CN102775902A - 一种塑胶用面漆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑胶用面漆，按重量百分比计，由以下组分组成：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～10％；芳香族聚氨酯丙烯酸酯10～15％；含颜料亲和基团高分子共聚体0～2％；不饱和聚酰胺酸均聚体0～0.3％；有机硅0～0.2％；纤维素酯10～35％；珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物2～10％；纳米级填料3～5％；羟基丙烯酸树脂10～20％；苯乙烯顺酐改性氯醋树脂5～10％；多官能团活性稀释剂5～10％；双官能团活性稀释剂2～5％；三官能团活性稀释剂3～5％；裂解型光引发剂1～3％；酰基膦氧化物光引发剂0.5～1％。本发明的塑胶用面漆固化时间仅需要3～4分钟，可节省大量的电力；每辆电动车对面漆的消耗分别减小了48％和53％。本发明的塑胶用面漆采用聚氨酯丙烯酸酯与羟基丙烯酸树脂相结合，解决了塑胶基材、面漆以及底漆三层之间的附着力的问题。

Description

一种塑胶用面漆

技术领域

本发明涉及涂料，尤其涉及一种塑胶用面漆。

背景技术

人们的环保意识不断提高，环保法规也逐步出台和实施，并不断得到完善，这种情况迫使生产制造领域的企业不断改进生产工艺，以改善产品与自然的亲和性。目前涂料行业也逐渐向环保节能的水性、UV(紫外光固化)方向发展。UV紫外光固化涂料因其环保、快速以及低能耗的特点而迅速被市场接受与推广，并且应用范围越来越广泛。但是目前摩托车、电动车行业的塑胶配件所用的喷漆仍然存在耗能高、费人力、生产周期长且污染严重等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种塑胶用面漆。本发明的塑胶用面漆是一种紫外光固化涂料，施工过程中具有良好的喷涂粘度，在紫外灯照射下固化，固化时间仅需要3～4分钟，较之现有技术的以烘烤方式实现固化的面漆，可节省大量的电力。本发明解决了现有技术中耗能高、费人力、生产周期长且污染严重的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种塑胶用面漆，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～10％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯10～15％；

含颜料亲和基团高分子共聚体0～2％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0～0.3％；

有机硅0～0.2％；

纤维素酯10～35％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物2～10％；

纳米级填料3～5％；

羟基丙烯酸树脂10～20％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂5～10％；

多官能团活性稀释剂5～10％；

双官能团活性稀释剂2～5％；

三官能团活性稀释剂3～5％；

裂解型光引发剂1～3％；

酰基膦氧化物光引发剂0.5～1％。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯12％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.2％；

有机硅0.1％；

纤维素酯30％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物5％；

纳米级填料5％；

羟基丙烯酸树脂15％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂8％；

多官能团活性稀释剂7％；

双官能团活性稀释剂3％；

三官能团活性稀释剂3％；

裂解型光引发剂2％；

酰基膦氧化物光引发剂0.7％。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述颜料是钛白粉、炭黑或者大红。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述纳米级填料选自氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及它们的混合物，所述纳米级填料的粒径为5～10nm。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述多官能团活性稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯，所述双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯，所述三官能团活性稀释剂为二季戊四醇三丙烯酸酯。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述裂解型光引发剂为1-羟基-环己基苯酮，所述酰基膦氧化物光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述有机硅为聚醚改性有机硅或者芳烷基改性有机硅。

优选的是，所述的塑胶用面漆中，所述纤维素酯为醋酸丁酸纤维素酯或者硝基纤维素酯。

本发明所述的塑胶用面漆具有以下有益效果：

(1)本发明的塑胶用面漆是一种紫外光固化涂料，施工过程中具有良好的喷涂粘度；在紫外灯照射下固化，固化时间仅需要3～4分钟，较之现有技术的以烘烤方式实现固化的面漆，可节省大量的电力；相比于单组份纤维素面漆和双组份羟基丙烯酸面漆，每辆电动车对本发明的面漆的消耗分别减小了48％和53％。本发明解决了现有技术中耗能高、费人力、生产周期长且污染严重的问题。

(2)塑胶基材存在附着力的问题，本发明的塑胶用面漆采用聚氨酯丙烯酸酯与羟基丙烯酸树脂相结合，解决了塑胶基材、面漆以及底漆三层之间的附着力的问题；本发明的塑胶用面漆可以与其他的塑胶用底漆保持良好的层间附着力。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供一种塑胶用面漆，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～10％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯10～15％；

含颜料亲和基团高分子共聚体0～2％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0～0.3％；

有机硅0～0.2％；

纤维素酯10～35％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物2～10％；

纳米级填料3～5％；

羟基丙烯酸树脂10～20％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂5～10％；

多官能团活性稀释剂5～10％；

双官能团活性稀释剂2～5％；

三官能团活性稀释剂3～5％；

裂解型光引发剂1～3％；

酰基膦氧化物光引发剂0.5～1％。

所述的塑胶用面漆中，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯12％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.2％；

有机硅0.1％；

纤维素酯30％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物5％；

纳米级填料5％；

羟基丙烯酸树脂15％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂8％；

多官能团活性稀释剂7％；

双官能团活性稀释剂3％；

三官能团活性稀释剂3％；

裂解型光引发剂2％；

酰基膦氧化物光引发剂0.7％。

所述的塑胶用面漆中，所述颜料是钛白粉、炭黑或者大红。

所述的塑胶用面漆中，所述纳米级填料选自氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及它们的混合物，所述纳米级填料的粒径为5～10nm。

所述的塑胶用面漆中，所述多官能团活性稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯，所述双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯，所述三官能团活性稀释剂为二季戊四醇三丙烯酸酯。

所述的塑胶用面漆中，所述裂解型光引发剂为1-羟基-环己基苯酮，所述酰基膦氧化物光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

所述的塑胶用面漆中，所述有机硅为聚醚改性有机硅或者芳烷基改性有机硅。

所述的塑胶用面漆中，所述纤维素酯为醋酸丁酸纤维素酯或者硝基纤维素酯。

本发明的塑胶用面漆内有脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和芳香族聚氨酯丙烯酸酯。脂肪族聚氨酯丙烯酸酯使得面漆不易变黄，具有良好的耐光性和耐候性，同时可以保证面漆在施工时具有合适的粘度。芳香族聚氨酯丙烯酸酯的分子中含有氨酯键，可以在高分子键中间形成氢键，从而使得面漆与底漆之间具有良好的层间附着力。且脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯可与羟基丙烯酸树脂相结合，也使得面漆与底漆之间具有良好的层间附着力。本发明中脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的用量为5～10％，芳香族聚氨酯丙烯酸酯的用量为10～15％。

本发明的塑胶用面漆采用多官能团活性稀释剂、双官能团活性稀释剂以及三官能团活性稀释剂的多种活性稀释剂体系。活性稀释剂可参与到固化反应中，对于单官能团活性稀释剂仅可以聚合后得到线型聚合物，而双官能团活性稀释剂、三官能团活性稀释剂以及多官能团活性稀释剂则可以聚合得到交联网络结构，从而提高面漆与底漆之间的层间附着力，保证面漆漆膜的性能；并且，由于对固化反应的促进作用，适量的各种活性稀释剂的加入，可以保证面漆在尽量短的时间内完成固化反应；同时，活性稀释剂具有调节溶液粘度的作用，保证面漆具有良好的施工性。因此，本发明中多官能能活性稀释剂为5～10％，双官能团活性稀释剂为2～5％，三官能团活性稀释剂为3～5％，更进一步地，多官能团活性稀释剂的用量为7％，双官能团活性稀释剂的用量为3％，三官能团活性稀释剂的用量为3％；且优选的是，多官能团活性稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯，双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯，三官能团活性稀释剂为二季戊四醇三丙烯酸酯。

现有技术中单组份纤维素面漆的喷涂粘度(以岩田2#杯计量)为11～15s，烘干时长为0.5h，耗电3kw；而双组份羟基丙烯酸面漆的喷涂粘度(以岩田2#杯计量)为12～16s，烘干时长为0.5h，耗电3kw；而本发明的面漆的喷涂粘度(以岩田2#杯计量)为8～9s，固化时间仅为4min，耗电为1.584kw。本发明的电力消耗大量减少，且极大的降低了固化反应的时间，提高了施工效率。

纤维素酯可以提高颜料以及纳米级填料的润湿分散性，同时可以解决喷涂施工时的发花的问题，保证较低的涂料的消耗。现有技术中单组份纤维素面漆的平均耗漆量为0.40kg/每辆电动车，而双组份羟基丙烯酸面漆的平均耗漆量为0.45kg/每辆电动车，同时，本发明的面漆的平均耗漆量仅为0.21kg/每辆电动车。本发明中优选的纤维素酯是醋酸丁酸纤维素酯或者硝基纤维素酯。本发明的纤维素酯的添加量范围为10～35％，优选的是30％。

在本发明的塑胶用面漆内存在有纳米级填料，该填料是纳米级尺寸的，由于其具有尺寸足够小，不会对可见光造成散射。并且，在一般情况下，颜料与成膜物质之间会存在有微小的空隙，纳米级填料可以填充到这些空隙内，当添加量较少时，纳米级填料就不能有效填充这些空隙，当添加量较大时，填料粒子又会发生团聚，造成部分空隙不能被填充，合适的添加量可以基本填满空隙，有效阻止或延长水以及氧等腐蚀介质的渗透路线，提高漆膜的耐水性能。本发明中纳米级填料的添加量为3～5％，优选的是5％，且填料的粒径在5～10nm的范围内。

不饱和聚酰胺酸均聚体和有机硅构成了润湿分散剂体系，通过与颜料粒子结合，与颜料粒子形成了三维结构，从而控制颜料粒子的絮凝，防止颜料的浮色、发花、沉淀和流挂。本发明中有机硅为聚醚改性有机硅或者芳烷基改性有机硅。其中，不饱和聚酰胺酸均聚体的用量为0～0.3％，有机硅的用量为0～0.2％，并且，二者的合计用量在0～0.5％之间。最优用量为不饱和聚酰胺酸均聚体0.2％，有机硅0.1％。

本发明采用两种光引发剂——裂解型光引发剂以及酰基膦氧化物光引发剂。本发明中，光引发剂复合使用可以保证在较大的波长范围内都可以发生固化反应，从而提高固化反应的效率。具体而言，上述裂解型光引发剂为1-羟基-环己基苯酮，酰基膦氧化物光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。本发明可以在波长大约300纳米到大约400纳米的范围内发生固化反应，各种光引发剂的含量范围分别为裂解型光引发剂1～3％、酰基膦氧化物光引发剂0.5～1％。

含颜料亲和基团高分子共聚体可以是BYK163，与通用颜料均具有良好的相溶性，保证面漆溶液的稳定性。

本发明使用了珠光粉和铝银粉，其目的在于使漆膜获得金属光泽。珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物占总量的重量比为2～10％，其中，珠光粉、铝银粉以及颜料三者的比例关系为1∶1∶3。本发明中还增加了苯乙烯顺酐改性氯醋树脂，以改善铝银粉的排列和对铝银粉的附着性，其用量以5～10％为宜，以8％为最佳配比。

以下给出本发明的塑胶用面漆的制备方法(以下各步骤中各组分按比例加入)：

步骤一，将脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、含颜料亲和基团高分子共聚体、不饱和聚酰胺酸均聚体、有机硅、纤维素酯依顺序加入后在800RPM搅拌混合5分钟；

步骤二、向步骤一所得溶液内加入珠光粉、铝银粉和颜料的混合物以及纳米级填料，在2000～3000RPM搅拌均匀；

步骤三、向步骤二所得溶液中加入羟基丙烯酸树脂、苯乙烯顺酐改性氯醋树脂、多官能团活性稀释剂、双官能团活性稀释剂以及三官能团活性稀释剂，并在800RPM搅拌均匀；

步骤四、将裂解型光引发剂和酰基膦氧化物光引发剂混合后至澄清透明后，再将混合溶液加入至步骤三得到的溶液中，则得到了本发明的塑胶用面漆。

以下给出实施例，用以对本发明的塑胶用面漆进行说明，但是本发明的技术方案并不仅限于此。

实施例一

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯15％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1.5％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.3％；

芳烷基改性有机硅0.2％；

硝基纤维素酯30％；

珠光粉、铝银粉以及钛白粉的混合物5％；

纳米级氧化硅填料3％，其中，粒径为5nm；

羟基丙烯酸树脂10％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂8％；

二季戊四醇五丙烯酸酯9％；

二丙二醇二丙烯酸酯4％；

二季戊四醇三丙烯酸酯5％；

1-羟基-环己基苯酮3％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1％。

实施例二

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯10％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.1％；

聚醚改性有机硅0.1％；

醋酸丁酸纤维素酯35％；

珠光粉、铝银粉以及大红的混合物2％；

纳米级氧化锆填料3％，粒径为10nm；

羟基丙烯酸树脂13％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂7％；

二季戊四醇五丙烯酸酯10％；

二丙二醇二丙烯酸酯5％；

二季戊四醇三丙烯酸酯3％；

1-羟基-环己基苯酮1％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.8％。

实施例三

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯14％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.1％；

芳烷基改性有机硅0.2％；

硝基纤维素酯25％；

珠光粉、铝银粉以及钛白粉的混合物10％；

纳米级氧化锆填料和纳米级氧化钛填料的混合物5％，粒径为6nm；

羟基丙烯酸树脂17％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂6％；

二季戊四醇五丙烯酸酯7％；

二丙二醇二丙烯酸酯2％；

二季戊四醇三丙烯酸酯3％；

1-羟基-环己基苯酮1％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.7％。

实施例四

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯6％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯14％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1.5％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.3％；

聚醚改性有机硅0.2％；

醋酸丁酸纤维素酯27％；

珠光粉、铝银粉以及炭黑的混合物4％；

纳米级氧化铝填料5％；

羟基丙烯酸树脂15％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂6.5％；

二季戊四醇五丙烯酸酯9％；

二丙二醇二丙烯酸酯4％；

二季戊四醇三丙烯酸酯3.5％；

1-羟基-环己基苯酮3％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1％。

实施例五

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯12％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.3％；

芳烷基改性有机硅0.2％；

硝基纤维素酯31％；

珠光粉、铝银粉以及炭黑的混合物5％；

纳米级氧化钛填料和纳米级氧化铝填料的混合物4.5％；

羟基丙烯酸树脂16％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂7％；

二季戊四醇五丙烯酸酯7％；

二丙二醇二丙烯酸酯3％；

二季戊四醇三丙烯酸酯4％；

1-羟基-环己基苯酮3％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1％。

实施例六

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯12％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.2％；

芳烷基改性有机硅0.1％；

醋酸丁酸纤维素酯30％；

珠光粉、铝银粉以及钛白粉的混合物5％；

纳米级氧化钛填料5％；

羟基丙烯酸树脂15％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂8％；

二季戊四醇五丙烯酸酯7％；

二丙二醇二丙烯酸酯3％；

二季戊四醇三丙烯酸酯3％；

1-羟基-环己基苯酮2％；

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.7％。

对上述六个实施例的漆膜进行性能测试，各实施例的漆膜的各项性能见表1。从以下几个方面对漆膜的性能进行测试：外观、膜厚、铅笔硬度、附着力、耐酸性、耐碱性以及耐水性。漆膜外观的测试方法：漆膜固化后，目视漆膜表面是否平整均一；膜厚的测试方法：膜厚仪；铅笔硬度的测试方法：在同一水平面使用各种硬度的铅笔芯磨平后与被测物成45°角，用500g力使其形成300mm，查看有无刮痕和剥落；附着力的测试方法：划格器在漆膜表面划格，用3M公司600型号胶带贴实，用力45°方向快速拉起5次；耐酸性的测试方法：在浓度为5％盐酸液进浸泡24h观察漆膜的状态，待恢复2h后做划格试验；耐碱性的测试方法：在浓度为5％氢氧化钠溶液内浸泡24h，观察漆膜的状态，待恢复2h后做划格试验；耐水性的测试方法：去离子水在室温下浸泡48h后，观察漆膜的状态，待恢复2h后做划格试验。

表1

施工过程的测试包括有喷涂粘度、每辆电动车的耗漆量以及固化时间。喷涂粘度的测试方法为以岩田2#杯计量。见表2。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里描述的实施例。

Claims (8)

1.一种塑胶用面漆，其特征在于，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5～10％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯10～15％；

含颜料亲和基团高分子共聚体0～2％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0～0.3％；

有机硅0～0.2％；

纤维素酯10～35％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物2～10％；

纳米级填料3～5％；

羟基丙烯酸树脂10～20％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂5～10％；

多官能团活性稀释剂5～10％；

双官能团活性稀释剂2～5％；

三官能团活性稀释剂3～5％；

裂解型光引发剂1～3％；

酰基膦氧化物光引发剂0.5～1％。

2.如权利要求1所述的塑胶用面漆，其特征在于，按重量百分比计，由以下组分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8％；

芳香族聚氨酯丙烯酸酯12％；

含颜料亲和基团高分子共聚体1％；

不饱和聚酰胺酸均聚体0.2％；

有机硅0.1％；

纤维素酯30％；

珠光粉、铝银粉以及颜料的混合物5％；

纳米级填料5％；

羟基丙烯酸树脂15％；

苯乙烯顺酐改性氯醋树脂8％；

多官能团活性稀释剂7％；

双官能团活性稀释剂3％；

三官能团活性稀释剂3％；

裂解型光引发剂2％；

酰基膦氧化物光引发剂0.7％。

3.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述颜料是钛白粉、炭黑或者大红。

4.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述纳米级填料选自氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铝以及它们的混合物，所述纳米级填料的粒径为5～10nm。

5.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述多官能团活性稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯，所述双官能团活性稀释剂为二丙二醇二丙烯酸酯，所述三官能团活性稀释剂为二季戊四醇三丙烯酸酯。

6.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述裂解型光引发剂为1-羟基-环己基苯酮，所述酰基膦氧化物光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

7.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述有机硅为聚醚改性有机硅或者芳烷基改性有机硅。

8.如权利要求1或2所述的塑胶用面漆，其特征在于，所述纤维素酯为醋酸丁酸纤维素酯或者硝基纤维素酯。