CN102925052B - 双重固化的真空电镀uv涂料面漆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双重固化的真空电镀UV涂料面漆，它以羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯和羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯为主要成分，以光引发剂和异氰酸酯为固化剂，以润湿分散剂、流平剂为辅料，混有无机填料，以溶剂为粘度调节剂混合制得。本产品广泛应用于手机、电器等塑胶电子产品、化妆品盒、汽车灯杯等物品的装饰。

Description

双重固化的真空电镀UV涂料面漆

技术领域

本发明涉及涂料，特别是手机、电器等塑胶电子产品、化妆品包装盒、汽车车灯等的装饰涂料的面漆。

背景技术

真空镀膜工艺又称为真空电镀工艺，是指在真空环境下，将某种金属或金属化合物以气体的形式沉积到材料表面（通常是非金属材料），属于物理气相沉积工艺（PVD）。真空电镀UV光固化涂料方法为：将要蒸镀物件如塑料或薄膜等，置于高真空室内，通过对铝、锡、铟、铜等金属加热使之蒸发，金属蒸汽以平均自由行径散射、冷却并附着于被蒸镀物表面上，形成金属薄膜，使物件表面具有金属感外观，再在其表面喷涂UV光固化涂料光固化涂料保护。真空电镀UV光固化涂料主要是由光引发剂、活性单体和低聚物组成。UV光固化涂料经过紫外光照射，光引发产生活性自由基，进而引发活性单体和活性低聚物自由基聚合，交联转化为不融性固态膜。

UV光固化涂料即紫外光固化涂料，紫外光固化涂料经紫外光照射后,首先光引发剂吸收紫外光辐射能量而被激活,其分子外层电子发生跳跃,在极短的时间内生成活性中心,然后活性中心与树脂中的不饱和基团作用,引发光固化树脂和活性稀释剂分子中的双键断开,发生连续聚合反应,从而相互交联成膜。化学动力学研究表明,紫外光促使UV涂料固化的机理属于自由基连锁聚合。首先是光引发阶段;其次是链增长反应阶段,这一阶段随着链增长的进行,体系会出现交联,固化成膜;最后链自由基会通过偶合或歧化而完成链终止。

目前，市场普通真空电镀UV光固化涂料已初步成型，即普通真空电镀UV光固化涂料的基础上，引进含有-NCO和-OH的反应，达到既可紫外固化，又可热固化的效果，即双重固化真空电镀UV光固化涂料。双重固化理论是指在普通UV光固化涂料由光引发剂引发聚合反应的同时，由树脂中的羟基与固化剂中的异氰酸酯基发生聚合反应，利于提高体系附着力和综合性能。

在现有技术中，普通固化形态和真空电镀UV光固化涂料固化是不能相互共存的。通常，-NCO基团和-OH基团通过交联反应所生成的聚合物体系在稳定性和性能方面，都没有通过紫外光固化生成的聚合物体系的效果好。如专利申请201110009627.X所公开的“一种手机真空电镀紫外光固化涂料”，其是由面漆和底漆构成，其中面漆是由脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、丙烯酸酯改质含溶剂型低聚物、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、醇酸丁酯、醇酸乙酯、甲苯、流平剂和光引发剂混合制成；底漆则是由聚氨酯丙烯酸酯的紫外线固化齐聚物、二季戊四醇五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、环氧树脂、醇酸丁酯、醇酸乙酯、甲苯、流平剂和光引发剂制成。显然该涂料是通过普通的固化剂所使用的紫外光固化涂料，并不是具有双重固化作用的真空电镀UV光固化涂料，无法达到紫外光固化和热固化的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双重固化的真空电镀UV涂料面漆，解决了真空电镀UV光固化涂料高硬度、高耐酒精、高耐磨和高耐水煮的同时保证附着力。

本发明的另一个目的是提供一种高性能双重固化真空电镀UV涂料及其制作方法，该涂料施工工艺与传统的真空电镀UV光固化涂料工艺相同，易于实现，制做方便，成本低廉，只需在面漆喷涂前加入相应量的固化剂。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术手段实现的（在下文的描述中，除非特别说明，各个组份及混合物的配比均为重量比）。

一种双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其是由下列组份混合而成：以重量比计，含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯20-50份，含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯20-40份，引发剂3-8份，异氰酸酯2-5份，润湿分散剂0-0.5份，流平剂0-1份，无机填料1-10份；溶剂10-30份。

所述的溶剂为功能性丙烯酸酯活性单体和稀释剂的混合物，其中功能性丙烯酸酯活性单体和稀释剂的用量比例为1:1。

作为优选，所述的功能性丙烯酸活性单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯，所述稀释剂为混合溶剂，混合溶剂由酯类、酮类、醇类的溶剂三者按照重量比为5:2:3的比例混合而成，而且三缩丙二醇双丙烯酸酯和混合溶剂的用量为：三缩丙二醇双丙烯酸酯：混合溶剂＝1：1。

作为优选，所述的引发剂选用1－羟基环已基苯基甲酮和2，4，6－三甲基本甲酰基二苯基氧化膦，其中，按重量比，1－羟基环已基苯基甲酮为2-5份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1-3份。

作为优选，所述的润湿分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物溶液，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

所述的含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯为六官能度聚氨酯丙烯酸酯、含羟基底官能基团聚氨酯丙烯酸酯为二官能基团羟基聚氨酯丙烯酸酯。

为了生产这种高性能的双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其制作方法包括步骤如下： 

（1）、配料：

在一定容量的可搅拌开口拉缸（须清洁、干净、无污染）按照配方比例及生产量进行投料；将光引发剂、部分溶剂投入缸中，浸泡10-15分钟后;

（2）搅拌分散：

配料完成后继续投料，加入含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯、含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯、润湿分散剂（采用聚羟基二甲基硅氧）、流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、功能性丙烯酸活性单体采用三缩丙二醇双丙烯酸酯，以及无机填料。物料投完后采用盘式搅拌机器中速速分散5-10分钟，目视完全搅拌均匀，如有白色泡沫现象为正常；

（3）调整：将分散完成的涂料通过加入剩余的溶剂稀释，将粘度调至8.5s，再按照比例加入异氰酸酯，使用400目滤布过滤，即成双重固化的真空电镀UV涂料面漆。

固化：在基材上喷涂产品，先经温度烘烤，再经紫外线固化，即形成固化后新的表面漆膜效果。

这种双重固化的真空电镀UV涂料面漆，以高性能含羟基聚胺脂丙烯酸脂为主要成分，以光引发剂和异氰酸酯为固化剂，以润湿分散剂、流平剂为辅料，混有无机填料，以功能性丙烯酸酯活性单体或混合溶剂为粘度调节剂混合制得。该涂料在面漆喷涂前需加入固化剂，在使用时，需经过双重固化：即经温度烘烤和紫外光固化。该发明的工艺与传统的真空电镀UV光固化涂料工艺相同，且该涂料能够产生透性好、光泽高、丰满度佳等效果，实现硬度高、附着力极好等要求。丰富了手机、电器等塑胶电子产品、化妆品盒、汽车车灯等领域表面涂膜的装设效果。

经试验验证，本发明所制作的双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其附着力测试（3M胶带，百格测试）为4B；耐醇测试（99.5%乙醇）为2000次/1000g力；耐磨测试：纸带耐磨(NORMAN RCA)为800次；硬度测试：三菱铅笔1Kgf   2H表面无明显划痕；耐水煮（100°C沸水）为4小时，不脱落。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但应理解这些实施例并不是限制本发明的范围，在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明作出改变和改进以使其适合不同的使用情况，条件和实施方案。

本发明所实现的高性能双重固化的真空电镀UV涂料面漆，它以高延展性、光化学性聚氨酯丙烯酸树脂为主体成份，以环保型紫外光引发剂和异氰酸酯为固化剂，以润湿分散剂、流平剂等为辅料，混有无机填料，以功能性丙烯酸脂活性单体和溶剂为粘度调节剂。其各组份的重量配比如下：含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯：20-50份；含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯20-40份：引发剂3-8份，异氰酸酯剂2-5份；润湿分散剂0-0.5份；流平剂0-1份；无机填料：1-10份；溶剂（功能性丙烯酸酯活性单体或稀释剂）10-30份。

生产工艺包括配料、分散、调整等三个阶段。而固化是采用双重固化的方式，即：热固化和紫外光固化。其中，热固化温度范围在60-70℃，时间为10-20分钟；紫外光固化灯管是采用3支80-120W/cm高压汞灯照射出纹，6支80-120W/cm高压汞灯照射固化。

其中，所述的含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯为六官能度聚氨酯丙烯酸酯、含羟基底官能基团聚氨酯丙烯酸酯为二官能基团羟基聚氨酯丙烯酸酯，预选兼顾柔韧性佳、光泽高、附着力佳等物性的产品，粘度范围5,000-15,000mPas/30℃。

引发剂为：1－羟基环已基苯基甲酮2-5份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1-3份。

润湿分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物。

流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

其中，无机填料为微蜡粉（纳米级）。

其中，溶剂是功能性丙烯酸活性单体和稀释剂，它们分别选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和混合溶剂（酯类、酮类、醇类三者混合，比例5:2:3），三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：混合溶剂的用量比例=1：1。

实施例一。

（1）、配料：

在一定容量的可搅拌开口拉缸（须清洁、干净、无污染）将混合溶剂4份、光引化剂3份（其中1－羟基环已基苯基甲酮2份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1份）投入缸中，浸泡10-15分钟后。

（2）搅拌分散：

配料完成后，加入含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯20份、含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份，无机填料1份。再采用盘式搅拌机器中速速分散5-10分钟，目视完全搅拌均匀得到基墨（如有白色泡沫现象为正常）。

（3）调整：将分散完成的基墨通过加入剩余的1份混合溶剂稀释，将粘度调至8.5s，再加入2份异氰酸酯，使用400目滤布过滤，即成双重固化的真空电镀UV涂料面漆。

使用时需进行固化：在基材上喷涂产品，经温度烘烤、紫外线固化，即形成固化后双重固化UV涂料的表面漆膜效果。

实施例二。

（1）、配料：

在一定容量的可搅拌开口拉缸（须清洁、干净、无污染）将混合溶剂6份、光引化剂6份（其中1－羟基环已基苯基甲酮4份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦2份）投入缸中，浸泡10-15分钟后。

（2）搅拌分散：

配料完成后，加入含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯35份、含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯30份、润湿剂0.3份、流平剂0.5份、功能性丙烯酸活性单体10份，无机填料5份。再采用盘式搅拌机器中速速分散5-10分钟，目视完全搅拌均匀得到基墨（如有白色泡沫现象为正常）。

（3）调整：将分散完成的基墨通过加入4份混合溶剂稀释，将粘度调至8.5s，再加入4份异氰酸酯，使用400目滤布过滤，即成成品。

固化：在基材上喷涂产品，经温度烘烤、紫外线固化，即形成固化后双重固化UV涂料的表面漆膜效果。

实施例三。

（1）、配料：

在一定容量的可搅拌开口拉缸（须清洁、干净、无污染）将溶剂10份、光引化剂8份（其中1－羟基环已基苯基甲酮5份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦3份）投入缸中，浸泡10-15分钟后。

（2）搅拌分散：

配料完成后，加入含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯45份、含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯40份、润湿剂0.5份、流平剂1份、功能性丙烯酸活性单体15份，无机填料10份。再采用盘式搅拌机器中速速分散5-10分钟，目视完全搅拌均匀得到基墨（如有白色泡沫现象为正常）。

（3）调整：将分散完成的基墨通过加入5份混合溶剂稀释，将粘度调至8.5s，再加入5份异氰酸酯，使用400目滤布过滤，即成成品。

固化：在基材上喷涂产品，经温度烘烤、紫外线固化，即形成固化后双重固化UV涂料的表面漆膜效果。

这种双重固化的真空电镀UV涂料面漆达到性能指标如下所示。

附着力测试（3M胶带，百格测试）：4B。

耐醇测试（99.5%乙醇）：2000次/1000g力。

耐磨测试，纸带耐磨(NORMAN RCA)：800次。

手汗测试：PH4.7-PH10.2常温24小时。

硬度测试:三菱铅笔1Kgf   2H表面无明显划痕。

耐水煮（100°C沸水）：4小时，不脱落。

弯折测试120度无脆断现象。

高温储存相对温度60+2度，相对湿度95%  产品表面无异常。

低温储存-30+3度，产品外观无异常。

本发明可通过功能性丙烯酸酯活性单体和混合溶剂调节涂料的粘度，以适应不同喷涂的需要。

综上所述，本发明新的表面效果喷涂双重固化UV涂料除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其特征在于该面漆是由下列组份混合而成：以重量比计，含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯20-50份，含羟基低官能基团聚氨酯丙烯酸酯20-40份，引发剂3-8份，异氰酸酯2-5份，润湿分散剂0-0.5份，流平剂0-1份，无机填料1-10份；溶剂10-30份；所述的溶剂为功能性丙烯酸酯活性单体和稀释剂的混合物，其中功能性丙烯酸酯活性单体和稀释剂的用量比例为1:1；所述的功能性丙烯酸活性单体为三缩丙二醇双丙烯酸酯，所述稀释剂为混合溶剂，混合溶剂由酯类、酮类、醇类的溶剂三者按照重量比为5:2:3的比例混合而成，而且三缩丙二醇双丙烯酸酯和混合溶剂的用量为三缩丙二醇双丙烯酸酯：混合溶剂＝1:1；所述的引发剂选用1－羟基环已基苯基甲酮和2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦，其中，按重量比，1－羟基环已基苯基甲酮为2-5份；2，4，6－三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1-3份。

2.根据权利要求1所述的双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其特征在于所述的润湿分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物溶液，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的双重固化的真空电镀UV涂料面漆，其特征在于所述的含羟基高官能基团聚氨酯丙烯酸酯为六官能度聚氨酯丙烯酸酯、含羟基底官能基团聚氨酯丙烯酸酯为二官能基团羟基聚氨酯丙烯酸酯。