CN102153899B

CN102153899B - 紫外线可固化水性有色涂料组合物

Info

Publication number: CN102153899B
Application number: CN201110033363.1A
Authority: CN
Inventors: 赵亮; 顾金玲; 许占中; 沈孝宗
Original assignee: CHUANGXING FINE CHEMICAL (SHANGHAI) CO LTD
Current assignee: CHUANGXING FINE CHEMICAL (SHANGHAI) CO LTD
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: CN102153899A; TWI472587B; TW201231570A

Abstract

本发明涉及一种紫外线可固化水性有色涂料组合物，其包含：含有至少1个不饱和双键的水性低聚物、水性介质、光引发剂、可选的水性热塑性树脂及色料。本发明的水性涂料组合物可应用于一次施工的方式即可获得高性能且具有丰富颜色的涂层，相较于传统二层或三层的涂装方式，本发明在提高生产效率、降低能量耗损、降低成本制程与低的废弃物的产生的同时，具有较低的挥发性有机化合物含量，对环境污染小。

Description

紫外线可固化水性有色涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种紫外线(UV)可固化水性有色涂料组合物，尤其涉及一种一次喷涂用紫外线可固化水性有色涂料组合物。

背景技术

在信息化时代的今天，各种电子产品广泛应用于人们的生活中，如数码相机、笔记本计算机、手机、掌上型数码助理(PDA)等，其外壳大多由塑料制成，塑料材料具有易成型、成本低、重量轻、不易腐蚀等优点，但是其在耐老化性和机械性能上较金属材料差、而且在外观的质感上亦逊于金属材料的表现。因此，为克服上述问题，目前使用的工艺是在塑料件的表面藉由涂布烘烤而形成具保护性和/或装饰性的涂层。

过去用于基材的涂料大多为溶剂型涂料，然而溶剂型涂料所排放到大气中的挥发性有机溶剂(VOC)，却会对环境造成恶劣影响。近年来，由于人类对环保及能源的重视，世界各国相继对涂料中VOC的含量严格控制，促使涂料的研究由习用的溶剂型涂料渐渐转移至水性涂料。与溶剂型涂料相比，水性涂料具有不含VOC或VOC含量较低的优点，对环境污染性低。

传统的在塑料件表面的涂布，一般需要经过二涂二烤或三涂三烤的程序。以二涂二烤为例，先喷涂底漆，底漆除提供塑料件表面上所需的颜色之外，尚可封固基底并增强之后喷涂的面漆与基底的附着力等。底漆在经过烘烤后，接着，再喷涂面漆，面漆与底漆搭配使整体涂层显出光泽及色彩感，并使涂层具有高耐磨等特性。多道工序的操作，不只涂料的用量大，也非常的耗工时，进而增加了成本。因此，业界均致力于开发通过一次涂装即可达到美观与性能兼具的涂层的涂料组合物。例如，台湾专利第I290566号揭示一种一次喷涂用珍珠漆紫外线涂料组成物，虽然利用珍珠漆紫外线涂料组成物经一涂一烤之一次施工的工艺后即可获得塑料件上的涂层，但是，这样的组成物却仅限于使用半透明的珠光颜料，若以不具透明性的实色颜料取代珠光颜料，由于实色颜料的光吸收性质，会使得紫外光在涂层的表层就被吸收殆尽而无法穿透涂层，故在涂层的固化过程中，单体或低聚物无法有效的进行聚合，不止容易产生涂膜不干或半干的问题，涂层的质量亦无法得到确保。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种紫外线可固化水性有色涂料组合物，其包含以下组分：

(a)含有至少一不饱和双键的水性低聚物，所述的水性低聚物选自由水性环氧丙烯酸酯低聚物、水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物、水性聚酯丙烯酸酯低聚物、水性聚丙烯酸酯低聚物、水性氨基丙烯酸酯低聚物、水性硅基丙烯酸酯低聚物及其混合物所构成的组；

(b)水性介质；

(c)光引发剂；

(d)可选的水性热塑性树脂；

(e)色料

其中组分(c)以组分(a)合计100重量份计，其含量为3～10重量份；组分(d)以组分(a)合计100重量份计，其含量为0～30重量份；组分(e)以组分(a)与(d)合计100重量份计，其含量为2～50重量份。

本发明的有益效果是：本发明的紫外线可固化水性有色涂料组合物，当以一次喷涂施工即可获得美观与高性能兼具的涂膜，相较于传统二次或三次的涂装方式，本发明具有高生产效率、低耗能与低成本等优点，获得的漆膜具有外观好、耐刮划佳、耐磨性和耐溶剂性佳之特点，另外，水性有色涂料组合物具有不含挥发性有机化合物(VOC)或VOC含量较低的优点，对环境污染性低，可作为环保材料。

具体实施方式

本发明的紫外线(UV)可固化水性有色涂料组合物中所包含的组分(a)至少一不饱和双键的水性低聚物，优选为具1～10个不饱和双键的水性低聚物，更优选为具2～5个不饱和双键的水性低聚物。本发明中所使用的水性低聚物的重均分子量没有特别限制，优选为100～10,000、进一步优选为300～7,500、更优选为400～6,500、特别优选为500～5,000。

本发明中所使用的水性低聚物是选自水性环氧丙烯酸酯(EpoxyAcrylate)低聚物、水性聚氨酯丙烯酸酯(Polyurethane Acrylate)低聚物、水性聚酯丙烯酸酯(Polyester Acrylate)低聚物、水性聚丙烯酸酯(Polyacrylate)低聚物、水性氨基丙烯酸酯(Amine Acrylate)低聚物及水性硅基丙烯酸酯(Silicon Acrylate)低聚物及其混合物所构成群组，优选地，所述水性低聚物是水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物、水性聚酯丙烯酸酯低聚物及水性聚丙烯酸酯低聚物及其混合物所构成群组，更优选地，所述水性低聚物为水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物，所述水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物可为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物或水性芳香族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其中以水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物不易有黄变问题，为优选。

市售此类至少含有1个不饱和双键的水性低聚物例子包含：

水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物：ETERCURE DR-W401，ETERCUREDR-W402及ETERCURE DR-W403等(长兴化工制)；UCECOAT^TM 7570，UCECOAT^TM 7578，UCECOAT^TM 6558，UCECOAT^TM 6569，UCECOAT^TM 7177，UCECOAT 7571^TM，UCECOAT^TM 7631，UCECOAT^TM 7655，UCECOAT^TM 7660，UCECOAT^TM 7699，UCECOAT^TM 7849，UCECOAT^TM 7770，UCECOAT^TM 7772，UCECOAT^TM 7773，UCECOAT^TM 7825及UCECOAT^TM 7849等(CYTEC公司制)。CN9245及CN9245W80等(Sartomer公司制)；VP LS2280，XP2629，XP2420，UV 2282，VP LS 2317，VP LS 2348，XP 2689，XP2687，XP2649，XP2661及XP2720等(Bayer公司制)。水性聚酯丙烯酸酯低聚物：CN2255，CN2256等(Sartomer公司制)；水性聚丙烯酸酯低聚物：CN2716、CN2717、CN132及SB500K60等(Sartomer公司制)。

本发明可利用水性介质来调整涂料粘度在适合操作的范围。水性介质可在调配各成分时添加，亦可在最终欲进行喷涂时添加，并在最终欲调整粘度时，进一步调整到喷涂的粘度，使固成份在约10％～约40％的范围。本发明紫外线可固化水性有色涂料组合物中作为组份(b)的水性介质较佳为水、去离子水及可选的亲水性溶剂及其混合物所构成的群组。上述亲水性溶剂并无特殊限制，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所已知者，例如是选自由醇类、醇醚类、醇酯类、酮醇类和其混合物所构成的群组，其包括，但不限于，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、第三丁醇、乙二醇及其醚类、丙二醇及其醚类、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙酮醇或其组合。其中，乙二醇及其醚类包括，但不限于，乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚及其组合。其中，丙二醇及其醚类，包括，但不限于，丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单丁醚及其组合。在本发明所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物中，其中固成分为约20％至60％。

本发明所使用的光引发剂，并无特殊限制，是经光照射后会产生自由基，而透过自由基的传递引发聚合反应者。其例如选自以下组成的组群：二苯甲酮-胺共轭体系、苯偶姻醚类、苯偶醯及其缩酮类及苯乙酮衍生物类。

根据本发明，组分(c)光引发剂的用量并无特殊限制，可视需要依紫外线可固化水性有色涂料组合物所包含的水性低聚物的种类及其用量进行调整。一般而言，以组分(a)100重量份计，组分(c)的含量为3至10重量份。由于不同的光引发剂对不同波段的光具有不同程度的吸收，因此不同颜色的色料选用的光引发剂亦不相同，可视需要选用两种或两种以上的光引发剂。

市售光引发剂的例子包括：安息香双甲醚：DAROCUR MBF及IRGACURE 754(BASF公司制)。α-羟基酮类：IRGACURE 2959、DAROCUR1173、IRGACURE 500、IRGACURE 184(BASF公司制)及RUNTECURE 1103(常州华钛公司制)。二苯甲酮类：DAROCUR BP、(BASF公司制)。2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦：DAROCUR TPO(BASF公司制)。双(2，4，6-三甲基苯甲醯)苯基氧化膦BAPO：IRGACURE 819及IRGACURE819DW(BASF公司制)。1-羟基环己基苯乙酮：CHIVACURE 184(双键化工(DBC)有限公司制)。上述的引发剂的选用，可视需要选用一种或几种组合物。

由本发明的紫外线可固化水性有色涂料组合物可作为水性涂料，用于涂覆基材表面。合适的基材包括塑料基材(包含了ABS、AS、PC、PP、PMMA、PS、HIPS、PVC、PA、PPO、PPS、PC/ABS或其混合等，优选为ABS、PC、PC/ABS)、瓷砖、木材、皮革、石材、玻璃、金属、合金、纸张、纤维、棉织品和其混合物所构成的群组。本发明的配方中可以不加入水性热塑性树脂，优选配方是加入水性热塑性树脂，根据不同的基材，可选的添加组分(d)水性热塑性树脂，所述的水性热塑性树脂是选自由丙烯酸树脂、氯醋树脂、氯化聚丙烯树脂、聚酯树脂、醋酸丁酸纤维素(CAB)、硝化纤维素(NC)及其混合物所构成群组。前述之水性热塑性树酯的重均分子量没有特殊限制，优选为1000～200000，可为均聚物或共聚物。

根据本发明之一实施态样，选用丙烯酸树脂作为水性热塑性树脂，特别适合用于涂覆塑料基材表面，上述丙烯酸树脂具有大于20℃的玻璃化转变温度，主要作用是增加处理剂涂膜与基材的密着与防止涂膜龟裂，也可视需要添加较高玻璃化温度(Tg)的丙烯酸树脂，例如，具有大于60℃的玻璃化转变温度，较佳具有70℃至150℃的玻璃化转变温度，可以加快涂膜的干燥速度。玻璃转换温度太低，涂膜耐热性不佳，保护力不足；反之，玻璃转换温度过高，却又衍生出加工不易的问题。本发明所使用的水性热塑性丙烯酸树脂与低聚物的兼容性佳，可直接掺混(blending)在涂料组合物中，不会与低聚物产生反应，因此可作为一缓冲的介质，以释放UV固化过程中，因快速固化而产生的应力。另一方面，由于此类树脂的表干能力强，所以在干燥过程中，可促进溶剂由涂膜中移除，可避免垂流现象。

前述的水性热塑性丙烯酸树脂，可为均聚物或共聚物，其是衍生自至少一种选自以下单体的聚合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯以及甲基丙烯酸烷基酯。所述烷基为碳原子数1～30、优选碳原子数1～20、进一步优选碳原子数1～12、进一步优选碳原子数1～8、特别优选碳原子数1～6的直链烷基、支链烷基或者环烷基。所述烷基可以由一个或多个选自羟基、卤素原子、C1～C30(优选C1～C20、进一步优选C1～C12、进一步优选C1～C8、特别优选C1～C6)烷基、C1～C18(优选C1～C20、进一步优选C1～C12、进一步优选C1～C8、特别优选C1～C6)烷氧基、C6～C14芳基、氰基、羧基、硝基和磺基的取代基取代。

所述烷基可以列举例如：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基、冰片基、异冰片基等。

市售水性热塑性丙烯酸树脂例子包含：

ETERSOL 6923，ETERSOL 1155，ETERSOL 1155-1及ETERSOL 1191等(长兴化工制)；Carboset CR-781，及Carboset PC-23等(Lubrizol公司制)。Bayhydrol AH XP2754及Bayhydrol AH XP2741等(Bayer公司制)。Primal WL-51，Primal WL-91，Primal WL-100(罗门哈斯公司(现属陶氏化学)制)。

根据本发明之另一实施态样，选用氯醋树脂作为水性热塑性树脂，前述氯醋树脂，可为均聚物或共聚物，其例如但不限于：氯乙烯和醋酸乙烯之共聚物或氯乙烯和醋酸乙烯和二羧酸之三元共聚物。可用于本发明之市售水性热塑性氯醋树脂例子包含：UCAR AW-875(陶氏化学公司制)；此外，也可选用醋酸丁酸纤维素作为水性热塑性树脂，可用于本发明之市售醋酸丁酸纤维素例子包含：CMCAB 641-0.2，CMCAB 641-0.5(EASTMAN公司制)。

本发明所使用的色料组份(e)可为透明、半透明或不透明的材料，是可给予本发明的组合物及由所述组合物形成的涂层实质颜色或修饰素材表面缺陷的颜料、染料或填料。所述颜料、染料和填料可以单独使用或者两种以上组合使用。

根据本发明的一实施方式，本发明所使用的色料为颜料，涂布于基材，可覆盖基材的原色。可赋予颜色的颜料为本领域普通技术人员所知，其可为有机颜料或无机颜料。无机颜料一般是矿物性物质，包括：钛白粉颜料、氧化铁颜料、铬系颜料、黑钛、碳黑、银浆等。无机颜料的具体例子包括C.I.颜料黄34、C.I.颜料红104。铝银浆HYDROLAN系列：STAPA HYDROLAN 2154，STAPA HYDROLAN 156，STAPA HYDROLAN 2197，STAPA HYDROLAN 3580，STAPA HYDROLAN 3590等(ECKART公司制)。铝银浆ZW954，ZW955，ZW956，ZW959系列(长沙族兴金属材料有限公司制)；有机颜料主要包括：偶氮颜料、菁类颜料等，有机颜料的具体例子包括C.I.颜料黄184、C.I.颜料黄109、C.1.颜料黄74、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄42、C.I.颜料橙73、C.I.颜料红254、C.I.颜料红112、C.I.颜料红166、C.I.颜料红101、C.I.颜料红264、C.I.颜料绿7、C.I，颜料蓝15、C.1.颜料蓝15：3、C.I.颜料紫23、C.I.颜料黑7等为了符合各种颜色需求，可以使用一或多种的色料。市售色料的例子包括：UNISPERSE系列：GREEN G-S、BLUEB-S、YELLOW GO-S、RED 3RS-S、ULTRA BLUE 15：3等(CIBA公司制)；Hostafine系列：Yellow HR 130-CN、Yellow HR、Red F5RK、Red FGR、Red FGR-131-CN、Black T30、Black TS30。Colanyl Black N 131-CN、Colanyl white TQ-CN等(Clariant公司制)；DOR1、DBK1、DOY1、DBC1、CH2等(芬兰希必思公司制)。

本发明所使用的色料除了颜料以外还可以搭配填料(filler)，填料可作为体质颜料，具有耐酸碱，增加涂层膜厚、提高涂层硬度、填充基材孔洞、降低成本等功效；适合作为填料的实例包括透明填料(例如长石、硅沙、砂石、晶状石灰石、玻璃珠、合成型树脂珠)、彩色填料(例如大理石粉、花冈石粉、蛇纹石粉、萤石、着色硅沙粉及着色陶石粉)、增充剂(例如碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母、黏土、硅藻土及重晶石)、波特兰水泥及氧化锌。

依照所需成品涂膜的用途，本发明涂料组成物可选的包含一或多种的组分(f)添加剂，作为水性助剂。可选用的助剂选自由分散剂、消光剂、消泡剂、抗氧化剂，流变助剂、稳定剂、杀菌剂、流平剂、润湿剂、密着促进剂、防浮色剂及其混合物所构成的组，这些助剂的种类是本领域普通技术人员所习知的，而其用量亦为本领域普通技术人员依不同需求而可轻易确定，优选的，以紫外线可固化水性有色涂料组合物总合计100重量份计，组分(f)添加剂之含量是0～13重量份，更优是0.5～10重量份。

本发明视需要使用的水性分散剂主要作为颜料分散解絮凝剂，分散剂可以选自含颜料亲和基团的聚合物共聚体成份、不饱和聚醯胺酸与胺类、高分子量不饱和聚羧酸类及非离子型有机表面活性剂。

市售分散剂例子包括：ANTI-TERRA-206、ANTI-TERRA-250、BYK-151、BYK-154、Disperbyk180、Disperbyk181、Disperbyk183、Disperbyk184、Disperbyk185、Disperbyk187、Disperbyk190、Disperbyk191、Disperbyk192、Disperbyk193、Disperbyk2015、Disperbyk2090、Disperbyk2091、Disperbyk2095、Disperbyk2096(BYK公司制)；TEGO Dispers 650、TEGO Dispers 651、TEGO Dispers652、TEGO Dispers 655、TEGO Dispers 660C、TEGO Dispers 715W、TEGO Dispers 735W、TEGO Dispers 740W、TEGO Dispers 745W、TEGODispers 750W、TEGO Dispers 752W、TEGO Dispers 755W、TEGO Dispers760W、TEGO Dispers 762W、Colorol E、Lipotin A、TEGO Wet 500及TEGO-Foamex 840(TEGO公司制)；HYDROPALAT-1080、HYDROPALAT-3065、HYDROPALAT-3204、HYDROPALAT-3216及HYDROPALAT-3275(COGNIS公司制)；AQ-320、AQ-330(楠本化成株式会社制)；EFKA-4500、EFKA-4510、EFKA-4520、EFKA-4530、EFKA-4540、EFKA-4550、EFKA-4560、EFKA-4570、EFKA-4580、EFKA-4590及EFKA-5071(荷兰EFKA助剂公司制)。所述水性分散剂可以单独使用或者两种以上组合使用。

本发明视需要使用的水性润湿流平剂有利于涂膜在素材表面的顺利铺展和平坦性，可以选自EFKA3031、EFKA3034、EFKA3035、EFKA3288、EFKA3570、EFKA3772及EFKA3580(荷兰EFKA公司制)；BYK-346、BYK-348、BYK-349、BYK333、BYK-380、BYK-381、BYK-381N、BYK307、BYK3500、BYK3530及BYK-SILCLEAN 3710(毕克化学公司(BYK)制)；TEGO 410、TEGO 450、TEGO 250、TEGO 260、TEGO 265、TEGO 270、TEGO 500、TEGO 505、TEGO 510和TEGO Rad 2200N(TEGO公司制)；AFCONA-3580(埃夫科纳(AFCONA)公司制)。所述水性润湿流平剂可以单独使用或者两种以上组合使用。

本发明视需要使用的水性消光剂可使涂膜达到低光泽和消光效果，消光剂可以选自SYLOID C503、SYLOID C803、SYLOID C807、SYLOIDC809、SYLOID W300及SYLOID W500(GRACE公司制)；OK412、OK500、OK520及OK607(DEGUSSA公司制)以及一些水性消光腊。所述水性消光剂可以单独使用或者两种以上组合使用。

本发明视需要使用的水性消泡剂可抑制涂料涂布过程中产生气泡而造成涂膜缺陷，消泡剂可以选自由聚醚-硅氧烷共聚物乳液、二甲基聚硅氧烷类、有机改质聚硅氧烷类、聚合物型化合物及改质聚硅氧烷类所组成的组群。市售水性消泡剂例子包括：BYK-011、BYK-017、BYK-018、BYK-020、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-044、BYK-045、BYK-080A、BYK-093、BYK-1730、BYK-1770、BYK-3520及BYK-3521(毕克化学公司(BYK)制)；Airex-901W、Airex-902W、Airex-903W、TEGO-Foamex 800、TEGO-Foamex 825及TEGO-Foamex 822(TEGO公司制)；EFKA 2526、EFKA 2035、EFKA 2527、EFKA 2721及EFKA 2526(荷兰EFKA公司制)。以上所述水性消泡剂可以单独使用或者两种以上组合使用。

本发明视需要使用的水性流变助剂(rheology additive)可让涂料具有稳定结构，保护已分散的颜料颗粒，保持优良的流平性，防止色料的沉降。流变助剂可为有机膨润土系列、蓖麻油类及其衍生物、聚醯胺类、聚长链烯烃类及改性脲溶液。市售水性流变助剂例子包括：BYK-420及BYK-425(毕克化学公司(BYK)制)；TEGO Viscoplus 3000、TEGO Viscoplus 3010、TEGO Viscoplus 3030及TEGO Viscoplus3060(TEGO公司制)；VISCALEX HV100、VISCALEX HV200、VISCALEXHV300、VISCALEX HV30、VISCALEX VM、VISCALEX VG2、RHEOVIS 112、RHEOVIS 132、RHEOVIS 152、RHEOVIS PU10及RHEOVIS PU20(荷兰EFKA公司制)；Dispar1on AQ-607(楠本化成株式会社制)。所述水性流变助剂可以单独使用或者两种以上组合使用。

另外，所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物中也可选择性再加具有亲水性或能分散于水中的组份(g)丙烯酸酯活性单体或低聚物，进行配合使用来提高交联密度。一般而言，以紫外线可固化水性有色涂料组合物总合计100重量份计，所述丙烯酸酯活性单体或低聚物之含量是0～20重量份。活性单体可以为1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯)、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二甲基丙烯酸酯等。

市售的活性单体的例子有：1，6-己二醇二丙烯酸酯：EM221(长兴化工制)。三丙二醇二丙烯酸酯：EM223(长兴化工制)。聚乙二醇(400)二丙烯酸酯：EM226(长兴化工制)及SR344(Sartomer公司制)。聚乙二醇(600)二丙烯酸酯：EM227(长兴化工制)及SR610(Sartomer公司制)。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：EM231(长兴化工制)。乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：EM2380及EM2386(长兴化工制)，SR415及SR9035(Sartomer公司制)。聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯：SR252(Sartomer公司制)。2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯：SR256(Sartomer公司制)。聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯：SR603(Sartomer公司制)。聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯：sR644(Sartomer公司制)。聚乙二醇(1000)二甲基丙烯酸酯等：SR740(Sartomer公司制)。

本发明的紫外线可固化水性有色涂料组合物可藉由任何本领域普通技术人员所习知的方式涂覆至基材的表面上。举例言之，可经由包含以下步骤的方法加以施用：

(1)添加至少一不饱和双键的水性低聚物、水性介质、光引发剂及色料高速搅拌均匀混合；

(2)可选的添加水性热塑性树脂、水性助剂或丙烯酸酯活性单体或低聚物，搅拌均匀，调整至适当粘度以形成一液态可聚合组合物；

(3)将步骤(2)所得的液态可聚合组合物以适当溶剂稀释，并以适当的方式涂布于一基材上作表面处理，形成一涂层；

(4)视需要加热以挥发溶剂，温度控制于约50℃～约70℃，于固定温度下反应约3～约12分钟；

(5)对所得涂层照射能量射线以使所述涂层固化。

上述步骤(3)中所使用的涂布方式，可采用刮棒涂布(barcoating)、斜板式涂布(slide coating)、帘流式涂布(curtaincoating)或喷雾式涂布(spray coating)，所述涂布方式可以单独使用或者两种以上组合使用，优选为喷雾式涂布(喷涂)。所述的基材并无特殊限制，例如可为瓷砖、木材、皮革、石材、玻璃、金属、合金、纸张、塑料、纤维、棉织品等，优选为塑料。所述塑料基材，尤指3C电子产品、家电及化妆品用的塑料基材，例如为ABS、AS、PC、PP、PMMA、PS、HIPS、PVC、PA、PPO、PPS、PC/ABS或其混合，优选为ABS、PC、PC/ABS。上述金属基材，例如但不限于不锈钢、锌合金、铝、铝合金、镁合金及铬。上述复合基材系指含纤维之塑料基材，其例如但不限于含玻璃纤维之尼龙或PC。

优选地，步骤(5)的涂层固化步骤是藉由照射能量射线产生光聚合反应而进行，所述能量射线是指一定范围波长的光源，例如可为紫外光或热线(放射或辐射)等，优选为紫外光(波长为200～400nm)。照射强度可为自500至1200毫焦耳/平方厘米(mJ/cm²)，优选是自600至1000mJ/cm²。

以下实施例用于对本发明作进一步说明，唯非用以限制本发明的范围。任何悉此项技艺人士可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附申请专利范围的范围内。

本发明中涉及的测试方法如下所述。

[1]膜厚

采用膜厚试片喷涂后以膜厚计(QuaNix 8500)量测。

[2]涂膜与基板的附着性

用小刀划100个1mm²的方形小格需深见底材，用Scotch 3MTape600胶带粘贴于刻划处30～90秒，并压至无气泡，以180度方向瞬间拉起，油漆剥落的比例不超过15％为OK。

[3]涂膜硬度

用标有硬度值之三菱铅笔，以45度角，500g的荷重，在产品表面推移6.5mm，用橡皮擦擦掉笔痕，油漆不可有脱落现象，读取铅笔之硬度标示即为漆膜之硬度值。

[4]涂膜光泽度

利用光泽计(ZEHNTNER ZGM 1020)以60°的感应角度测产品表面光泽度，和标准色板进行比较差值不超过2为OK。

[5]涂膜耐化性

施加500g的压力利用耐磨耗测试仪以1来回/2s测试。采用99.9％的酒精500次不见底为通过，甲乙酮擦拭200次不见底为通过。

[6]涂膜耐热性

80℃烘箱放置48小时后利用肉眼对漆膜表面状况进行检查，检查外观无裂痕、脱落等缺陷为通过

[7]外观

在D65光源下利用肉眼观察涂膜外观。

为方便了解以下实施例中的描述，现将本发明所提供的紫外线可固化水性有色涂料组合物的各个组份给予编号，以利了解，其中，(a)含有至少一不饱和双键的水性低聚物；(b)水性介质；(c)光引发剂；(d)热塑性树脂；(e)色料；(f)添加剂以及(g)丙烯酸酯活性单体或低聚物。

实施例1

表1

将上述所获得的组合物添加稀释剂(去离子水/乙醇＝1/1(体积比))至岩田杯10秒左右，以空气喷枪喷涂于塑料基板上，接着于60℃的烘箱内进行5～10分钟的预烤，然后，经中压水银灯(800mJ/cm²)进行曝光。而后，将完成曝光后的具有涂膜的基板进行物性测试。

物性测试所得结果如下：

膜厚：8～15μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：70

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有银色半光效果

实施例2

表2

物性测试所得结果如下：

膜厚：10-15μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥F

涂膜光泽度：80

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有蓝色全光效果。

实施例3

表3

物性测试所得结果如下：

膜厚：10～15μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：90

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有红色全光效果。

实施例4

表4

物性测试结果如下：

膜厚：10～15μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：85

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有蓝色全光效果。

实施例5

表5

物性测试所得结果如下：

膜厚：12～20μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：80

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有黄色全光效果。

实施例6

表6

物性测试所得结果如下：

膜厚：10～15μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥F

涂膜光泽度：75

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有红色全光效果。

实施例7

表7

物性测试所得结果如下：

膜厚：12～20μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：65

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有绿色全光效果。

实施例8

表8

物性测试所得结果如下：

膜厚：12～20μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：75

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有黄色全光效果。

实施例9

表 9

物性测试所得结果如下：

膜厚：12～20μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：80

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有红色全光效果。

实施例10

表10

物性测试所得结果如下：

膜厚：12～20μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥F

涂膜光泽度：70

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有蓝色全光效果。

实施例11

表11

将上述所获得的组合物添加稀释剂(乙醇)稀释至岩田杯10秒左右，以空气喷枪喷涂于塑料基板上，接着于60℃的烘箱内进行5～10分钟的预烤，然后，经中压水银灯(800mJ/cm²)进行曝光。而后，将完成曝光后的具有涂膜的基板进行物性测试。

物性测试所得结果如下：

膜厚：8～10μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：≥85

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有银色全光效果

实施例12

表12

成分	质量(克)
		ETERCURE DR-W402水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物(a）	55.87
二丙二醇甲醚(b)	7.12
		去离子水(b)	4.08
IRGACURE 500(α-羟基酮)(c)	3.89
		DOW UCAR AW-875(水分散型氯醋树脂)(d)	21.33
Eckart STAPA Hydrolan 3580(e)	6.64
		Disparlon AQ330(水性分散剂)(f)	0.23
BYK-333(水性润湿助剂)(f)	0.34
		BYK-381(水性流平剂)(f)	0.31
AFCONA-3580(水性流平剂)(f)	0.10
		BYK-093(f)(水性消泡剂)(f)	0.10

将上述所获得的组合物添加稀释剂(水/乙醇)稀释至岩田杯10秒左右，以空气喷枪喷涂于塑料基板上，接着于60C的烘箱内进行5～10分钟的预烤，然后，经中压水银灯(800mJ/cm²)进行曝光。而后，将完成曝光后的具有涂膜的基板进行物性测试。

物性测试所得结果如下：

膜厚：8～10μm

涂膜与基板的附着性：100/100

涂膜硬度：≥H

涂膜光泽度：≥75

涂膜耐化性：通过(外观无划痕、无脱落)

涂膜耐热性：通过

外观：平整，具有银色全光效果

对于本发明结构所作的不同修饰或变化，皆不脱离本发明之精神或范围。鉴于前面之叙述内容，本发明提供之所有变化与修饰均为下列所述之中请专利范围与申请专利范围之等义内容所涵盖。

Claims

1.一种用于一次施工的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其包含：

(b)水性介质；

(c)光引发剂；

(d)水性热塑性丙烯酸树脂；

(e)色料

其中组分(c)以组分(a)合计100重量份计，其含量为3～10重量份；组分(d)以组分(a)合计100重量份计，其含量为30重量份；组分(e)以组分(a)与(d)合计100重量份计，其含量为2～50重量份；且所述组份(d)的水性热塑性丙烯酸树脂具有70～150℃的玻璃化转变温度。

2.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述含有至少一不饱和双键的水性低聚物为具1～10个不饱和双键的水性低聚物。

3.如权利要求1所述的紫外线可固化有色涂料组合物，其特征在于其中所述含有至少一不饱和双键的水性低聚物为具2～5个不饱和双键的水性低聚物。

4.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述水性低聚物为水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物。

5.如权利要求4所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物。

6.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述水性介质选自水、亲水性溶剂及其混合物所构成的群组。

7.如权利要求6所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于，所述水为去离子水。

8.如权利要求6所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，特征在于其中所述亲水性溶剂选自由醇、醇醚、醇酯、酮醇和其混合物所构成的群组。

9.如权利要求1所述的紫外线可固化有色涂料组合物，其特征在于其中所述的丙烯酸树脂为均聚物或共聚物，其是衍生自至少一种选自以下单体的聚合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯以及甲基丙烯酸烷基酯。

10.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述色料选自由颜料、染料、填料及其混合物所构成的组。

11.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述紫外线可固化水性有色涂料组合物还含有添加剂，所述添加剂选自由分散剂、消光剂、消泡剂、抗氧化剂，流变助剂、稳定剂、杀菌剂、流平剂、润湿剂、密着促进剂、防浮色剂及其混合物所构成的组。

12.如权利要求1所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于其中所述紫外线可固化水性有色涂料组合物还含有丙烯酸酯活性单体。

13.如权利要求12所述的紫外线可固化水性有色涂料组合物，其特征在于所述丙烯酸酯活性单体选自由1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇（400）二丙烯酸酯、聚乙二醇（600）二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；聚乙二醇（600）二甲基丙烯酸酯、2（2-乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯、聚乙二醇（400）二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇（400）二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇（1000）二甲基丙烯酸酯及其混合物所构成的组。