CN101831238A - 镁合金表面装饰用聚氨酯(pu)涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料组合物技术领域。解决现有技术镁合金表面装饰用聚氨酯(PU)涂料在抗磨、耐候及外观装饰等方面的不足。镁合金表面装饰用聚氨酯(PU)涂料包括PU底涂和PU面涂，PU底涂包括丙烯酸多元醇25～40，羟基丙烯酸树脂8～15，硝化棉3～8，包裹型铝银浆5～8，封闭型固化剂5～15，流平剂0.5～2，防沉剂1～3，催干剂0.01～0.05和混合溶剂25～45；PU面涂包括丙烯酸多元醇20～30，羟基丙烯酸树脂6～10，聚酯多元醇12～18，1，4-丁二醇1～5，封闭型固化剂10～20，透明颜料2～5，流平剂0.5～2，抗盐雾助剂0.3～1，催干剂0.01～0.05和混合溶剂28～45。
Description
技术领域
本发明属于涂料组合物技术领域。
背景技术
镁合金表面装饰用聚氨酯(PU)涂料，主要用于移动电话(以下简称手机)镁合金外壳的装饰与保护，其通用名称为镁合金PU涂料。
镁合金作为最轻的工程金属材料之一，具有比强度和比刚度高；减震性、导电性和导热性好电；磁屏蔽性和尺寸稳定性好等优点，被称为21世纪最有发展潜力的绿色材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等各个领域。由于金属镁的高活性及其合金材料的表面疏松、多空所致其抗腐蚀性能较差，又使其应用受到很大限制，所以镁合金的表面防腐与保护，成为镁合金应用需要解决的关键问题之一。近年来报道的镁合金防腐蚀表面处理的方法有多种，主要有化学转化、阳极氧化、微弧氧化、金属镀(涂)层、有机涂层、物理气相沉积、离子注入、激光表面合金化等。有机涂层保护技术由于成本低且工艺简单，所以很多国家和相关组织正致力于新型镁合金有机涂层的研究。目前针对镁合金进行防腐涂装表面处理的研究国内已有文献报道，其中中国专利CN1486795公开的一种包括粉末涂层、丙烯酸树脂着色层和紫外光固化面漆三层装饰与保护涂层工艺，该工艺相对复杂、能耗较高、难以适应自动化生产需求；中国专利CN101173144、CN101294011涉及的单层紫外光固化保护涂层及中国专利CN101376790介绍了一种含羟基的饱和聚酯树脂、氨基树脂和环氧树脂组成的底层涂料，这些涂装方案虽然对镁合金表面有一定的保护效果，但在抗磨、耐候及外观装饰等方面还有不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能达到国内手机生产行内标准、装饰效果好、成本低廉、施工简单、品质优良的镁合金聚氨酯(PU)涂料。
为实现本发明的目的，所述的镁合金表面装饰用聚氨酯(PU)涂料，包括PU底涂和PU面涂。所述的PU底涂包括丙烯酸多元醇25～40，羟基丙烯酸树脂8～15，硝化棉3～8，包裹型铝银浆5～8，封闭型固化剂5～15，流平剂0.5～2，防沉剂1～3，催干剂0.01～0.05和混合溶剂25～45。所述的PU面涂包括丙烯酸多元醇20～30，羟基丙烯酸树脂6～10，聚酯多元醇12～18，1，4-丁二醇1～5，封闭型固化剂10～20，透明颜料2～5，流平剂0.5～2，抗盐雾助剂0.3～1，催干剂0.01～0.05和混合溶剂28～45。
所述的PU底涂中的丙烯酸多元醇的羟值为15～100mgKOH/g，酸值＜4mgKOH/g，羟基丙烯酸树脂的羟值为30～50mgKOH/g，酸值＜4mgKOH/g。
所述的PU面涂中的丙烯酸多元醇的羟值为50～120mgKOH/g，酸值为4～10mgKOH/g，聚酯多元醇的羟值为80～120mgKOH/g，酸值为4～10mgKOH/g。
所述封闭型固化剂是指异氰酸根(NCO)被保护起来的多异氰酸酯固化剂。所述的包裹型铝银浆是指用树脂包裹保护的铝银浆。所述的混合溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、二甲苯。所述的助剂包括流平剂、防沉剂、催干剂及抗盐雾助剂。
本发明由于选用了包裹型铝银浆可防止酸性树脂对铝银浆表面腐蚀而保持较高的金属光泽，长期贮存而不变色；封闭型固化剂的使用可制得单组份PU涂料，避免了传统的双组份PU涂料因一时用不完而固化所造成浪费的缺陷，在使用和贮存上具有更多的优越性。
具体实施方案
本发明的目的是为了满足镁合金手机外壳表面的保护与装饰之需求，设计了一种双层聚氨酯(PU)涂料，既可满足上述之需求又为手机制造商提供了施工方便、成本低廉、性能优良的装饰涂料。下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明采用的丙烯酸多元醇、羟基丙烯酸树脂和聚酯多元醇等原料的品名及生产商见表1：
表1：丙烯酸多元醇、羟基丙烯酸树脂和聚酯多元醇的品名、编码及生产商
实施例1
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇MS2200 35％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 10％，硝化棉(1/2秒)4％，包裹型铝银浆TR3100(日本旭化成)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)8％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.99％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)3％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂33％。
将上述组份准确称量并依次加入到分散器皿中，控制分散温度(低于60℃)，中速搅拌均匀(约需2小时)，过滤包装即可。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇MS250025％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 8％，聚酯多元醇TBK70028P 15％，1，4-丁二醇3％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)15％，透明红色颜料3％，流平剂BYK-306(德国BYK)1％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.99％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂29％。混合制作方法与PU底涂的制作方法相同，涂层性能见表2。
实施例2
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇A-80138％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 8％，硝化棉(1/2秒)4％，包裹型铝银浆FZH-390(日本东洋)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)10％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.99％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)3％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂30％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇BU-99528％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 6％，聚酯多元醇DE-14013％，1，4-丁二醇4％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)13％，透明蓝色颜料2％，流平剂BYK-306(德国BYK)1％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.99％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂32％。上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表2。
实施例3
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇Setalux1215 34％，羟基丙烯酸树脂TB60018P14％，硝化棉(1/2秒)6％，包裹型铝银浆FZ-C6390(日本东洋)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)10％，流平剂BYK-330(德国BYK)1％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)2.99％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂26％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇BU-99514％，丙烯酸多元醇MS2500 15％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 6％，聚酯多元醇TBK70028P 12％，1，4-丁二醇4％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)15％，透明紫色颜料2％，流平剂BYK-333(德国BYK)0.99％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)1％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂30％。
上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表2。
实施例4
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇LF-3105 25％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 10％，硝化棉(1/2)5％，包裹型铝银浆TR2100(日本旭化成)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)13％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.99％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)3％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂37％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇LF-3117 26％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 8％，聚酯多元醇DE-140 13％，1，4-丁二醇2％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)15％，透明黄色颜料3％，流平剂BYK-333(德国BYK)1％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.99％，催干剂有机锡0.01％，混合溶剂31％。
上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表2。
实施例5
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇MS2200 40％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 15％，硝化棉(1/2秒)3％，包裹型铝银浆TR3100(日本旭化成)5％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)5％，流平剂BYK-306(德国BYK)1.5％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)1.45％，催干剂有机锡0.05％，混合溶剂29％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇MS2500 20％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 10％，聚酯多元醇TBK70028P 12％，1，4-丁二醇5％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)19％，透明红色颜料5％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.5％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.45％，催干剂有机锡0.05％，混合溶剂28％。混合制作方法与PU底涂的制作方法相同，涂层性能见表3。
实施例6
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇A-80132％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 8％，硝化棉(1/2秒)8％，包裹型铝银浆FZH-390(日本东洋)8％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)15％，流平剂BYK-306(德国BYK)2％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)1.97％，催干剂有机锡0.03％，混合溶剂25％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇BU-99530％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 6％，聚酯多元醇DE-140 18％，1，4-丁二醇1％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)10％，透明蓝色颜料2％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.67％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.3％，催干剂有机锡0.03％，混合溶剂32％。上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表3。
实施例7
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇Setalux1215 26％，羟基丙烯酸树脂TB60018P10％，硝化棉(1/2秒)5％，包裹型铝银浆FZ-C6390(日本东洋)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)6％，流平剂BYK-330(德国BYK)0.98％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)1％，催干剂有机锡0.02％，混合溶剂45％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇BU-995 9％，丙烯酸多元醇MS2500 12％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 6％，聚酯多元醇TBK70028P 12％，1，4-丁二醇1％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)10％，透明紫色颜料2％，流平剂BYK-333(德国BYK)2％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)0.96％，催干剂有机锡0.04％，混合溶剂45％。
上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表3。
实施例8
PU底涂的重量百分比：丙烯酸多元醇LF-3105 35％，羟基丙烯酸树脂TB60018P 13％，硝化棉(1/2)7％，包裹型铝银浆TR2100(日本旭化成)6％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)6％，流平剂BYK-306(德国BYK)0.7％，防沉剂REOLOSIL(日本TOKUYAMA)1.27％，催干剂有机锡0.03％，混合溶剂31％。
PU面涂的重量百分比：丙烯酸多元醇LF-3117 22％，羟基丙烯酸树脂TP6028P 7％，聚酯多元醇DE-140 14％，1，4-丁二醇2％，封闭型固化剂MF-K60X(日本旭化成)20％，透明黄色颜料2％，流平剂BYK-333(德国BYK)1.96％，抗盐雾助剂KP392(日本信越)1％，催干剂有机锡0.04％，混合溶剂30％。
上述PU涂料的混合制作方法与实施例1相同，涂层性能见表3。
表2：涂膜性能测试表
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 硬度(中华铅笔) | ≥HB | ≥HB | ≥H | ≥HB |
| 附着力(3M胶) | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 耐磨性能(RCA) | ＞40次 | ＞40次 | ＞40次 | ＞40次 |
| 耐酒精(99％乙醇) | ＞250次 | ＞250次 | ＞250次 | ＞250次 |
| 冷热冲击测试 | 0级 | 1级 | 1级 | 0级 |
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 盐雾试验 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 耐缓冲液(PH 4.6) | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 柔韧性(折叠180°) | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 |
表3：涂膜性能测试表
| 测试项目 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 硬度(中华铅笔) | ≥HB | ≥HB | ≥H | ≥HB |
| 附着力(3M胶) | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 耐磨性能(RCA) | ＞40次 | ＞40次 | ＞40次 | ＞40次 |
| 耐酒精(99％乙醇) | ＞250次 | ＞250次 | ＞250次 | ＞250次 |
| 冷热冲击测试 | 0级 | 1级 | 0级 | 1级 |
| 盐雾试验 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
| 耐缓冲液(PH 4.6) | 0级 | 0级 | 0级 | 0级 |
| 柔韧性(折叠180°) | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 |
注：
1.耐磨性能测试：根据手机制造行业通用的采用美国诺曼公司生产的RCA磨耗仪进行测试；
2.耐酒精测试：500克力作用于99％酒精泡过之棉球包裹着的橡皮擦在被测物表面擦拭250个来回，保持棉球湿润，被测物表面应无明显变化；
3.冷热冲击测试：-40℃1hr～85℃1hr为一个循环，测试30个循环，常温下放置4小时后测试附着力；
4.盐雾试验：35℃/85％RH/72hr/5％NaCl水雾，观察无起皱、鼓泡或脱落等现象
5.耐缓冲液测试：将被测物放入PH值为4.6的缓冲液中浸泡48hr，取出洗净常温放置4小时后测试附着力；
6.柔韧性测试：手机制造行业标准是将施工好的工件折叠180°后观察工件上的涂层是否会爆裂；
7.其它项目的测试方法按相关标准进行测试。
表2测试结果表明，本发明实现了发明目的提出的要求，达到了手机生产的行业标准，可以满足镁合金外壳在手机上应用的需求。
Claims (9)
1.一种镁合金表面装饰用聚氨酯(PU)涂料，其特征是包括PU底涂和PU面涂，
所述的PU底涂包括丙烯酸多元醇25～40，羟基丙烯酸树脂8～15，硝化棉3～8，包裹型铝银浆5～8，封闭型固化剂5～15，流平剂0.5～2，防沉剂1～3，催干剂0.01～0.05和混合溶剂25～45；
所述的PU面涂包括丙烯酸多元醇20～30，羟基丙烯酸树脂6～10，聚酯多元醇12～18，1，4-丁二醇1～5，封闭型固化剂10～20，透明颜料2～5，流平剂0.5～2，抗盐雾助剂0.3～1，催干剂0.01～0.05和混合溶剂28～45。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的PU底涂中的丙烯酸多元醇的羟值为15～100mgKOH/g，酸值＜4mgKOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的PU底涂中的羟基丙烯酸树脂的羟值为30～50mgKOH/g，酸值＜4mgKOH/g。
4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的PU面涂中的丙烯酸多元醇的羟值为50～120mgKOH/g，酸值为4～10mgKOH/g。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的PU面涂中的聚酯多元醇的羟值为80～120mgKOH/g，酸值为4～10mgKOH/g。
6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述封闭型固化剂是指异氰酸根(NCO)被保护起来的多异氰酸酯固化剂.
7.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述包裹型铝银浆是指用树脂包裹保护的铝银浆。
8.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的混合溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、二甲苯。
9.根据权利要求1或2所述的聚氨酯(PU)涂料，其特征是所述的助剂包括流平剂、防沉剂、催干剂及抗盐雾助剂。
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