高光固化深度仍是个挑战。
[0004]在不改变紫外光光源的情况下，最常见的方法为复合固化技术，中国专利CN112011301A公开了一种紫外光
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热双固化胶黏剂的制备方法，在环氧树脂中同时添加光引发剂与热引发剂，紫外光照射5s即可快速固化，再经热后固化可实现深层固化。中国专利申请CN112062964A公开了一种UV/湿气双固化丙烯酸酯聚硅氧烷的制备方法，UV固化的丙烯酰氧基与湿气固化的硅氧基优势互补，所得产品具有优异的柔韧性，可实现快速完全固化。这几种方法一定程度上提高了固化深度，然而热、湿气后固化的方法耗时较长且受环境影响较大，EB固化设备也存在价格昂贵、操作管理严格等问题。还有一些对涂料的组分进行改进，单体(Farbod Mirshahi，Saeed Bastani，Morteeza Ganjaee Sari.Smdying the effect of hyperbranched polymer modification on the kinetics of curing reactions and physical/mechanical properties of UV
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curable coatings[J].Progress in Organic Coatings，2016，90：187
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199)、填料(Huang Rongji，Jiang Qiangguo，Wu Haidong，et al.Fabrication of complex shaped ceramic parts with surface
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oxidized Si3N4 powder via digital light processing based stereolithography method[J].Ceramics International，2019，45(4)：5158
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5162.)、组
合光引发剂(Mariem Bouzrati
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Zerelli，Maximilian Maier，Christoph P Fik，et al.A low migration phosphine to overcome the oxygen inhibition in new high performance photoinitiating systems for photocurable dental type resins[J].Polymer International，2016，66(4)：504
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511)以及光漂白光引发剂(Liao Wen，Xu Can，Wu Xiang，et al.Photobleachable cinnamoyl dyes for radical visible photoinitiators[J].Dyes and Pigments，2020，178，108350)等也对光固化深度起到了提高的作用，但是对单一单体、填料的改进应用范围较窄，光漂白引发剂达到完全光漂白也需较长的时间并伴随残留的问题。文献(Masoume Kaviani Darani，Saeed Bastani，MehdiGhahari，et al.Down
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conversion particles as intemal UV
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source assist in UV
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curing systems：physical and mechanical properties of UV
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curable micro
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composites[J].Progress in Organic Coatings，2018，122：263
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269.)提供了一种利用下转换发光粒子的思路，采取NaYF4：Yb
3+
/Tm
3+
与光引发剂二苯甲酮和胺组合，NaYF4：Yb
3+
/Tm
3+
粒子起到了二次光源的作用，将光源引入体系内部，增大了转化率。但是，文中只提到了转化率的提高并未涉及具体的固化深度，并且利用NaYF4：Yb
3+
/Tm
3+
作为下转换发光粒子成本也较高。
[0005]本专利技术提供了一种改性发光纳米氧化锌，在涂层中作为内源性发光材料和无机光引发剂，用于厚涂层紫外光固化涂料，用来解决紫外光穿透力弱、固化体系内物质吸收和反射光造成的光固化深度差的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有紫外光固化产品固化深度较差的缺陷，提供了一种改性发光纳米氧化锌及其制备与在光固化厚涂层涂料中的应用。
[0007]本专利技术通过溶胶法制备了纳米氧化锌，然后用羟基丙烯酸酯进行改性。制得的改性纳米氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在有机溶剂中，将纳米氧化锌与二异氰酸酯在催化剂的作用下进行反应；随后加入羟基丙烯酸酯和催化剂，在50
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80℃反应3
‑
7h，后续处理，获得改性发光纳米氧化锌；所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。2.根据权利要求1所述用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌的制备方法，其特征在于：所述纳米氧化锌与二异氰酸酯的摩尔比为1∶(0.3～3)；所述羟基丙烯酸酯与二异氰酸酯的摩尔比为1∶(1～3)；所述二异氰酸酯为2，4
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甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6
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六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌的制备方法，其特征在于：加入二异氰酸酯后，反应温度为40～70℃，反应时间为3～5h；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中一种以上；所述纳米氧化锌通过以下方法制备得到：将氢氧化钠的乙醇溶液滴入二水合醋酸锌的乙醇溶液中，在0～5℃下搅拌反应。4.根据权利要求3所述用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌的制备方法，其特征在于：纳米氧化锌的制备中，所述二水合醋酸锌的乙醇溶液的浓度为0.001～0.1M；所述二水合醋酸锌与氢氧化钠的摩尔比为1∶(1～3)；所述搅拌的速度为1000～2600r/min；氢氧化钠的乙醇溶液的滴加速度为15～80滴/min；氢氧化钠的乙醇溶液滴完后，继续反应20～60min；纳米氧化锌的制备中，反应完后离心、洗涤、干燥。5.根据权利要求4所述用于光固化厚涂层涂料的改性发光纳米氧化锌的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶代勇，默圆，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：