1.本技术涉及橡胶传输带生产技术，尤其涉及一种适用于橡胶输送带表面处理的紫外光固化涂料，以及使用本技术的紫外光固化涂料进行表面处理的橡胶输送带。


背景技术：

2.工业生产中，物料常以不同形状和大小的块状、颗粒及粉料等形式通过传输带进行传输，在室外运行使用的橡胶传输带，若遇到潮湿或低温雨雪天气，吸水性较强的物料容易受潮，而湿料在运输途中极易黏附在传输带表面，严重磨损带体，缩短传输带的使用寿命，并伴随传输带进入返程段，造成运输线路物料堆积，而且物料黏附相当于加大了滚筒局部直径，造成传输带在驱动滚筒或尾部滚筒上的跑偏，黏附的物料或冰霜使传输带打滑，降低输送效率，增加电能消耗，可能还会致使传输带结构变形及断裂等问题。一旦出现这些问题，很难在现场快速处理，会给生产带来很大损失。此外，黏附在传输带表面的物料，清扫器不能及时清扫干净，散落在输送机周围，严重影响现场环境，而且还浪费物料，加大了清扫现场环境的工作量。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种适用于橡胶传输带表面处理的紫外光固化涂料，以解决橡胶传输带表面在低温和潮湿环境中易黏附物料的技术问题。对应的，本技术也提供了使用本技术的紫外光固化涂料进行了表面处理的橡胶传输带，该橡胶传输带在低温和潮湿环境中不易黏附物料。
4.对于涂料，本技术提供如下技术方案：
5.适用于橡胶传输带表面处理的紫外光固化涂料，所述紫外光固化涂料的原料组分以重量份数计包括：95
‑
100份水性紫外光固化聚氨酯乳液、5
‑
20份紫外光固化氟硅氧烷共聚物、0.2
‑
0.5份光引发剂、0.2
‑
0.6份消泡剂和0.3
‑
0.8份流平剂；制备时，将各原料组分混合，搅拌均匀即得。
6.可选的，所述水性紫外光固化聚氨酯乳液以重量份数计包括以下原料：15
‑
20份聚碳酸酯二元醇、10
‑
15份聚酯二元醇、7.5
‑
10份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.34
‑
2.68份2，2－二羟甲基丙酸和0.02
‑
0.06份辛酸亚锡，所述聚酯二元醇的相对分子质量以1000计算。
7.可选的，所述水性紫外光固化聚氨酯乳液的制备方法如下：
8.以重量份数计，将15
‑
20份聚碳酸酯二元醇、10
‑
15份聚酯二元醇、7.5
‑
10份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.34
‑
2.68份2，2－二羟甲基丙酸、0.02
‑
0.06份辛酸亚锡和第一溶剂混合并在保护气氛下，进行第一反应，得到初级反应产物；向所述初级反应产物中加入1.49
‑
2.2份季戊四醇三丙烯酸酯，进行第二反应，得到中间反应产物；向所述中间反应产物中加入1
‑
2份三乙胺，搅拌后加入去离子水进行乳化，去除第一溶剂，得到水性紫外光固化聚氨酯乳液。
9.可选的，所述第一反应的温度为65
‑
70℃，所述第一反应的时间为3
‑
4小时。
10.可选的，所述第二反应的温度为55
‑
60℃，所述第二反应的时间为0.5
‑
1小时。
11.可选的，所述第一溶剂可以是丙酮。
12.可选的，所述光引发剂为2－羟基－甲基苯基丙烷－1－酮。
13.可选的，所述紫外光固化氟硅氧烷共聚物以重量份数计包括以下原料：环氧官能化聚二甲基硅氧烷、丙烯酸和全氟十一酸，所述环氧官能化聚二甲基硅氧烷、所述丙烯酸、所述全氟十一酸的质量比为100:3
‑
10：5
‑
15。
14.可选的，所述紫外光固化氟硅氧烷共聚物的制备方法如下：
15.将所述环氧官能化聚二甲基硅氧烷、所述丙烯酸、所述全氟十一酸和第二溶剂进行混合并在保护气氛下进行第三反应，去除第二溶剂，得到紫外光固化氟硅氧烷共聚物；其中，所述第二溶剂的体积用量以环氧官能化聚二甲基硅氧烷的质量计为3
‑
5ml/g。
16.可选的，所述第三反应的温度为70
‑
95℃，所述第三反应的时间为6
‑
16小时。
17.对于传输带，本技术提供如下技术方案：
18.橡胶传输带，包括上覆盖层胶；所述上覆盖层胶的表面设有防黏附涂层，所述防黏附涂层由前述本技术的紫外光固化涂料固化而成。
19.与现有技术相比，本技术的上述技术方案取得了如下显著的进步：
20.本技术技术方案中的固化涂料采用水性紫外光固化聚氨酯乳液的水相体系，减少了涂料使用过程中的“二次危害”，具有绿色环保优势；氟硅氧烷共聚物的加入，通过水性紫外光固化聚氨酯乳液中与水的接触角，从而改善了固化涂料的机械耐久性和表面疏水性；消泡剂和流平剂通过作用于水性紫外光固化聚氨酯乳液，改善了固化涂料变成涂层后的耐磨性、防黏附性；固化涂料采用掺杂改性方法，使固化涂料所得的涂层性能可调性好，适用范围广。从而，本技术的紫外光固化涂料，具有固化速度快、高生产率、机械性能好、固化温度低及排放对环境无污染的优势，可应用于材料表面处理、印刷制版、感光材料、油墨、光纤涂料、光电材料、医用材料、透明件粘接等领域；本技术的橡胶传输带，在上覆盖层胶表面涂覆本技术的紫外光固化涂料，经固化后形成防黏附涂层，传输带表面进行涂层处理后，提高了传输带耐磨性、防黏附性以及使用寿命，大大降低了低温环境使用过程中物料黏附，消除了客户在工作运行中的困扰。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术中的水性紫外光固化聚氨酯乳液的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.本技术的适用于橡胶传输带表面处理的紫外光固化涂料的原料组分以重量份数计包括：95
‑
100份水性紫外光固化聚氨酯乳液、5
‑
20份紫外光固化氟硅氧烷共聚物、0.2
‑
0.5份光引发剂、0.2
‑
0.6份消泡剂和0.3
‑
0.8份流平剂；制备时，将各原料组分混合，搅拌均匀即得。
26.具体地，所述的消泡剂可以为硅酮消泡剂、硅酮类化合物、水性非硅酮脂肪酸聚合物中的一种或多种；流平剂可以为羧甲基纤维素或氟改性丙烯酸流平剂。
27.本技术中，使用95
‑
100份水性紫外光固化聚氨酯乳液的原因是可以不用溶剂或只用少量溶剂进行制备固化涂料，减小了对环境的污染；耗能少；同时，水性紫外光固化聚氨酯乳液制成的涂料拉伸强度增加，断裂伸长率下降，在有机溶剂中的溶胀度也下降，有利于提升固化涂料的耐磨性和防黏附性。
28.本技术中，使用5
‑
20份紫外光固化氟硅氧烷共聚物的原因是5
‑
20份紫外光固化氟硅氧烷共聚物可以与95
‑
100份水性紫外光固化聚氨酯乳液协同作用，使制得的固化涂料具有优异的防粘性能，即使在湿性环境和低温环境中，仍具有优异的防粘特性，如紫外光固化氟硅氧烷共聚物添加份数大于20份，会有造成紫外光固化氟硅氧烷共聚物的浪费，不能等量提升固化涂料的防粘性能；如水性紫外光固化聚氨酯乳液添加份数小于5份，固化涂料用于橡胶传输带表面后，防黏附性能一般或较差。
29.本技术中，通过水性紫外光固化聚氨酯乳液与紫外光固化氟硅氧烷共聚物发生反应并相互作用，再添加光引发剂、消泡剂和流平剂通透改善所述固化涂料的性能，使所述固化涂料作用于橡胶传输带后，橡胶传输带的耐磨性、硬度(度)、与水接触角和－40℃煤灰最大阻力均得到明显改善。
30.作为一种可选的实施方式，所述水性紫外光固化聚氨酯乳液以重量份数计包括以下原料：15
‑
20份聚碳酸酯二元醇、10
‑
15份聚酯二元醇、7.5
‑
10份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.34
‑
2.68份2，2－二羟甲基丙酸和0.02
‑
0.06份辛酸亚锡，所述聚酯二元醇的相对分子质量以1000计算。
31.作为一种可选的实施方式，如图1所示，所述水性紫外光固化聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
32.以重量份数计，将15
‑
20份聚碳酸酯二元醇、10
‑
15份聚酯二元醇、7.5
‑
10份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.34
‑
2.68份2，2－二羟甲基丙酸、0.02
‑
0.06份辛酸亚锡和第一溶剂混合并在保护气氛下，进行第一反应，得到初级反应产物；
33.向所述初级反应产物中加入1.49
‑
2.2份季戊四醇三丙烯酸酯，进行第二反应，得到中间反应产物；
34.将所述中间反应产物与1
‑
2份三乙胺进行搅拌，然后加入去离子水进行乳化，去除第一溶剂，得到水性紫外光固化聚氨酯乳液。
35.具体地，第一溶剂为丙酮。具体地，可以将20份聚碳酸酯二元醇、10份聚酯二元醇(分子量为1000)、7.5
‑
10份二苯基甲烷二异氰酸酯、1.34
‑
2.68份2，2－二羟甲基丙酸、0.02
‑
0.06份辛酸亚锡加入到反应装置中，并加入10
‑
30ml丙酮在室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至70℃反应4小时，再加入1.49
‑
2.2份季戊四醇三丙烯酸酯，在60℃温度条件下继续反应2小时，然后加入1
‑
2份三乙胺搅拌0.5小时，最后缓慢滴加95
‑
110份去离子水乳化
1小时，静止消泡后用旋蒸仪去除体系中丙酮，得到水性紫外光固化聚氨酯乳液。
36.作为一种可选的实施方式，所述第一反应的温度为65
‑
70℃，所述第一反应的时间为3
‑
4小时。
37.作为一种可选的实施方式，所述第二反应的温度为55
‑
60℃，所述第二反应的时间为0.5
‑
1小时。
38.作为一种可选的实施方式，所述光引发剂为2－羟基－甲基苯基丙烷－1－酮。
39.作为一种可选的实施方式，所述紫外光固化氟硅氧烷共聚物以重量份数计包括以下原料：环氧官能化聚二甲基硅氧烷、丙烯酸和全氟十一酸，所述环氧官能化聚二甲基硅氧烷、所述丙烯酸、所述全氟十一酸的质量比为100:3
‑
10：5
‑
15。
40.本技术中，控制环氧官能化聚二甲基硅氧烷、丙烯酸、全氟十一酸的质量比为100:3
‑
10：5
‑
15的原因是快速生成紫外光固化氟硅氧烷共聚物，使反应物稍微过量，反应向生成紫外光固化氟硅氧烷共聚物的方向进行，同时确保节约反应物。
41.具体地，可以包括2个制备步骤：(1)含氢聚二甲基硅氧烷与丙烯基缩水甘油醚反应，制备环氧官能化聚二甲基硅氧烷。(2)环氧官能化聚二甲基硅氧烷与丙烯酸和全氟十一酸反应，制备紫外光固化氟硅氧烷共聚物。
42.作为一种可选的实施方式，所述紫外光固化氟硅氧烷共聚物的制备方法包括以下步骤：
43.将所述环氧官能化聚二甲基硅氧烷、所述丙烯酸、所述全氟十一酸和第二溶剂进行混合并在保护气氛下进行第三反应，去除第二溶剂，得到紫外光固化氟硅氧烷共聚物；
44.其中，所述溶剂的体积用量以环氧官能化聚二甲基硅氧烷的质量计为3
‑
5ml/g。
45.具体地，环氧官能化聚二甲基硅氧烷的制备方法包括：将含氢聚二甲基硅氧烷、丙烯基缩水甘油醚、卡斯特催化剂、4－甲氧基苯酚、第三溶剂按一定的质量比加入到反应装置中，在氮气保护下，50
‑
90℃搅拌反应4
‑
12小时，除去多余的丙烯基缩水甘油醚和溶剂，得到环氧官能化聚二甲基硅氧烷。所述的含氢聚二甲基硅氧烷与丙烯基缩水甘油醚的质量比为100:20
‑
45。所述的卡斯特催化剂为二(1,3－二乙烯基－1,1,3,3－四甲基二硅氧烷)铂，含氢聚二甲基硅氧烷与卡斯特催化剂的质量比为100:0.01
‑
0.03。所述的丙烯基缩水甘油醚与4－甲氧基苯酚的质量比为100:0.1
‑
0.3。所述第三溶剂选自下述之一：芳烃、酯类化合物、卤代烃、酮类化合物；优选下列之一：二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、三氯甲烷、丙酮、环己酮。所述第三溶剂的体积用量以含氢聚二甲基硅氧烷的质量计为3
‑
5ml/g。
46.作为一种可选的实施方式，所述第三反应的温度为70
‑
95℃，所述第三反应的时间为6
‑
16小时。
47.具体地，所述第二溶剂包括芳烃和氰类化合物中至少一种。
48.具体地，所述第二溶剂，优选下列之一：甲苯、乙氰。
49.本技术的适用于橡胶输送带表面处理的紫外光固化涂料的制备方法可以是：将水性紫外光固化聚氨酯乳液、紫外光固化氟硅氧烷共聚物、光引发剂、消泡剂和流平剂混合均匀制得。
50.下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的方法进行详细说明。
51.实施例1
52.将20克聚碳酸酯二元醇、10克聚酯二元醇(分子量为1000)、7.5克二苯基甲烷二异
氰酸酯、1.34克2，2－二羟甲基丙酸、0.02克辛酸亚锡加入装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，逐渐升温至70℃反应4小时，加入到反应装置中，并加入10ml丙酮在室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至70℃反应4小时，采用二正丁胺法滴定体系中游离的异氰酸基(
‑
nco)含量直至达到理论值，保持温度为60℃，用恒压滴液漏斗控制滴速为5秒/滴，缓慢滴加溶有1.49克季戊四醇三丙烯酸酯的丙酮溶液，在60℃温度条件下继续反应2小时。当滴定体系中游离的－nco含量直至达到理论值，用傅里叶变换红外光谱仪检测2270cm
‑1处－nco的特征吸收峰完全消失，然后加入1克三乙胺搅拌0.5小时，最后缓慢滴加95克去离子水乳化1小时，静止消泡后用旋蒸仪去除体系中丙酮，得到水性紫外光固化聚氨酯乳液，其中固含量约为30％。
53.实施例2
54.将20克聚碳酸酯二元醇、10克聚酯二元醇(分子量为1000)、10克二苯基甲烷二异氰酸酯、2.68克2，2－二羟甲基丙酸、0.06克辛酸亚锡加入装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，逐渐升温至70℃反应4小时，加入到反应装置中，并加入30ml丙酮在室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至70℃反应4小时，采用二正丁胺法滴定体系中游离的异氰酸基(
‑
nco)含量直至达到理论值，保持温度为60℃，用恒压滴液漏斗控制滴速为5秒/滴，缓慢滴加溶有2.2克季戊四醇三丙烯酸酯的丙酮溶液，在60℃温度条件下继续反应2小时。当滴定体系中游离的－nco含量直至达到理论值，用傅里叶变换红外光谱仪检测2270cm
‑1处－nco的特征吸收峰完全消失，然后加入2克三乙胺搅拌0.5小时，最后缓慢滴加110克去离子水乳化1小时，静止消泡后用旋蒸仪去除体系中丙酮，得到水性紫外光固化聚氨酯乳液，其中固含量约为30％。
55.实施例3
56.将100克含氢聚二甲基硅氧烷、20克丙烯基缩水甘油醚、0.01克二(1,3－二乙烯基－1,1,3,3－四甲基二硅氧烷)铂、0.1克4－甲氧基苯酚、300ml三氯甲烷加入到装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至50℃搅拌反应12小时，减压蒸馏除去多余的丙烯基缩水甘油醚和三氯甲烷，得到环氧官能化聚二甲基硅氧烷，收率为72.7％。
57.实施例4
58.将100克含氢聚二甲基硅氧烷、45克丙烯基缩水甘油醚、0.03克二(1,3－二乙烯基－1,1,3,3－四甲基二硅氧烷)铂、0.3克4－甲氧基苯酚、600ml甲苯加入到装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至90℃搅拌反应16小时，减压蒸馏除去多余的丙烯基缩水甘油醚和甲苯，得到环氧官能化聚二甲基硅氧烷，收率为78.3％。
59.实施例5
60.环氧官能化聚二甲基硅氧烷的制备操作同实施例3。将100克环氧官能化聚二甲基硅氧烷、3克丙烯酸、5克全氟十一酸、300ml乙腈加入到装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至70℃搅拌反应12小时，减压蒸馏除去乙腈，得到紫外光固化氟硅氧烷共聚物，收率为88.4％。
61.实施例6
62.环氧官能化聚二甲基硅氧烷的制备操作同实施例3。将100克环氧官能化聚二甲基
硅氧烷、10克丙烯酸、15克全氟十一酸、500ml甲苯加入到装有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的干燥四口烧瓶中，室温搅拌均匀，通入氮气保护，升温至95℃搅拌反应6小时，减压蒸馏除去甲苯，得到紫外光固化氟硅氧烷共聚物，收率为85.6％。
63.实施例7
64.水性紫外光固化聚氨酯乳液的制备操作同实施例1，紫外光固化氟硅氧烷共聚物的制备操作同实施例6。将100克水性紫外光固化聚氨酯乳液、5克紫外光固化氟硅氧烷共聚物、0.2克光引发剂1173、0.2克消泡剂akn
‑
301(佛山市千佑化工有限公司提供)、0.3克流平剂akn
‑
151b(佛山市千佑化工有限公司提供)加入到烧杯中常温搅拌1小时，静止消泡后制得水性紫外光固化氟硅改性聚氨酯涂料，即本技术的适用于橡胶传输带表面处理的紫外光固化涂料。
65.实施例8
66.水性紫外光固化聚氨酯乳液的制备操作同实施例1，紫外光固化氟硅氧烷共聚物的制备操作同实施例6。将100克水性紫外光固化聚氨酯乳液、20克紫外光固化氟硅氧烷共聚物、0.5克光引发剂1173、0.6克消泡剂akn
‑
301、0.8克流平剂akn
‑
151b加入到烧杯中常温搅拌1小时，静止消泡后制得水性紫外光固化氟硅改性聚氨酯涂料，即本技术的适用于橡胶传输带表面处理的紫外光固化涂料。
67.实施例9
68.水性紫外光固化氟硅改性聚氨酯涂料的制备操作同实施例8。取150mm宽、500mm长的橡胶传输带试样，使用乙酸乙酯进行擦拭，后经过去离子水超声清洗后，放置在清洁环境中自然干燥。橡胶传输带试样经全自动on
‑
line式ap等离子处理系统(型号：crf
‑
apo
‑
500w
‑
xn，厂家：深圳市诚峰智造有限公司)处理后(工艺条件：处理功率为500w，工作气体流量为0.8l/min，处理时间为20秒)，在其表面倒入制备好的水性紫外光固化氟硅改性聚氨酯涂料，并用刮膜器涂布均匀，放入紫外光固化机中，完成橡胶传输带表面氟硅改性聚氨酯涂层的紫外光固化，制得紫外光固化涂层处理的橡胶传输带。
69.表1：实施例9的紫外光固化涂层处理的橡胶传输带和未处理橡胶传输带的性能测试结果。
[0070] 未处理橡胶传输带紫外光固化涂层处理的橡胶传输带耐磨性(mm3)86.432.7硬度(度)5874水接触角(
°
)67.6125.4
‑
40℃煤灰最大阻力(n)162.831.5
[0071]
由表1可知，从耐磨性可以看出，紫外光固化涂层能有效提高橡胶传输带的耐磨性能，且紫外光固化涂层处理的橡胶传输带的硬度高于未处理橡胶传输带。紫外光固化涂层处理的橡胶传输带表面与水珠形成的接触角为125
°
，明显大于未处理橡胶传输带，表现为疏水性，主要原因是橡胶传输带表面涂层的氟硅材料提高其疏水性，从而有效降低了在低温条件下传输带表面与粉煤灰(湿度为25％)的黏着力。
[0072]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵
盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0073]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。