CN101311296A - 一种真空镀膜用紫外光固化涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空镀膜用紫外光固化涂料组合物及其制备方法和喷涂方法，所述的固化涂料组合物包括树脂齐聚物、稀释剂、有机溶剂、紫外光引发剂和助剂。本发明提供的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物具有附着力好、涂膜平整、工艺简单，生产效率高且不含有机挥发物VOC的优点，可用于真空镀膜领域。

Description

一种真空镀膜用紫外光固化涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种紫外光UV固化涂料，尤其涉及一种真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物。本发明还涉及所述的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物的制备方法和喷涂方法。

背景技术

真空镀膜技术是近年发展起来的一项新技术。它的原理是金属固体(如铝线等)在高真空状态下受热气化，再以分子或原子形态沉积在基材表面，从而在镀件表面形成一层薄薄的金属膜。由于金属气化后均匀地分布于镀膜机腔体内，所以通常情况下，镀件表面形成的金属膜十分均匀。

与传统的电镀法相比，真空镀膜技术具有很多的优点，如装饰效果好、金属感强、成本低(约为传统电镀的1/3～1/2)、污染小、易于操作等。特别在非金属物件的应用上，有着传统电镀无法比拟的优势。鉴于此，真空镀膜已被广泛应用于各种塑料、陶瓷、玻璃、蜡、木材等制品的表面金属化上。

真空镀膜技术的发展与真空镀膜涂料的开发成功是密不可分的。从某种意义上讲，没有真空镀膜涂料就没有真空镀膜。这是由真空镀膜涂料在真空镀膜过程中所起的作用决定的。在真空镀膜的过程中，镀膜涂料起着牢固粘结镀件与金属膜的作用，即作为镀件的底漆(涂)层；因此大部份材料在进行镀膜之前，都必须在镀件表面(喷)涂上一层薄薄的镀膜涂料，彻底干燥之后再行镀膜，否则，镀上的金属膜极易脱落，轻轻用手即可擦掉。真空镀膜过程中，镀膜质量的好坏很大程度上取决于底涂层的质量。此外，真空镀膜后，须在镀件表面(喷)涂上一层涂料，该涂料又起着保护金属膜、染色等作用(即作为镀件的面漆)。

CN1390899A中揭示了一种塑胶真空电镀用面漆及其制备方法。CN1428387A专利中揭示了一种真空镀膜材料，为醇酸树脂体系。CN1560154A专利中揭示了一种真空电镀涂料，为改性聚氨酯树脂体系。CN1786254A专利中揭示了一种真空电镀涂料，为聚氨酯体系。上述专利中采用的传统热固化型涂料或者室温固化涂料作为真空镀膜底漆存在很多缺陷。首先涂料所用的溶剂很难选择，低沸点、高挥发性溶剂在涂层干燥过程中由于溶剂的快速挥发而产生漩涡，破坏涂层的平整性，涂膜表面将出现较多针孔和缺陷；而采用沸点较高的溶剂，烘烤成膜时，虽然溶剂挥发较慢有利于获得平整的表面效果，但固化膜内的残余溶剂难以除净，真空镀膜时将从底漆中逸出，影响镀膜质量及其耐盐雾等环境测试。其次，溶剂型涂料烘烤温度过高会导致塑料基材变形，温度低则会大大延长烘烤时间，存在固化效率低、能耗高、污染环境等缺陷。

为此，需要一种附着力好、涂膜平整、工艺简单、生产效率高且不含有机挥发物VOC的真空镀膜用的涂料组合物。

发明内容

本发明提供了一种附着力好、涂膜平整、工艺简单，生产效率高且不含有机挥发物VOC的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物。

本发明的另一目的是提供上述真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述固化涂料组合物的喷涂方法。

为实现上述发明目的，本发明的发明人经过大量的研究及创造性的劳动设计出了一种附着力好、涂膜平整、工艺简单，生产效率高且不含有机挥发物VOC的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物，所述的固化涂料组合物是由如下组分制备而成：

树脂齐聚物18-60wt％    稀释剂20-60wt％    有机溶剂10-50wt％

紫外光引发剂           助剂0.05-2wt％；

所述的紫外光引发剂为树脂齐聚物的2-10wt％，优选为树脂齐聚物重量的5-8wt％。

所述的树脂齐聚物的重均分子量为1000-5000。当齐聚物的数均分子量小于1000时，UV光固化时由于交联密度大，体积收缩严重而造成附着力差，涂层变脆等问题；相反当齐聚物的分子量大于5000时，体系的粘度将显著增加，造成难以分散和涂膜的流平性能差等问题。对应的齐聚物的粘度范围为25℃条件下10000-100000cps或者60℃条件下1000-10000cps。

所述的树脂齐聚物为聚氨酯丙烯酸酯齐聚物和聚酯丙烯酸齐聚物的混合物，其中聚氨酯丙烯酸酯齐聚物为树脂齐聚物的10-90wt％，聚酯丙烯酸齐聚物为树脂齐聚物的10-90wt％。

所述的稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯中的一种或其中几种的混合物。

所述的有机溶剂为C4及以下的低级醇和/或酯类，低级醇可以为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或其中几种的混合物；酯类可以为乙酸乙酯和/或乙酸丁酯。

所述的紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮和安息香双甲醚中的一种或其中几种的混合物。

所述的助剂为润湿剂和/或流平剂，润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270、AC-64，BYK 306，BYK337)，改性磷酸酯(

X043)和氟改性聚丙烯酸酯(如BYK 340)；流平剂为聚硅氧烷(如BYK320)、聚丙烯酸酯类(BYK 358N，BYK 352，BYK355)或者改性磷酸酯类(如X043。

一种制备所述的固化涂料组合物的方法，包括下述步骤：将树脂齐聚物、稀释剂和有机溶剂混合，在高速分散机内以2500RPM/min-5000RPM/min的速度分散0.5-4小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂和助剂以200-1000RPM/min的速度混合0.5-4小时，即得。

一种所述的固化涂料组合物的喷涂方法，将所述的固化涂料组合物喷涂在素材上，涂层的厚度为10μm±4μm，80℃烘烤5-10min紫外光UV固化，进行真空电镀。

所述的素材为聚碳酸酯(PC)，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者合金，比如说PC/ABS合金等。

所述的真空电镀是在真空度小于10^-2Torr的条件下进行的，真空电镀的靶材可以为不锈钢、铬、钛或镍等金属，其中1Torr＝133Pa＝1mmHg。

本发明提供的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物具有附着力好、涂膜平整、工艺简单，生产效率高且不合有机挥发物VOC的优点。

涂料性能测试试验

发明人对本发明实施例1-4提供的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物进行了性能测试，并与对比例1的涂料进行了对比，对比结果见表1。

其中实施例1-4为本发明提供的真空镀膜用紫外光UV固化涂料组合物根据本发明提供的方法制备并喷涂在基材上，对比例1是将友威科技股份有限公司生产的型号为烤漆涂料JS-100喷涂在聚碳酸酯PC素材上，100℃条件下烘烤2.5小时，进行真空电镀。

涂料性能测试条件如下：

1、附着力测试

根据ASTM D3359标准，间距为2mm，拉起角度为90°，胶带：三星专用胶带。根据脱落的面积来评定附着力的级别，其中5B对应于没有任何脱落的现象，4B对应于脱落面积小于5％，3B对应于脱落面积的范围为5～15％，2B对应的脱落面积的范围为15～35％，1B对应的脱落面积的范围为35～65％，0B对应的脱落面积为65％以上。

2、盐雾测试：

①将样品分成两组用棉布擦拭干净后放入盐雾试验箱内。

②样品角度：25度；试验箱温度：35℃；试验箱湿度：≥85％RH；溶液成份：5％NaCl溶液，PH值＝6.8；喷雾时间分别为24H和48H；

③将样品用常温清水冲洗5分钟并用吹风机吹干，在室温下放置4小时，然后进行附着力测试。

3、电阻测试

采用直流低电阻测试仪对真空电镀金属层的电阻进行测量。

表1涂料性能测试结果

编号	真空镀膜的附着力	24小时盐雾后附着力	48小时盐雾后附着力	48小时后电阻变化
					实施例1	5B	5B	5B	+0.05Ω
实施例2	5B	5B	4B	+0.15Ω
					实施例3	5B	5B	5B	+0.08Ω
实施例4	5B	5B	4B	+0.10Ω
					实施例5	5B	5B	5B	+0.05Ω
实施例6	5B	5B	5B	+0.08Ω
					实施例7	5B	5B	5B	+0.10Ω
对比例1	5B	3B	3B	+0.5Ω

从表1涂料性能测试结果可以看出，本发明的实施例1-7与对比例1相比较，在初始时的真空镀膜的附着力均为5B，经过24小时盐雾后的附着力均没有变化，而对比例1的附着力减小了2B，而经过24小时盐雾后本发明的实施例2和实施例4稍有变化；48小时后的电阻值变化也均小于对比例1，故本发明与对比例1相比具有显著的进步。

附图说明

图1为本发明的真空镀膜结构示意图。

其中：1真空镀膜金属层；2紫外光UV固化底漆；3素材。

具体实施方式

图1为本发明的真空镀膜结构示意图。其中：1真空镀膜金属层；2紫外光UV固化底漆；3素材。

实施例1

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6132(25℃条件下75000cps)17.7wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6315(25℃条件下20000cps)11.8wt％；

稀释剂：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯39.4wt％；

有机溶剂：乙酸丁酯29.5wt％；

紫外光引发剂：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)，其为树脂齐聚物的5wt％；

助剂：改性磷酸酯(

X043)0.125wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法：

将树脂齐聚物聚氨酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6132和聚酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6315、稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和有机溶剂乙酸丁酯混合，在高速分散机内以2500RPM/min的速度分散1小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)和助剂改性磷酸酯(

X043)，500RPM/min的速度混合0.5小时，即得。

上述紫外光固化涂料组合物的喷涂方法：

将上述涂料喷涂在聚碳酸酯PC素材上，涂层的厚度为10μm，在80℃条件下烘烤9min，紫外光UV固化，在真空度小于10^-2Torr的条件下进行真空电镀，靶材为不锈钢。真空电镀后进行附着力、盐雾、电阻等测试，测试结果如表1所示。

实施例2

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6233(25℃条件下16000cps)46.4wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体Photomer 5432(60℃条件下3000cps)11.8wt％；；

稀释剂：1，6-己二醇二丙烯酸29.6wt％；

有机溶剂：乙酸乙酯5.9wt％、正丁醇4.1wt％；

紫外光引发剂：1-羟基-环己基-苯基甲酮184，其为树脂齐聚物的2wt％；

助剂：聚硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270、AC-64)1.036wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法：

将树脂齐聚物聚氨酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 6233和聚酯丙烯酸酯齐聚体Etercure 5432、稀释剂1，6-己二醇二丙烯酸、有机溶剂乙酸乙酯和正丁醇混合，在高速分散机内以5000RPM/min的速度分散0.5小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂1-羟基-环己基-苯基甲酮(184)和助剂聚硅氧烷-聚醚共聚物(Wet 270、AC-64)，800RPM/min的速度混合2小时，即得。

上述紫外光固化涂料组合物的喷涂方法：

将上述涂料喷涂在聚碳酸酯PC素材上，涂层的厚度为14μm，在80℃条件下烘烤5min，紫外光UV固化，在真空度小于10^-2Torr的条件下进行真空电镀，靶材为铬。真空电镀后进行附着力、盐雾、电阻等测试，测试结果如表1所示。

实施例3

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体CN 965(60℃条件下9975cps)11.6wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 2251(60℃条件下1300cps)17.5wt％；

稀释剂：二缩三丙二醇二丙烯酸酯20wt％；

有机溶剂：乙酸丁酯29.1wt％、异丙醇19wt％；

紫外光引发剂：安息香双甲醚(651)，其为树脂齐聚物的6wt％；

助剂：聚醚改性聚甲基硅氧烷BYK320 1.054wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法：

将树脂齐聚物聚氨酯丙烯酸酯齐聚体CN 965和聚酯丙烯酸酯齐聚体CN2251、稀释剂二缩三丙二醇二丙烯酸酯、有机溶剂乙酸乙酯和异丙醇混合，在高速分散机内以4000RPM/min的速度分散4小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂安息香双甲醚(651)和助剂聚醚改性聚甲基硅氧烷BYK 350，200RPM/min的速度混合3小时，即得。

上述紫外光固化涂料组合物的喷涂方法：

将上述涂料喷涂在聚碳酸酯PC素材上，涂层的厚度为6μm，在80℃条件下烘烤7min，紫外光UV固化，在真空度小于10^-2Torr的条件下进行真空电镀，靶材为钛。真空电镀后进行附着力、盐雾、电阻等测试，测试结果如表1所示。

实施例4

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体PRO 8131A(25℃条件下60300cps)11.9wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 2254(60℃条件下6500cps)7.8wt％；

稀释剂：季戊四醇三丙烯酸酯58.4wt％；

有机溶剂：乙酸乙酯5.8wt％、乙酸丁酯9.6wt％、正丁醇4.0wt％；

紫外光引发剂：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)，其为树脂齐聚物的8wt％；

助剂：硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270)0.05wt％、改性磷酸酯类(

Flow300)0.874wt％；

上述固化涂料组合物的制备方法：

将树脂齐聚物聚氨酯丙烯酸酯齐聚体PRO 8131A和聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 2254、稀释剂季戊四醇三丙烯酸酯、有机溶剂乙酸乙酯、乙酸丁酯和正丁醇混合，在高速分散机内以3000RPM/min的速度分散2.5小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)和助剂硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270)、改性磷酸酯类(Flow300)，以1000RPM/min的速度混合4小时，即得。

上述固化涂料组合物的喷涂方法：

将上述涂料喷涂在聚碳酸酯PC素材上，涂层的厚度为12μm，在80℃条件下烘烤10min，紫外光UV固化，在真空度小于10^-2Torr的条件下进行真空电镀，靶材为镍。真空电镀后进行附着力、盐雾、电阻等测试，测试结果如表1所示。

实施例5

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体PRO 8131A 1.8wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 225416.2wt％；

稀释剂：丙烯酸异冰片酯60wt％；

有机溶剂：甲醇10wt％、乙醇10.15wt％；

紫外光引发剂：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)，其为树脂齐聚物的10wt％；

助剂：聚硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270)0.05wt％、改性磷酸酯类(

Flow300)0.05wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法及其喷涂方法同实施例1。

实施例6

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体PRO 8131A 54wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 2254 6wt％；

稀释剂：季戊四醇三丙烯酸酯21wt％；

有机溶剂：甲醇10wt％、正丁醇5.2wt％；

紫外光引发剂：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)，其为树脂齐聚物的3wt％；

助剂：聚硅氧烷-聚醚共聚物(

Wet 270)0.05wt％、改性磷酸酯类(

Flow300)2wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法及其喷涂方法同实施例2。

实施例7

紫外光固化涂料组合物：

树脂齐聚物：聚氨酯丙烯酸酯齐聚体PRO 8131A 10wt％、聚酯丙烯酸酯齐聚体CN 2254 10wt％；

稀释剂：丙烯酸异冰片酯10wt％、季戊四醇三丙烯酸酯17.1wt％；

有机溶剂：异丙醇30wt％、乙酸乙酯20wt％；

紫外光引发剂：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮(1173)，其为树脂齐聚物的7wt％；

助剂：硅氧烷-聚醚共聚物(Wet 270)0.05wt％、改性磷酸酯类(

Flow300)1.5wt％；

上述紫外光固化涂料组合物的制备方法及其喷涂方法同实施例3。

对比例1

将烤漆涂料JS-100喷涂在聚碳酸酯PC素材上，100℃烘烤2.5小时，干膜涂层的厚度为10μm±4μm，进行真空电镀，靶材为不锈钢。真空电镀后进行附着力、盐雾、电阻等测试，测试结果如表1所示。

Claims (18)

1、一种真空镀膜用紫外光固化涂料组合物，其特征在于所述的固化涂料组合物是由如下组分制备而成：

树脂齐聚物18-60wt％  稀释剂20-60wt％  有机溶剂10-50wt％

紫外光引发剂         助剂0.05-2wt％；

所述的紫外光引发剂为树脂齐聚物的2-10wt％。

2、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的树脂齐聚物的粘度范围为25℃条件下10000-100000cps或者60℃条件下1000-10000cps。

3、按照权利要求1或2所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的树脂齐聚物为聚氨酯丙烯酸酯齐聚物和聚酯丙烯酸齐聚物的混合物。

4、按照权利要求3所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的聚氨酯丙烯酸酯齐聚物为树脂齐聚物的10-90wt％，所述的聚酯丙烯酸齐聚物为树脂齐聚物的10-90wt％。

5、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯中的一种或其中几种的混合物。

6、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的有机溶剂为醇和/或酯类。

7、按照权利要求6所述的固化物涂料组合物，其特征在于所述的醇为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或其中几种的混合物。

8、按照权利要求6所述的固化物涂料组合物，其特征在于所述的酯类为乙酸乙酯和/或乙酸丁酯。

9、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的紫外光引发剂为树脂齐聚物的5-8wt％。

10、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮和安息香双甲醚中的一种或其中几种的混合物。

11、按照权利要求1所述的固化涂料组合物，其特征在于所述的助剂为润湿剂和/或流平剂。

12、按照权利要求11所述的固化涂料组合物，其特征在于所述润湿剂为聚醚改性聚甲基硅氧烷、聚硅氧烷-聚醚共聚物、改性聚丙烯酸或改性磷酸酯。

13、按照权利要求11所述的固化涂料组合物，其特征在于所述流平剂为聚硅氧烷、聚丙烯酸酯类或者改性磷酸酯类。

14、一种制备权利要求1所述的固化涂料组合物的方法，其特征在于所述的方法包括下述步骤：将树脂齐聚物、稀释剂和有机溶剂混合，在高速分散机内以2500RPM/min-5000RPM/min的速度分散0.5-4小时，待树脂溶解完毕后，加入紫外光引发剂和助剂以200-1000RPM/min的速度混合0.5-4小时，即得。

15、一种权利要求1所述的固化涂料组合物的喷涂方法，其特征在于将所述的固化涂料组合物喷涂在素材上，涂层的厚度为10μm±4μm，80℃烘烤5-10min紫外光UV固化，进行真空电镀。

16、一种权利要求15所述的喷涂方法，其特征在于所述的素材为聚碳酸酯(PC)，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者合金，比如说PC/ABS合金等。

17、一种权利要求15所述的喷涂方法，其特征在于所述的真空电镀是在真空度小于10^-2Torr的条件下进行的。

18、一种权利要求15所述的喷涂方法，其特征在于所述的真空电镀的靶材为不锈钢、铬、钛或镍。

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