CN103045073B

CN103045073B - 紫外光固化立体幻彩漆

Info

Publication number: CN103045073B
Application number: CN201310026982.7A
Authority: CN
Inventors: 缪培凯
Original assignee: Hu'nan Sokan New Material Co Ltd
Current assignee: Hunan Matsui new materials Limited by Share Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: CN103045073A

Abstract

本发明提供了一种紫外光固化立体幻彩漆，包括底漆和面漆，底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、10～15重量份的三官能丙烯酸酯单体、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份的稀释剂和0.01～0.5重量份的助剂；面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、1～5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重量份的助剂。解决了现有紫外光固化漆外观单一，稳定性差的技术问题。

Description

紫外光固化立体幻彩漆

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别地，涉及一种紫外光固化立体幻彩漆。

背景技术

为使经真空镀膜后的镀层平整且具有金属光泽和亮度，因而在镀膜前后需要分别对待涂表面进行涂装处理，常用的漆为紫外光固化漆。采用在紫外光固化漆中添加颜料和色素，只能体现出单一色彩，如黑色、蓝色、绿色等。随着消费者对紫外光固化漆运用于真空镀膜的外观要求日益提高，需求更富于立体幻彩外观效果且稳定性高、耐磨性能高、附着力强的产品。

发明内容

本发明目的在于提供一种紫外光固化立体幻彩漆，以解决现有技术中紫外光固化漆外观单一，稳定性差，耐摩擦能力差，对基体的附着力差的技术问题。

本发明提供了一种紫外光固化立体幻彩漆，包括底漆和面漆，

底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、10～15重量份的三官能丙烯酸酯单体、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份的稀释剂和0.01～0.5重量份的助剂；

面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、1～5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重量份的助剂。

进一步地，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95～43.5重量份的稀释剂和0.05～0.5重量份的助剂；面漆包括30～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的稀释剂和0.8～2重量份的助剂。

进一步地底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95重量份的稀释剂和0.05重量份的助剂；面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力促进剂、2重量份的光引发剂、44.2重量份的稀释剂和0.8重量份的助剂。

进一步地，附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体。

进一步地，附着力促进树脂为丙烯酸树脂。

进一步地，光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的紫外光固化立体幻彩漆经涂装、真空镀膜、紫外光固化后，利用底漆和面漆之间的产生的化学反应，使紫外光固化漆呈现出的立体幻彩效果，而无需添加幻彩粉料助剂，可显著降低产品成本及提高施工便利性。同时，本发明提供的紫外光固化立体幻彩漆性能优异，硬度高、耐磨性能强、稳定性好，在水煮和高温高湿条件下外观和附着力均无异常。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下结合说明书对本发明的实施例进行详细说明，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。

本发明提供一种紫外光固化立体幻彩漆，以解决现有技术中产品外观效果单一问题，赋予真空镀膜产品的立体幻彩外观效果；同时保持产品优异的使用性能。本发明提供的紫外光固化立体幻彩漆包括底漆和面漆，其中底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、10～15重量份的三官能丙烯酸酯单体、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份的稀释剂和0.01～0.5重量份的助剂；面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、1～5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重量份的助剂。

双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树酯是指在树脂分子结构中同时含有可光固化的丙烯酸酯结构单元和可与羟基丙烯酸树脂中的羟基发生热固化反应的异氰酸酯结构单元。

本发明提供的紫外光固化底漆具有优异柔软性，将紫外光固化底漆真空镀膜后，喷涂面漆时，面漆中的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂通过镀层渗透入底漆浅表面，在红外灯照射加热作用下，双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂中的异氰酸酯基团(NCO)可与底漆的羟基丙烯酸树脂中的羟基(OH)发生热固化加成反应，形成氨基甲酸酯分子链段，通过化学键以增加面漆与底漆的附着稳定性。同时，在紫外光照射作用下，双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂中的丙烯酸酯基团可与面漆中的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和六官能丙烯酸酯单体发生光固化自由基加成反应，形成高度致密性的空间网络交联结构，使面漆具有优良的耐磨性能、硬度和稳定性。由于面漆中的双重固化树脂与底漆发生化学反应，以及面漆树脂和六官能丙烯酸酯单体之间发生化学反应，面漆固化时，面漆产生强烈收缩内应力可将柔软性的底漆表面产生较大拉扯作用力，而使底漆以及真空镀膜层表面形成纳米级及亚纳米级的凹凸褶皱面，当面漆固化后所制作产品，利用入射光线在凹凸不平金属镀层表面产生折射、干涉及多重反射效应，呈现出立体幻彩效果。

本发明提供的紫外光固化底漆中包含重量份数为10～20份二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和15～25份的羟基丙烯酸树脂，以其二者作为成膜物质，即可对涂装表面起保护作用。同时，底漆漆膜具有柔软特性，利用底漆与面漆发生化学反应及面漆固化产生收缩内应力，使底漆呈现凹凸不平的表面，进而使镀层不平整，入射光照射产品时，可形成显著的折射、干涉及多重反射效应，呈现出立体幻彩效果。

面漆的主成膜物质则为20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和5～15重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂；在面漆的配比中包含了多个高官能团有机物，这种有机物由于官能度高，因而功能官能团数目较多，而链长相对较短，在紫外光固化时，可产生强烈的收缩内应力，且漆膜表现出高硬度特点，将其用为面漆能保护真空镀膜层，从而延长涂装表面的使用寿命。

在紫外光固化面漆中，附着力促进剂可以是本领域常用的附着力促进剂，如聚乙烯类化合物。在紫外光固化底漆中，附着力促进树脂可以是本领域内常用的附着力促进树脂，如PP树脂。

进一步地，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95～43.5重量份的稀释剂和0.05～0.5重量份的助剂；面漆包括30～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的稀释剂和0.8～2重量份的助剂。当紫外光固化立体幻彩漆的底漆和面漆按照上述配方和配方量进行组合时，紫外光固化立体幻彩漆的性能更佳，硬度更好，耐磨性能更佳、附着力更好，在水煮和高温高湿条件下外观和附着力均无异常。

进一步地底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95重量份的稀释剂和0.05重量份的助剂；面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力促进剂、2重量份的光引发剂、44.2重量份的稀释剂和0.8重量份的助剂。当紫外光固化立体幻彩漆的底漆和面漆按照上述配方和配方量进行组合时，紫外光固化立体幻彩漆的性能最佳，硬度最好，耐磨性能最佳、附着力最好，在水煮和高温高湿条件下外观和附着力均无异常。

进一步地，附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体。当附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体时，紫外光固化漆的附着力更强。

进一步地，附着力促进树脂为丙烯酸树脂。当附着力促进树脂为丙烯酸树脂时，紫外光固化漆的附着力更强。

进一步地，光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。当光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的一种或两种时，光固化效果更好，制得的紫外光固化漆的性能更强。

实施例

本发明提供漆面固化时，底漆所需固化能量为600～800J/cm²；面漆所需固化能量为1000～1300mJ/cm²，可由紫外灯提供相应能量。

本文实施例中采用的三官能丙烯酸酯单体为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙氧化甘油三丙烯酸酯，以兼顾底漆具有优异的光固化速度及漆膜柔软性、六官能丙烯酸酯单体为二季戊四醇六丙烯酸酯或2莫尔己内酯改质双季戊四醇六丙烯酸酯。本文所指高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为具有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。

实施例1～6中，用于底漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自美国沙多玛公司的CN9178NS、CN9001NS，或购自购自台湾长兴化学的6121F-80、611A-85。

羟基丙烯酸树脂购自佛山市高明同德化工有限公司的AC1164A、ACR6688，广州聚佳贸易有限公司的AU320-60，江苏三木集团有限公司的BS8013，该化合物柔韧性好。

用于面漆的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸酯购自德国拜耳公司的VP LS 2396、XP2510。

高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，购自美国氰特公司的EBECYRL 5129，美国沙多玛公司的CN9013，台湾长兴化学的DR-U095。

三官能丙烯酸酯单体型号为EM2380、EM2387；六官能丙烯酸酯单体型号为EM266、EM2692，以上单体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。

附着力促进树脂为丙烯酸树脂，型号6531B40购自台湾长兴化学；附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体型号为CD9050购自美国沙多玛公司。

聚丙烯化合物的产品型号MT-8370，购自广州方景贸易有限公司；附着力促进树脂中PP树脂的产品型号PPA1441，购自广州聚佳贸易有限公司。

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。所用助剂是为了提高紫外光固化漆的涂布性能及使用性能，均购自德国BYK公司。

底漆稀释剂乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇为市售，分析纯；面漆稀释剂乙酸乙酯、甲基异丁基酮、丁酮、甲苯为市售，分析纯。

实施例1～6面漆、中漆和底漆的涂装固化方法：

a)将实施例1～6中的紫外光固化底漆进行预处理步骤后喷涂于PC基材上，涂装膜厚为20μm，50℃红外灯照射下流平5min，700mJ/cm²能量固化；

b)然后进行真空镀膜；

c)在真空镀膜上喷涂实施例1～6中的紫外光固化面漆，涂装膜厚15μm，60℃红外灯照射下流平7min，1100mJ/cm²能量固化。

实施例1～6中紫外光固化底漆预处理步骤为：

a)将实施例1～6的紫外光固化底漆中含丙烯酸基团的树脂在40～50℃下预热1～2h，用2/3体积的稀释剂溶解得到第一溶液；

b)在第一溶液中加入实施例1～6的紫外光固化底漆中的丙烯酸类单体、光引发剂、附着力促进树脂加入，在40～50℃下以500～600r/min进行搅拌20～30min得到第二溶液；

c)在第二溶液中加入实施例1～6的紫外光固化底漆中的助剂和剩余的1/3体积的稀释剂，在900～1200r/min下搅拌10～20min，用400目滤布过滤得到紫外光固化底漆。

实施例1～6中紫外光固化面漆预处理步骤为：

b)在第一溶液中加入实施例1～6的紫外光固化底漆中的丙烯酸类单体、光引发剂加入，在40～50℃下以500～600r/min进行搅拌20～30min得到第二溶液；

c)在第二溶液中加入实施例1～6的紫外光固化底漆中的助剂、附着力促进剂和剩余的1/3体积的稀释剂，在900～1200r/min下搅拌10～20min，用400目滤布过滤得到紫外光固化底漆。

表1为实施例1中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表2为实施例2中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表3为实施例3中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表4为实施例4中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表5为实施例5中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表6为实施例6中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表7为对比例1中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表8为对比例2中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表9为对比例3中紫外光固化底、面漆各成分重量份数。

表1 实施例1中底漆各成分的重量份数

表2 实施例2中底漆各成分的重量份数

表3 实施例3中底漆各成分的重量份数

表4 实施例4中底漆各成分的重量份数

表5 实施例5中底漆各成分的重量份数

表6 实施例6中底漆各成分的重量份数

表7 对比例1中底漆各成分的重量份数

表8 对比例2中底漆各成分的重量份数

表9 对比例3中底漆各成分的重量份数

将实施例1～6和对比例1～3的紫外光固化立体幻彩漆进行质量检测，检测结果列于表10中。

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，样品重量或漆膜负重为175g条件下进行。铅笔硬度测试按GB/T 6739-2006标准测试，负重1000g；附着力测试按GB 9286-1998标准测试。漆面水煮测试在100℃沸水浸泡1小时条件下进行，评价漆面外观及附着力。漆面高温高湿测试在80℃温度、95％湿度条件下进行96小时，评价漆面外观及附着力。符号A表示外光和附着力无异常；符号B表示外观暗淡，紫外光固化漆易掉落。

表10 紫外光固化立体幻彩漆的性能测试结果表

从表10的结果可知，实施例1～6的紫外光固化漆具有立体幻彩效果，而对比例1～3的紫外光固化漆不具有立体幻彩效果，证明按照本发明提供的配方可以制得紫外光固化立体幻彩漆，若改变了其配方中的组分，则紫外光固化漆不具有立体幻彩效果。实施例1～6的紫外光固化立体幻彩漆的附着力、耐磨性能和稳定性均优于对比例1～3，证明按照本发明的配方和配方量制得的紫外光固化立体幻彩的的效果更优。其中实施例5的效果最佳，为本发明最优实施例。

以上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

1.一种紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，包括底漆和面漆，

所述底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、10～15重量份的三官能丙烯酸酯单体、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份的稀释剂和0.01～0.5重量份的助剂；

所述面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、1～5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重量份的助剂；

所述双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树酯为同时含有可光固化的丙烯酸酯结构单元和可与所述羟基丙烯酸树脂中的羟基发生热固化反应的异氰酸酯结构单元的树脂分子结构。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，

所述底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95～43.5重量份的稀释剂和0.05～0.5重量份的助剂；

所述面漆包括30～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的稀释剂和0.8～2重量份的助剂。

3.根据权利要求1所述的紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，

所述底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的羟基丙烯酸树脂、15重量份的三官能丙烯酸酯单体、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引发剂、33.95重量份的稀释剂和0.05重量份的助剂；

所述面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量份的双重固化氨基甲酸酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力促进剂、2重量份的光引发剂、44.2重量份的稀释剂和0.8重量份的助剂。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，所述附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，所述附着力促进树脂为丙烯酸树脂。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的紫外光固化立体幻彩漆，其特征在于，所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。