CN100567413C - 高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子应用涂料领域，特别涉及高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料。所述的高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料的组成和含量为：二官能团聚氨酯丙烯酸酯10-30wt%，高官能团聚氨酯丙烯酸酯10-40wt%，高官能团丙烯酸酯单体5-20wt%，单官能丙烯酸酯单体0-15wt%，酸性附着力促进1-10wt%，光引发剂1-6wt%，纳米耐磨材料0-5wt%，助剂0.1-2wt%，溶剂10-50wt%。本发明针对手机、MP3、数码相机等电子产品的真空镀膜工件表面保护，具有表面效果好、超耐磨、耐高温高湿、抗冷热循环、耐黄变性能优异等特点，其中RCA磨耗最高可以达到1500次以上，有效提高了电子产品的使用寿命。本发明有效解决了紫外光固化真空镀膜涂料的附着力和耐磨性能，解决了紫外光固化真空镀膜涂料的底、面漆配套问题，具有广泛地通用性。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及于工件表面经真空镀膜金属化后所使用一种紫外光固化涂料。
背景技术
经过40多年的发展，辐射固化技术已被广泛应用全世界的各个领域和行业。紫外光固化涂料(简称UV涂料)具有VOC含量低、固化速度快、涂膜综合性能好等优点，在中国得到了飞速发展。塑料基材通过真空镀膜处理，可以使工件得到高度的金属光泽和镜面效果。紫外光固化真空镀膜涂料一般采用喷涂的方式涂装，固化速度快，操作简单，施工方便，已经被广泛使用。一般应用于电脑周边设备、通讯器材、视听设备、消费性电子产品、汽车零配件及光电产业、玩具、化妆品及各种塑胶、金属、竹木器等物体表面之涂装。由于紫外光固化真空镀膜涂料的特殊性，金属镀膜层处于真空镀膜底漆和面漆的中间，紫外光固化涂料因快速固化，收缩率比较大，一般紫外光固化涂料在金属上的附着比较难，对于紫外光固化真空镀膜面漆，既要满足在金属镀膜层上有优异的附着力，又要不能影响金属镀膜层对真空镀膜底漆附着力，所以对真空镀膜面漆要求相当苛刻。其中中国专利CN1281011A申请《紫外光固化真空镀膜底、面漆》，面漆采用聚酯丙烯酸酯和酚醛环氧丙烯酸酯为主体树脂，解决了紫外光固化真空镀膜面漆的附着力问题，但是由于硬度低、耐磨性能和耐污性能差，中国专利CN1803942A申请《用于金属镀膜表面防护的紫外光固化涂料》采用环氧丙烯酸树脂和2官能团的聚氨酯树脂为主体树脂，搭配热塑性丙烯酸树脂与纤维素类树脂组成的复合树脂，通过增加涂料体系中的刚性结构提高了涂料的硬度，但是由于环氧丙烯酸树脂耐磨性能差，涂膜抗黄变性能差，远远满足不了当今电子产品对涂料更高要求，特别是高耐磨性能的需要。从而限制了紫外光固化真空镀膜涂料的应用。
发明内容
本发明的目的是提供了一种可大大地提高工件表面的耐磨擦性能，且所得的面漆具有高硬度、优异的环测性能和耐黄变性能的高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料。
本发明的技术方案是：
本发明的用于电子产品的高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料，其组成和重量百分比为：
二官能团聚氨酯丙烯酸酯 10-30％
高官能团聚氨酯丙烯酸酯 10-40％
高官能团丙烯酸酯单体 5-20％
单官能团丙烯酸酯单体 0-15％
高酸性附着力促进剂 1-10％
光引发剂 1-6％
纳米耐磨材料 0-5％
助剂 0.1-2％
溶剂 10-50％
本发明所述的二官能团聚氨酯丙烯酸酯是指脂肪族的二官能团聚氨酯丙烯酸酯预聚物，如长兴化工公司的6070、6071、6072、5075，美国氰特公司的RESIN 5704等。
本发明所述的高官能团聚氨酯丙烯酸酯是指官能度在6～15之间的聚氨酯预聚物，如长兴化工公司的6144-100、6145-100，美国氰特公司的CH031、EB1290、EB5129，沙多玛公司的CN9006、CN9010、PRO30000、PRO8122A，日本合成化学的UV-7600B、UV-7605B、UV7640B等。
本发明所述的高官能团丙烯酸酯单体是指4～6个官能团的丙烯酸酯单体——四官能团丙烯酸酯单体：(烷氧基化)季戊四醇四丙烯酸酯；五官能团丙烯酸酯单体：二缩季戊四醇五丙烯酸酯；六官能团丙烯酸酯单体：二缩季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
本发明所述的单官能丙烯酸酯单体是指乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、(甲基)异冰片基丙烯酸酯、四氢呋喃(甲基)丙烯酸酯、羟基环己基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯。
本发明所述的酸性附着力促进剂含有磷酸改性的丙烯酸单体或丙烯酸预聚物。沙多玛公司的CD9050、CD9051，氰特的EB168、EB170，科宁的PHOTOMER4703。
所述的光引发剂为非黄变型光引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基-环己基苯基酮、双(2，4，6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦中的一种或混合物。
本发明所述的纳米耐磨材料是指纳米氧化铝、纳米二氧化硅。如毕克公司的NANOBYK-3601、NANOBYK-3602、NANOBYK-3610、NANOBYK-3650。
所述的助剂包括流平剂、消泡剂、润湿分散剂；其中流平剂的用量为涂料总量的0-1％，消泡剂的用量为涂料总量的0-0.5％，润湿分散剂的用量为涂料总量的0-0.5％；所述的流平剂、消泡剂、润湿分散剂一起使用或单独使用。
所述流平剂是指BYK 306、BYK 307、BYK 333、BYK 358、BYK 371、BYK UV3500、BYK UV3530、EFKA 3031、TEGO 432、TEGO 450、EFKA 3883、EFKA 3277、EFKA 3777等。可选择其中一种或几种的混合物。
所述消泡剂是指BYK 055、BYK 066、EFKA 2721、DEUCHEM 2700、TEGO920等。可选择其中一种或几种的混合物。
所述润湿分散剂是指BYK 161、BYK 163、BYK 164、EFKA 4800、EFKA4010等的一种或几种的混合物。
本发明所述的溶剂是醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮、异丙醇、正丁醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯中的一种或一种以上的混合物。
本发明的高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料的制备方法是：
(1)将高官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂在50℃预热1小时，用1/2量的溶剂在反应釜中充分溶解；
(2)向反应釜中加入高官能团单体、单官能团单体、二官能团聚氨酯丙烯酸酯和光引发剂，50℃搅拌30分钟；
(3)加入流平剂、消泡剂和剩余的部分溶剂，高速搅拌30分钟后用400目滤布过滤包装。
本发明的用于真空镀膜表面保护的涂料为透明或半透明胶液，固含量为40～70％，室温避光贮存时间为一年，固化所需的能量为800～1200mj/m2，生产效率高。
本发明是以高官能度聚氨酯丙烯酸树脂和高官能团丙烯酸酯单体为主体，搭配部分二官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂和高性附着力促进剂，提高面漆对金属镀膜层的附着力，并适当引入部分刚性的单官能丙烯酸酯单体平衡高官能丙烯酸酯单体对固化时产生的收缩率，用适量不影响光泽度的纳米耐磨材料进行表面增强；显著提高了面漆的RCA磨耗性能，再加入一定量的光引发剂、表面助剂及稀释剂，改善涂料的施工性能和表面效果，使满足高档电子产品的需求。
本发明所取得的有益效果是：本发明的涂料涂装于工件表面后，工件表面的耐磨擦性能有明显地提高，固化后的涂膜的RCA磨耗最高可达1500次以上(负荷175克)，同时具有优异的抗高温高湿、抗冷热冲击、耐盐雾性能、耐化妆品性能、耐人工手汗、耐UV老化性能，大大提高产品表面的装饰与保护效果。
由本发明的紫外光固化涂料制得的涂膜具有很好的防护效果与极高的耐磨性能。所得到的面漆具有高耐磨、高硬度、优异的环测性能和耐黄变性能等特点，该涂料不仅与金属镀层附着力优异，很好的耐久性，特别突出的耐磨损性能。克服了现有真空镀膜表面防护涂料耐磨性不好，保护能力较差的缺点，达到了手机、数码相机等消费电子产品表面的装饰性与保护性能要求。同时具有施工简单，操作方便、适用性广等特点。
综上所述，本发明针对手机、MP3、数码相机等电子产品的真空镀膜工件表面保护，具有表面效果好、超耐磨、耐高温高湿、抗冷热循环、耐黄变性能优异等特点，其中RCA磨耗最高可以达到1500次以上，有效提高了电子产品的使用寿命。本发明有效解决了紫外光固化真空镀膜涂料的附着力和耐磨性能，解决了紫外光固化真空镀膜涂料的底、面漆配套问题，具有广泛地通用性。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是以本发明的进一步限定。
实施例1
长兴6071 10.0wt％
日本合成7605B 20.0wt％
DPHA 15.0wt％
异冰片基丙烯酸酯 4.0wt％
CD 9051 8.0wt％
1-羟基-环己基苯基酮 4.0wt％
NANOBYK-3601 2.0wt％
BYK 333 0.1wt％
BYK 066 0.1wt％
醋酸乙酯 21.8wt％
丁酮 10.0wt％
乙二醇乙醚醋酸酯 5.0wt％
实施例2
长兴6075 20.0wt％
氰特5704 10.0wt％
日本合成7640B 10.0wt％
DPHA 10.0wt％
氰特EB 168 1.0wt％
1-羟基-环己基苯基酮 4.0wt％
NANOBYK-3610 4.0wt％
BYK 307 0.5wt％
BYK 066 0.2wt％
BYK 164 0.3wt％
醋酸乙酯 15.0wt％
丁酮 20.0wt％
丙二醇乙醚 5.0wt％
实施例3
长兴6071 20.0wt％
氰特EB1290 25.0wt％
季戊四醇四丙烯酸酯 10.0wt％
CD 9051 2.0wt％
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮 3.0wt％
NANOBYK-3610 5.0wt％
TEGO 432 0.2wt％
TEGO 920 0.2wt％
醋酸乙酯 14.6wt％
醋酸丁酯 15.0wt％
甲基异丁基酮 5.0wt％
实施例4
氰特5704 10.0wt％
PRO30000 20.0wt％
DPHA 10.0wt％
乙烯基吡咯烷酮 15.0wt％
PHOTOMER 4703 2.0wt％
1-羟基-环己基苯基酮 4.0wt％
BYK 3777 0.2wt％
BYK UV3500 0.3wt％
DEUCHEM 2700 0.1wt％
EFKA 2721 0.2wt％
醋酸乙酯 13.2wt％
醋酸丁酯 20.0wt％
乙二醇乙醚醋酸酯 5.0wt％
将以上实施例的真空镀膜紫外光固化涂料喷涂于已真空镀膜的ABS基材上，60℃红外流平3-5分钟，紫外光固化后效果如下：
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 测试方法 |
| 硬度 | 2H | 2H | 2H | 2H | GB/T 6739-96 |
| 附着力 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | GB/T 9286-88 |
| RCA磨耗 | 1200次 | 1100次 | 1500次 | 1000次 | Norman RCA耐磨测试仪(荷载175g) |
| 耐冷热冲击 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | -40℃×1h～70℃×1h |
| 耐高温高湿 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 75℃×95％RH，48h |
| 耐盐雾测试 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 35℃×85％RH，Ph＝6.5-7.2，5％的NaCl |
| 耐人工汗液 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 中性溶液，5天 |
| 防晒油测试 | OK | OK | OK | OK | 85℃×95％RH，120h |
| QUV老化测试 | OK | OK | OK | OK | 12个周期∶1周期＝4hUV照射(UV-A，340nm，60℃)+4h潮湿环境(50℃) |
说明：漆膜厚度：10微米，紫外光曝光能量：1000mj/m2。
Claims (1)
1、一种高耐磨真空镀膜紫外光固化涂料，其特征在于含有以下组分，各组分的重量百分比为：
二官能团聚氨酯丙烯酸酯--长兴6071 20.0wt％
高官能团聚氨酯丙烯酸酯--氰特EB1290 25.0wt％
高官能团丙烯酸酯单体--季戊四醇四丙烯酸酯 10.0wt％
酸性附着力促进剂--CD 9051 2.0wt％
光引发剂--2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮 3.0wt％
纳米耐磨材料--NANOBYK-3610 5.0wt％
流平助剂--TEGO 432 0.2wt％
消泡助剂--TEGO 920 0.2wt％
溶剂--醋酸乙酯 14.6wt％
溶剂--醋酸丁酯 15.0wt％
溶剂--甲基异丁基酮 5.0wt％。
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