CN102329557A

CN102329557A - 紫外光固化漆

Info

Publication number: CN102329557A
Application number: CN201110228797A
Authority: CN
Inventors: 缪培凯
Original assignee: Hu'nan Sokan New Material Co Ltd
Current assignee: Hu'nan Sokan New Material Co Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明提供了一种紫外光固化漆，由重量份为15～40的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、3～10的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、10～15的高官能丙烯酸单体、3～6的单官能官丙烯酸酯单体、1～3的附着力促进剂、1～5的光引发剂、20～60的稀释剂和0.5～2的助剂组成。本发明提供的紫外光固化漆，经涂装后所得漆膜能平衡硬度和附着力，使得所得漆膜在负载1kg条件下硬度达5H、钢丝绒耐磨达600次，RCA耐磨试验达2000次，且涂覆于PC、ABS、PMMA、PC/ABS和PA材质表面附着力好。

Description

紫外光固化漆

技术领域

本发明涉及涂装领域，特别地，涉及一种紫外光固化漆。

背景技术

为保护产品的塑料外壳不因被划伤而影响美观，现有技术中，常通过在物体表面涂刷紫外光固化涂料。该种涂料形成的涂层还需具有防粘黏指纹和污渍易擦除的效果而且能满足环保的要求，因而备受关注。现有技术中提供的涂层使用范围有限，仅限于PC、ABS或PMMA材料，如CN101570653、CN101701129。对于以PC/ABS和PA材质为外壳的产品则无能为力。而且上述专利中提供的涂层硬度和耐磨性能均不够理想，已无法满足需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外光固化漆，以解决现有漆膜附着力差、硬度低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种紫外光固化漆，由重量份为15～40的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、3～10的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、10～15的高官能丙烯酸单体、3～6的单官能官丙烯酸酯单体、1～3的附着力促进剂、1～5的光引发剂、20～60的稀释剂和0.5～2的助剂组成。

进一步地，高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为25～35重量份。

进一步地，二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为6～9重量份。

进一步地，高官能丙烯酸酯单体为12重量份。

进一步地，单官能丙烯酸酯单体为4重量份。

进一步地，附着力促进剂为硅氧烷改性丙烯酸单体。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的紫外光固化漆，经涂装后所得漆膜能平衡硬度和附着力，使得所得漆膜在负载1kg条件下硬度达5H、钢丝绒耐磨达600次，RCA耐磨试验达2000次，且涂覆于PC、ABS、PMMA、PC/ABS和PA材质表面附着力好。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本文所指高官能为具有6官能度、9官能度、12官能度、15官能度的任一官能度的聚氨酯预聚物。本文所提到的官能为聚合物或活性单体的官能度，其中官能度是指聚合物或活性单体所含丙烯酸酯基团中不饱和双键的数目。

本发明提供的紫外光固化漆中主成膜物质为15～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和3～10重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。其中，高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂所含功能官能团数目多，链长相对较短，在漆膜中具有较短的分子链长能增强漆膜硬度。漆膜固化时，短链的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂易导致漆膜出现裂痕，而二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂由于其官能团少，分子链较长，柔韧性能较优，在固化过程中能缓冲高硬度的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂生产的成膜应力，防止固化时崩裂。

进一步地，本发明提供的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数优选为25～35份、二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数优选为6～9份，在这个范围内，所成漆膜既能保证一定的硬度又不至由于硬度过高而丧失漆膜的柔软性，且所成膜的各项性能最优。

同时，紫外光固化漆中还含有1～3附着力促进剂，附着力促进剂优选为硅氧烷改性丙烯酸单体。可保证硬涂层在固化收缩时可牢固锚定基材，稳定固化涂层对基材的附着力。从而使得漆膜在具有高硬度的同时附着力也有保证。

同时紫外光固化漆中还包括10～15重量份的高官能丙烯酸酯单体和3～6重量份的单官能官丙烯酸酯单体。上述单体能充分溶解和稀释树脂类物质，调节漆膜体系黏度，增加漆膜流平性。而且上述单体还能参与光固化反应，进而调整漆膜在固化时的交联程度，对漆膜的各项性能发挥作用。如果所选单体官能度过低，固化后漆膜的交联度低，漆膜密实性下降，耐磨能力差；而如果选用官能度过高的单体的话，由于固化时官能度过高的单体会使漆膜急剧收缩，降低了所制得漆膜的附着能力。为平衡漆膜耐磨性能和附着力，选取单体加入紫外光固化漆中。当然所加入单体的量对漆膜性能也是有影响的。当所添加单体量过多时，漆膜脆性增大耐冲击力下降；而如果单体添加量较少，则漆膜的耐磨能力较低。在此范围内添加单体所制得漆膜能平衡漆膜的耐冲击力和耐磨能力，使得各项性能最优。

实施例

本发明提供漆面固化时，所需固化能量为1200～2000mJ/cm²，具体可由紫外灯提供。

本文中各类树脂均为公知常用的相应树脂，本文实施例中采用的单官能丙烯酸酯单体为环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯，高官能丙烯酸酯单体为二季戊四醇六丙烯酸酯。

以下实施例中，高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，购自台湾长兴化学的6145-100、美国氰特公司的EBECYRL 5129、美国沙多玛公司的CN9013。

二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6151-100，美国氰特公司的EBECRYL 4858，美国沙多玛公司的CN989，该化合物具有良好的耐磨性和应力缓冲作用。

单官能丙烯酸酯单体型号为EM212；高官能丙烯酸酯单体型号为EM266，均购自台湾长兴化学。

光引发剂中α-羟基环己基苯甲酮型号为Irgacure 184购自瑞士Ciba公司，2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦型号为Darocur TPO购自瑞士Ciba公司。

助剂中，消泡剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液型号为BYK 077、流平剂为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷型号为BYK 371，均购自德国BYK公司。助剂能提高紫外光固化漆的涂布性能及使用性能。

附着力促进剂为硅氧烷改性丙烯酸单体，型号为A-171或A-151或A-174，购自美国联碳公司。

稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、丁酮为分析纯市售。

各实施例中紫外光固化漆制备方法：

(a)将称量的紫外光固化漆组成中含丙烯酸基团的树脂在40～50℃下预热1～2小时，用2/3体积的稀释剂充分溶解上述含丙烯酸基团的树脂，其中2/3体积是指按紫外光固化漆中稀释剂的重量份数称取后，稀释剂体积的2/3，以下稀释剂的添加类同。

(b)将按比例称量的丙烯酸类单体、光引发剂、附着力促进剂加入，在40～50℃下搅拌20～30分钟，搅拌速度500～600转/分钟。

(c)将按比例称量的助剂和1/3体积的稀释剂加入，900～1200转/分钟下搅拌10～20分钟，用400目滤布过滤得到成品。

各实施例样品涂装固化方法：将实施例1～5制得的紫外光固化漆喷涂于基材上，涂装膜厚为28微米，50℃红外灯照射下流平7分钟，1700mJ/cm²能量固化。

将实施例4中所制得紫外光固化漆喷涂至PC、ABS、PMMA、PC/ABS、PA材料表面，涂装方法同上。

各实施例漆面钢丝绒耐磨测试按RIM WI-QMR-06-002标准测试，即在Taber 5700线性耐磨仪(Taber工业制造)上，采用0000#钢丝绒并在负重1000g条件下，对漆膜表面进行摩擦，循环速度为25次/分钟，摩擦长度为2.5厘米。

各实施例中所制得完整漆面RCA耐磨测试方法为常规RCA耐磨测试方法，采用Norman RCA耐磨测试仪，漆膜负重175g。

各实施例漆面铅笔硬度测试按GB/T 6739-2006标准测试，负重1000g；附着力测试按GB9286-1998标准测试。

实施例1

实施例1中紫外光固化漆各成分重量份数列于表1中。

表1实施例1中各成分的重量份数

面漆组分	重量份数
		高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	25

[0041]

二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	5
		高官能丙烯酸酯单体	15
单官能丙烯酸酯单体	3
		附着力促进剂	1
光引发剂α-羟基环己基苯甲酮	3
		2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦	2
流平剂	0.4
		消泡剂	0.1
乙酸乙酯	25.5
		乙酸丁酯	10
甲基异丁基酮	7
		丁酮	6

实施例2

实施例2中紫外光固化漆各成分重量份数列于表2中。

表2实施例2中各成分的重量份数

面漆组分	重量份数
		高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	40
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	8
		高官能丙烯酸酯单体	10
单官能丙烯酸酯单体	6
		附着力促进剂	3
光引发剂α-羟基环己基苯甲酮	1
		2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦	1
流平剂	1
		消泡剂	1
乙酸乙酯	15
		乙酸丁酯	7
甲基异丁基酮	3
		丁酮	4

[0046] 实施例3

实施例3中紫外光固化漆各成分重量份数列于表3中。

表3实施例3中各成分的重量份数

面漆组分	重量份数
		高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	30
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	6
		高官能丙烯酸酯单体	12
单官能丙烯酸酯单体	4
		附着力促进剂	2
光引发剂α-羟基环己基苯甲酮	2
		2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦	1
流平剂	1
		消泡剂	1
乙酸乙酯	20
		乙酸丁酯	10
甲基异丁基酮	6
		丁酮	5

实施例4

实施例4中紫外光固化漆各成分重量份数列于表4中。

表4实施例4中各成分的重量份数

面漆组分	重量份数
		高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	35
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	6
		高官能丙烯酸酯单体	12
单官能丙烯酸酯单体	4
		附着力促进剂	3
光引发剂α-羟基环己基苯甲酮	1.5
		2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦	1.5
流平剂	1

[0054]

消泡剂	0.5
		乙酸乙酯	15.5
乙酸丁酯	10
		甲基异丁基酮	5
丁酮	5

实施例5

实施例5中紫外光固化漆各成分重量份数列于表5中。

表5实施例5中各成分的重量份数

面漆组分	重量份数
		高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	15
二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂	4
		高官能丙烯酸酯单体	12
单官能丙烯酸酯单体	4
		附着力促进剂	3
光引发剂α-羟基环己基苯甲酮	0.5
		2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦	1
流平剂	1
		消泡剂	0.5
乙酸乙酯	15.5
		乙酸丁酯	10
甲基异丁基酮	5
		丁酮	5

实施例1～5制备漆面性能测试结果列于表6中。

对比例为由高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～40wt％，环状单官能丙烯酸酯单体5～15wt％，二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～10wt％，二官能丙烯酸酯5～25wt％，光引发剂1～5wt％、稀释剂20～60wt％和助剂0.01～1wt％。制备漆膜，并按照本发明的测试条件，进行测试得到结果列于表6中。

表6实施例1～5和对比例制备漆面性能测试结果

性能

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例

铅笔硬度

4H

5H

4H

3H

[0063]

附着力

100/100

RCA耐磨

1800次

2000次

1800次

1500次

钢丝绒耐磨

400次

500次

600次

400次

150次

由表6可见，实施例4中制备得到的漆面RCA耐磨性能和钢丝绒耐磨性能最优，与对比例中所得结果相比，本发明制备得到的漆膜各项性能更优。

表7实施例4和对比例涂覆不同材质钢丝绒耐磨测试结果

钢丝绒耐磨	PC	ABS	PMMA	PC/ABS	PA
						实施例4	600	500	600	550	500
对比例	150次	120	150	120	120

由表7可见，本发明提供的紫外光固化漆涂覆PC、ABS、PMMA、PC/ABS、PA材质表面钢丝绒耐磨次数均较对比例为高，说明本发明提供的漆适用范围广，能适应不同材质的需要，而且本发明提供的实施例制得漆膜涂覆在上述材料表面耐磨性能相对对比例提高为优。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种紫外光固化漆，其特征在于，由重量份为15～40的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、3～10的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、10～15的高官能丙烯酸单体、3～6的单官能官丙烯酸酯单体、1～3的附着力促进剂、1～5的光引发剂、20～60的稀释剂和0.5～2的助剂组成。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于，所述高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为25～35重量份。

3.根据权利要求2所述的紫外光固化漆，其特征在于，所述二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为6～9重量份。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于，所述高官能丙烯酸酯单体为12重量份。

5.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于，所述单官能丙烯酸酯单体为4重量份。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的紫外光固化漆，其特征在于，所述附着力促进剂为硅氧烷改性丙烯酸单体。