CN101240142B - 一种镜面喷镀专用涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种镜面喷镀专用涂料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种镜面喷镀专用涂料，包括底漆和面漆，该种涂料在粘着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面都具有良好的效果。本发明还涉及所述涂料的制备方法和应用方法，通过所述应用方法可以采用无污染的非电镀工艺达到与电镀工艺相同的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种镜面喷镀专用涂料，以及该涂料的制备方法和应用。
背景技术
现有技术中，专用于镜面喷镀的涂料存在以下缺点：漆层之间附着困难，经自然条件放置30天后会自动脱层；硬度不够，不能通过2H笔的测试；高低温测试会起泡；易磨损刮花；不耐盐雾等。本发明在此基础上提出一种新的镜面喷镀专用涂料，以期通过改进配方和制备工艺来克服上述缺点，达到在粘着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面都具有良好的效果的目的。
此外，现有技术中，想要在产品表面形成镜面效果涂层，往往需要通过用到高浓度的强酸强碱的电镀的方法镀出底漆和面漆之间的镜面层，容易对环境造成严重损害，而且还存在中间镜面层与底漆和面漆之间附着困难的缺点。本发明在此背景下，通过应用本发明提出的新的涂料，并且采用一种新的非电镀的喷镀工艺制备产品表面的镜面效果涂层，不仅使其镜面效果与电镀工艺相同，而且使其在层间粘着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面都具有良好的效果，更重要的是不会造成环境污染。
发明内容
本发明的目的之一在于：提供一种镜面喷镀专用涂料，使其在粘着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面都具有良好的效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
提供一种镜面喷镀专用涂料，包括底漆和面漆，其中，
(1)用于塑胶底材时，所述底漆由以下原料制备而成：
| 原料 | 重量份 | 原料 | 重量份 |
| 羟基丙烯酸树脂 | 80～100 | 固化剂 | 20～30 |
| 消泡剂 | 0.3～0.5 | 二甲苯 | 60～80 |
| 流平剂 | 0.5～1 | 醋酸丁酯 | 20～30 |
| 磷酸酯附着促进剂 | 3～5 | 乙二醇乙醚醋酸酯 | 10～15 |
所述面漆由以下原料制备而成：
| 原料 | 重量份 | 原料 | 重量份 |
| 环氧改性羟基丙烯酸树脂 | 80～100 | 固化剂 | 20～30 |
| 消泡剂 | 0.3～0.5 | 二甲苯 | 70～100 |
| 流平剂 | 0.3～1 | 乙二醇单丁醚 | 10～15 |
| 催干剂 | 0.1～0.3 | 二异丙酮醇 | 10～15 |
| 硅醇化合物附着促进剂 | 0.6～1 |
(2)用于五金底材时，所述底漆由以下原料制备而成：
| 原料 | 重量份 | 原料 | 重量份 |
| 环氧改性羟基丙烯酸树脂 | 80～100 | 二甲苯 | 60～80 |
| 消泡剂 | 0.3～0.5 | 醋酸丁酯 | 20～30 |
| 流平剂 | 0.5～1 | 乙二醇乙醚醋酸酯 | 10～15 |
| 固化剂 | 20～30 |
所述面漆与上述用于塑胶底材的面漆相同，或由以下原料制成：
| 原料 | 重量份 | 原料 | 重量份 |
| 热固性丙烯酸树脂 | 40～45 | 正丁醇 | 32～40 |
| 三聚氰胺树脂 | 20～25 | 二异丙酮醇 | 6～10 |
| 硅醇化合物附着促进剂 | 0.6～1 | 四甲苯 | 6～10 |
| 流平剂 | 0.3～1 | 乙二醇单丁醚 | 6～10 |
所述五金底材通常指铁材、锌合金材、铝材、铝合金材或铜材。
所述用于塑胶底材的底漆中，羟基丙烯酸树脂的羟值优选为30～60。
所述用于五金底材的面漆中，热固性丙烯酸树脂的酸值优选为10～60。
所述固化剂为缩二脲异氰酸酯，其固含量优选为75～90％。
所述消泡剂优选改性聚硅氧烷溶液；所述流平剂优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷；所述催干剂优选二月桂酸丁基锡溶液。
本发明所述原料均可以是市售产品。
本发明的另一个目的是提供一种所述的镜面喷镀专用涂料的制备方法，即将所述原料按照所述比例混合均匀。
本发明的再一个目的是提供一种所述的镜面喷镀专用涂料在制备镜面效果涂层中的应用，包括以下步骤：
1)喷涂底漆
根据不同底材选用相应底漆喷涂，喷涂方法可以用气压雾化通用喷枪喷涂，漆膜表面要平整光滑，然后干燥、清洗底漆层；
2)喷涂镜面层
向步骤1)喷涂的底漆层表面同时喷涂银氨溶液和0.86％的甲醛溶液，直至两种溶液在底漆上充分反应后形成均匀的镜面层，然后清洗、干燥该镜面层；
3)喷涂面漆
在步骤2)喷涂的镜面层上，根据不同底材选择相应面漆喷涂，喷涂的方法可以用气压雾化通用喷枪喷涂，漆膜表面要平整光滑，然后干燥该面漆层，即形成有镜面效果的涂料层。
上述应用中，
步骤1)所述的干燥方法，针对塑胶底材是在喷涂后于70～80℃下烤30分钟；针对五金底材是在喷涂后于100～110℃下烤30分钟。
步骤1)所述的清洗方法优选包括以下步骤：
a用纯净水∶漂白粉按100∶3的重量比配制的除油清洁剂喷洗底漆表面油污，直至工件表面水膜均匀一致；
b在步骤a的基础上用纯净水∶十二烷基硫酸钠按100∶2的重量比配制的除油清洁剂喷洗底漆表面；
c在步骤b的基础上，用纯净水喷洗底漆表面，除去上述清洁剂。
步骤2)所述的银氨溶液优选按照以下方法配制：
将2％的NaOH溶液滴入1％的AgNO3溶液，搅拌均匀成浑浊液体；再在其中加入3％的氨水溶液，搅拌使溶液澄清即制成银氨溶液；其中，所述的NaOH溶液∶AgNO3溶液∶氨水溶液的重量比为1∶1000∶750。
步骤2)所述的清洗优选先用2％的NaOH溶液清洗，然后再用纯净水将碱液冲洗干净。
步骤2)所述的干燥方法，针对塑胶底材，优选在清洗并吹干水渍后于70～80℃下烤20分钟；针对五金底材，优选在清洗并吹干水渍后于100℃下烤20分钟。
步骤3)所述的干燥方法，针对塑胶底材，优选在喷涂后于70～100℃下烤30分钟；针对五金底材，优选在喷涂后于120～140℃下烤30分钟。
上述应用中，所述面漆可以添加各种染料。
本发明的上述应用方法可以用于灯饰、化妆品包装外壳等镜面效果涂层的制备。
本发明的应用方法通过采用特定原料组合的涂料和特殊的喷镀工艺，一方面解决了漆层之间粘着力不佳的问题，具体讲，本发明的镜面喷镀专用涂料用于塑胶底材时，底漆采用对塑胶有强附着力的低羟基丙烯酸树脂，同时添加磷酸酯，在制备镜面效果涂层的应用中，未完全参与交联固化的磷酸酯能与上层镜面层起轻微磷化作用，使镜面层与底漆有很强粘着力；用于五金底材时，底漆中采用的是环氧丙烯酸树脂，因含有环氧基，对金属底材及上层镜面层均有很好的附着力；各种面漆中均添加有硅醇化合物，它与中间的镜面金属层能产生偶联作用，使用涂料的附着力增强，并能提高漆膜的耐化学腐蚀性；另一方面也避免了使用高污染的电镀工艺。
因此，本发明上述应用方法的有益效果在于：不但可以使应用本发明涂料的产品表面在层间附着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面都具有良好的效果，而且不需要采用电镀工艺就能达到如同电镀一样的镜面效果，制作过程无需高浓度强酸、强碱，大大减少了对环境的危害；另外，本发明的应用方法采用喷涂方式，操作简单，对真空镀及水电镀不能镀的大型物件也很适用。
本发明应用方法制备的产品表面涂料层在粘着力、耐高温、硬度、耐磨、耐腐蚀和抗紫外线等方面的良好效果，有以下诸项测试为证(测试对象是本发明所述实施例4-5制备的产品外表面的镜面效果涂层)：
1)粘着力测试
非破坏性测试《GB/T9286-88色漆和清漆一涂膜的划格试验》
目的：测试涂料的粘着力是否能满足要求。
测试方法：用测试刀具在涂有本发明涂料的产品的顶部和侧面划面积为一平方厘米的方格，再将这个方格等分成一百个面积为一平方毫米的小方格，使用指定的3M#胶带5cm长度贴于所述方格表面后从各个方向急拉五次。
测试结果：产品表面的本发明涂料层不能被拉起
2)高低温测试
目的：测试本发明涂料在高低温环境下的影响程度。
负荷：将涂有本发明涂料的产品先后置于70℃高温和-20℃低温下各12小时，24小时为一个循环，持续循环测试两周后检查外观有无脱漆、起泡、色差等不良现象。
测试结果：产品所涂本发明涂料无变形、开裂，表面漆层没有脱漆、起泡、色差等不良现象。
3)硬度测试《GB/T6739-86涂膜硬度铅笔测定法》
目的：测试产品的表明硬度状况。
负荷：1Kgf
作用角度：45°
使用器具：(Mitsubishi)2H铅笔
测试方法：铅笔铅芯在800目砂纸上垂直磨平后将铅笔固定在测试仪上，
使笔芯与测试面接触，然后向前水平推移测试仪2-3cm，检查
漆膜表面有无破损及刮痕。
测试结果：本发明涂料没有明显脱漆和明显刮痕。
4)耐磨测试
目的：测试本发明涂料的耐磨性能
测试方法：RCA测试机台，使用11/16#宽的带状白纸，每分钟17cycles
荷重：175g
测试结果：不见磨痕
5)盐雾测试
目的：测试本发明涂料的耐腐蚀性能。
负荷：5％浓度的盐水，pH3.5的环境中喷蒸汽雾测试72小时
作用位置：涂有本发明涂料的产品的表面
使用器具：标准盐雾试验机
测试结果：涂有本发明涂料的产品表面没有生锈、变色等不良现象。
6)抗化学气体腐蚀测试
目的：测试本发明涂料的耐酸碱性能
测试方法：将涂有本发明涂料的产品放置在温度30℃，湿度70％的密闭容器中，充入气体Cl2 10PPB，静置36小时排空后充入NO2 200PPB，静置36小时排空后充入H2S 10PPB，静置36小时排空后充入SO2 100PPB，静置36小时共测试144小时。
测试结果：涂有本发明涂料的产品表面无任何改变。
7)抗UV测试
目的：测试本发明涂料的抗紫外线辐射状况
测试方法：在60℃下，用UV光(波长313cm)照射涂有本发明涂料的产品表面480小时
检测结果：涂有本发明涂料的产品表面无任何颜色改变
具体实施方式
实施例1.
制备用于塑胶底材的镜面喷镀专用涂料
制备底漆：
原料：
羟值为36的羟基丙烯酸树脂100g，供应商为广东惠州江云公司，牌号：KT-2006；
改性聚硅氧烷溶液0.4g，供应商为台湾德谦公司，牌号：5300；
聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.5g，供应商为台湾德谦公司，牌号：432；
磷酸酯附着促进剂5g，供应商为东莞可福特公司，牌号：ARD；
固含量75％的缩二脲异氰酸酯20g，供应商为德国拜耳公司，牌号：N-75；
二甲苯80g、醋酸丁酯20g和乙二醇乙醚醋酸酯10g也均为常规市售试剂。将上述重量的原料混合均匀即得到本发明所述适用于塑胶底材的镜面喷镀专用涂料底漆。
制备面漆：
原料：
环氧改性丙烯酸树脂80g，供应商为广东惠州江云公司，牌号：KT-8080；
改性聚硅氧烷溶液0.4g，供应商为德国毕克公司，牌号：BYK-141；
聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.5g，供应商为德国毕克公司，牌号：BYK-323；
二月桂酸丁基锡溶液0.1g，供应商为汽巴公司，牌号：TBTDL；
硅醇化合物附着促进剂0.8g，供应商为广东惠州江云公司，牌号：KTA206；
固含量75％的缩二脲异氰酸酯25g，供应商为德国拜耳公司，牌号：N-75；
二甲苯100g、乙二醇单丁醚10g和二异丙酮醇10g也均为常规市售试剂。
将上述重量的原料混合均匀即得到本发明所述适用于塑胶底材的镜面喷镀专用涂料面漆。
实施例2.
制备用于五金底材的镜面喷镀专用涂料
制备底漆：
原料：
环氧改性丙烯酸树脂200g，供应商为广东惠州江云化工公司，牌号：KT-1060；
改性聚硅氧烷溶液0.8g，供应商为台湾德谦公司，牌号：5400；
聚醚改性聚二甲基硅氧烷1.5g，供应商为台湾德谦公司，牌号：466；
固含量75％的缩二脲异氰酸酯40g，供应商为巴斯夫HB175；
二甲苯160g、醋酸丁酯40g和乙二醇乙醚醋酸酯20g也均为常规市售试剂。
将上述重量的原料混合均匀即得到本发明所述适用于五金底材的镜面喷镀专用涂料底漆。
制备面漆：
按照实施例1的面漆制备方法制备，只是其中所述的缩二脲异氰酸酯为25g，二甲苯80g、乙二醇单丁醚为15g和二异丙酮醇为12g。
实施例3.
制备用于五金底材的涂料
制备底漆：
按照上述实施例2底漆制备方法制备，只是其中所述的缩二脲异氰酸酯为50g，二甲苯为150g、醋酸丁酯为60g和乙二醇乙醚醋酸酯为30g。
制备面漆：
原料：
热固性丙烯酸树脂90g，供应商为东莞可福特化工公司，牌号：7323，
三聚氰胺树脂40g，供应商为东莞可福特化工公司，牌号：MF-3828；
硅醇化合物附着促进剂1.6g，供应商为惠州江云公司，牌号：KTA206；
聚醚改性聚二甲基硅氧烷1.2g，供应商为德国毕克公司，牌号：BYK-323；
另外还有正丁醇70g、四甲苯18g、二异丙酮醇18g和乙二醇单丁醚18g也均为常规市售试剂。
将上述重量的原料混合均匀即得到本发明所述适用于五金底材的镜面喷镀专用涂料面漆。
实施例4.
应用实施例
制备具有镜面效果的五金灯具外壳
1)喷涂底漆
将实施例2制备的底漆用气压雾化通用喷枪喷涂于灯具外壳外表面，漆膜表面要平整光滑，然后于100℃下烤30分钟干燥，再对干燥的底漆层按照以下步骤清洗：①用纯净水∶漂白粉按100∶3的重量比配制的除油清洁剂用喷枪喷洗底漆表面油污，直至工件表面水膜均匀一致；②用纯净水∶十二烷基硫酸钠按100∶2的重量比配制的除油清洁剂用喷枪喷洗底漆表面；③使用喷枪用纯净水喷洗底漆表面，除去上述清洁剂，再用风枪吹干底漆表面。
2)喷涂镜面层
制备银氨溶液和0.86％的甲醛溶液：
银氨溶液的配制：
将1g AgNO3硝酸银溶于99g纯净水中制成1％AgNO3水溶液；
将10g 30％氨水溶于90g纯净水中，制成3％氨水溶液；
将2g NaOH溶于98g纯净水中，制成2％NaOH水溶液；
取1％AgNO3溶液200g滴入2％NaOH溶液0.2g，搅均匀成浑浊液体，再加入3％氨水溶液150g，搅拌使溶液澄清制成银氨溶液。
甲醛溶液的配制：
将43％的甲醛液2g溶于98g纯净水中，制成0.86％的甲醛溶液。
用双枪头喷枪向步骤1)喷涂的底漆层表面同时喷涂上述银氨溶液和0.86％的甲醛溶液，直至两种溶液在底漆上充分反应后形成均匀的镜面层，然后用2％的NaOH溶液清洗，然后再用纯净水将碱液冲洗干净，用风枪吹干表面水渍，于100℃下烤20分钟；
3)喷涂面漆
在步骤2)喷涂的镜面层上，用气压雾化通用喷枪喷涂实施例2制备的面漆，漆膜表面要平整光滑，然后于140℃下烤30分钟，使该面漆层干燥，即形成有镜面效果的灯具外壳。
实施例5.
应用实施例
制备具有镜面效果的塑胶化妆品包装外壳
1)喷涂底漆
将实施例1制备的底漆用气压雾化通用喷枪喷涂于化妆品包装外壳外表面，漆膜表面要平整光滑，然后于70℃下烤30分钟干燥，再对干燥的底漆层按照以下步骤清洗：①用纯净水∶漂白粉按100∶3的重量比配制的除油清洁剂用喷枪喷洗底漆表面油污，直至工件表面水膜均匀一致；②用纯净水∶十二烷基硫酸钠按100∶2的重量比配制的除油清洁剂用喷枪喷洗底漆表面；③使用喷枪用纯净水喷洗底漆表面，除去上述清洁剂，再用风枪吹干底漆表面。
2)喷涂镜面层
按照实施例4的方法制备银氨溶液和0.86％的甲醛溶液：
用双枪头喷枪向本实施例步骤1)喷涂的底漆层表面同时喷涂上述银氨溶液和0.86％的甲醛溶液，直至两种溶液在底漆上充分反应后形成均匀的镜面层，然后用2％的NaOH溶液清洗，然后再用纯净水将碱液冲洗干净，用风枪吹干表面水渍，于80℃下烤20分钟；
3)喷涂面漆
在本实施例步骤2)喷涂的镜面层上，用气压雾化通用喷枪喷涂实施例1制备的面漆，漆膜表面要平整光滑，然后于100℃下烤30分钟，使该面漆层干燥，即形成有镜面效果的化妆品包装外壳。
Claims (11)
1.一种镜面喷镀专用涂料，包括底漆和面漆，其特征在于：
(1)用于塑胶底材时，
所述底漆由以下原料制备而成：
所述面漆由以下原料制备而成：
(2)用于五金底材时，
所述底漆由以下原料制备而成：
所述面漆与上述用于塑胶底材的面漆相同，或由以下原料制成：
2.权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述用于塑胶底材的底漆中，羟基丙烯酸树脂的羟值为30～60；所述用于五金底材的面漆中，热固性丙烯酸树脂的酸值为10～60；所述缩二脲异氰酸酯的固含量为75～90％。
3.权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述消泡剂为改性聚硅氧烷溶液；所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；所述催干剂为二月桂酸丁基锡溶液。
4.权利要求1所述的镜面喷镀专用涂料的制备方法，其特征在于：将所述原料按照所述比例混合均匀。
5.权利要求1所述的镜面喷镀专用涂料在制备镜面效果涂层中的应用，包括以下步骤：
1)喷涂底漆
根据不同底材选用相应底漆喷涂，然后干燥、清洗底漆层；
2)喷涂镜面层
向步骤1)喷涂的底漆层表面同时喷涂银氨溶液和0.86％的甲醛溶液，直至两种溶液在底漆上充分反应后形成均匀的镜面层，然后清洗、干燥该镜面层；
3)喷涂面漆
在步骤2)喷涂的镜面层上，根据不同底材选择相应面漆喷涂，然后干燥该面漆层，即形成有镜面效果的涂料层。
6.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：步骤1)所述的干燥方法，针对塑胶底材是在喷涂后于70～80℃下烤30分钟；针对五金底材是在喷涂后于100～110℃下烤30分钟。
7.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：步骤1)所述的清洗包括以下步骤：
a.纯净水∶漂白粉按100∶3的重量比配制的除油清洁剂喷洗底漆表面油污，直至工件表面水膜均匀一致；
b.在步骤a的基础上用纯净水∶十二烷基硫酸钠按100∶2的重量比配制的除油清洁剂喷洗底漆表面；
c.在步骤b的基础上，用纯净水喷洗底漆表面，除去上述清洁剂。
8.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：步骤2)所述的银氨溶液按照以下方法配制：
将2％的NaOH溶液滴入1％的AgNO3溶液，搅拌均匀成浑浊液体；再在其中加入3％的氨水溶液，搅拌使溶液澄清即制成银氨溶液；其中，所述的NaOH溶液∶AgNO3溶液∶氨水溶液的重量比为1∶1000∶750。
9.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：步骤2)所述的清洗是先用2％的NaOH溶液清洗，然后再用纯净水将碱液冲洗干净；所述的干燥方法，针对塑胶底材是在清洗并吹干水渍后于70～80℃下烤20分钟；针对五金底材是在清洗并吹干水渍后于100℃下烤20分钟。
10.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：步骤3)所述干燥方法，针对塑胶底材是在喷涂后于70～100℃下烤30分钟；针对五金底材是在喷涂后于120～140℃下烤30分钟。
11.权利要求5所述的涂料的应用，其特征在于：所述应用用于灯饰或化妆品包装外壳的制备。
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