CN103232803B - 一种uv固化涂料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV固化涂料及其应用，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，包括以下组分：高官能聚氨酯丙烯酸酯30～40；二官能聚氨酯丙烯酸树脂10～20；丙烯酸酯化磷酸酯5～10；高酸值丙烯酸多元醇树脂5～10；1,6己二醇二丙烯酸酯10～15；光敏剂2～4；纳米三氧化二铝分散体1-2；溶剂15～20。所述UV光固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护。所述UV光固化涂料UV光固化后，能在金属表面形成一层坚韧的涂料层，对金属附着力好、表面硬度高、耐刮伤性能好，能有效保证金属在表面加工过程中不被划伤。而且，在金属加工完成后，用碱水能很快将所述UV光固化涂料层脱除，对金属本身不会造成任何影响。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种用于金属表面加工临时性保护的UV固化涂料及其应用。
背景技术
目前，金属材料在手机制造中越来越成为一种普遍且重要的材料。通常手机金属加工工艺：金属原材料→成形→拉丝→清洁→喷涂→包装。拉丝的主要目的是在金属表面形成如丝绸般顺直的效果，同时可以得到一种低光泽表面，增强手机的美观。但是拉丝并不是在全部金属表面进行，所以在不需要拉丝的地方就需要对其进行临时性的保护。可在金属表面不需要进行拉丝的地方涂一层涂料，在拉丝完毕之后再用稀碱液将保护涂料脱除。
对这种进行保护的涂料基本要求是：涂料对金属有一定的附着力，褪去时又不能有残留；能起到较好的保护作用，涂料有一定韧性，拉丝不能出现锯齿状；工艺可操作性强、较之前有较大优越性；涂料有一定抗划伤性；涂料能够用低浓度碱液很快脱除。
同时，随着全球环境保护意识的增强，涂料工业也开始沿着可持续性方向发展。UV涂料因具有环保、方便和经济等优点，在现代社会得到了广泛使用，尤其是在3C产品方面更是一统天下，有着无可比拟的优势，具体而言，UV涂料同传统挥发干燥型涂料相比具有如下好处：快速固化、生产效率高；优异的固化膜性能（耐磨性、耐化学药品等）；低温固化，适于热敏性基材（如塑料）；溶剂含量低或不含溶剂，对环境危害小；节省场地，能量消耗低。
但是，现有的UV涂料由于其不耐划伤而不能用作金属表面加工的临时性保护涂料。因此现有技术有待完善与发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种UV固化涂料及其应用，是一种UV固化的、且用碱水即可从金属表面上剥离的、起保护作用的涂料，旨在解决现有UV涂料由于不耐划伤而不能用于金属表面加工的临时性保护的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种UV固化涂料，其中，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，包括以下组分：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 30～40；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 10～20；
丙烯酸酯化磷酸酯 5～10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5～10；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10～15；
光敏剂 2～4；
纳米三氧化二铝分散体 1-2；
溶剂 15～20。
所述的UV固化涂料，其中，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，还包括以下组分：
助剂 0.9～1.5；
颜料 1-2；
增稠剂 1-2。
所述的UV固化涂料，其中，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，由以下组分组成为：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 35；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 15；
丙烯酸酯化磷酸酯 10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10；
光敏剂 3；
助剂 1.2；
颜料 1.5；
增稠剂 1.5；
纳米三氧化二铝分散体 1.5；
溶剂 16.3。
所述的UV固化涂料，其中，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的TG点为145，折光指数1.474，粘度为2200mpa.s/60°，伸长率2%，抗张强度6700psi；所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000 mpa.s/60°；所述丙烯酸酯化磷酸酯的酸值为150-200mgKOH/g；所述高酸值丙烯酸多元醇树脂的分子量为5000-10000。
所述的UV固化涂料，其中，所述纳米氧化铝分散体含50%的二缩三丙二醇二丙烯酸酯，不挥发份为 100%，颗粒含量为30%，密度为1.36 g/ml；所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。
所述的UV固化涂料，其中，所述助剂在所述UV固化涂料中，按照重量百分比，由以下组分组成：
流平剂 0.3～0.5；
消泡剂 0.3～0.5；
分散剂 0.3～0.5。
所述的UV固化涂料，其中，所述消泡剂为有机硅，所述流平剂为有机硅，所述分散剂为聚氨酯，所述增稠剂为气相二氧化硅。
所述的UV固化涂料，其中，所述颜料为酞青兰。
一种如上所述的UV固化涂料的应用，其中，将所述UV固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护。
所述的UV固化涂料的应用，其中，所述UV固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护的具体过程如下：
涂料稀释：将所述UV固化涂料与醋酸丁酯按照1：1的比例混合稀释；
喷涂：在所述金属表面不需要进行拉丝的部位的喷涂所述UV固化涂料的稀释液；
IR烘烤；
UV固化；
表面加工：对所述金属表面进行拉丝；
脱除涂料：用5% NaOH溶液在70℃下脱除金属表面的UV固化涂料；
清水清洗。
本发明有益效果：本发明所提供的UV固化涂料，喷涂于金属工件上，通过UV光固化机固化后，能在金属表面形成一层坚韧的漆膜，对金属附着力好、表面硬度高、耐刮伤性能好，能有效保证金属在表面加工过程中不被划伤。而且，在金属加工完成后，用碱水能很快将所述UV光固化涂料层脱除，对金属本身不会造成任何影响。因此，所述UV光固化涂料能有效应用于金属表面加工。而且，所述UV光固化涂料低气味、无甲苯、无卤素、无重金属，符合RoHS标准，对环境危害小。
具体实施方式
本发明提供一种UV固化涂料及其应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提供的UV固化涂料，是一种用于金属表面加工的临时性保护涂料，能用于金属加工工艺中，起保护金属的作用，所述UV固化涂料UV固化、用碱水即可从金属上金属，其具有以下优点：
1、对金属附着力好，切割无锯齿，表面硬度高，耐刮伤性好；
2、低气味，无甲苯，无卤素，无重金属，符合RoHS标准；
3、在低浓度碱液中能够快速脱除。
具体地，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，包括以下组分：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 30～40；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 10～20；
丙烯酸酯化磷酸酯 5～10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5～10；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10～15；
光敏剂 2～4；
助剂 0.9～1.5；
颜料 1-2；
增稠剂 1-2；
纳米三氧化二铝分散体 1-2；
溶剂 15～20。
所述UV固化涂料，按照重量百分比计，优选为由以下组分组成为：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 35；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 15；
丙烯酸酯化磷酸酯 10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10；
光敏剂 3；
助剂 1.2；
颜料 1.5；
增稠剂 1.5；
纳米三氧化二铝分散体 1.5；
溶剂 16.3。
其中，所述助剂为流平剂、消泡剂、分散剂中的一种或几种的组合。所述助剂在所述UV固化涂料中，按照重量百分比，优选为由以下组分组成：
流平剂 0.3～0.5；
消泡剂 0.3～0.5；
分散剂 0.3～0.5。
所述的UV固化的金属保护涂料，其中，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的TG点为145，折光指数1.474，粘度为2200mpa.s/60°，伸长率2%，抗张强度6700psi，可以为配方提供硬度和耐刮性。所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000 mpa.s/60°，固化后收缩率低可以保证油墨在金属上有较好的附着。所述丙烯酸酯化磷酸酯的酸值为150-200mgKOH/g，主要提供对金属的附着。所述高酸值丙烯酸多元醇树脂的分子量为5000-10000，褪膜时该树脂上的羧酸基团会和氢氧化钠反应，生成水溶性的羧酸钠盐。
所述消泡剂为有机硅，可以减少印刷过程产生的泡沫；所述流平剂为有机硅，可以改进油墨表面的平滑性；所述分散剂为聚氨酯，主要用于颜料和填料的分散，保证色泽均匀；所述增稠剂为气相二氧化硅，可以防止颜料的沉降；所述颜料为酞青兰；所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮，在配方中引发反应，从而使油墨固化；所述纳米氧化铝分散体含50%（重量比）的二缩三丙二醇二丙烯酸酯，颗粒含量为30%，密度为1.36 g/mL，在配方中可以提高油墨的抗划伤性能；所述溶剂为醋酸丁酯。
所述UV固化涂料，其制备方法为：将各组分按所述比例加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即可得到成品。
本发明中还提供所述UV固化涂料的用途，主要是将所述UV固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护，将所述UV固化涂料喷涂于金属表面（不进行拉丝的部位），在金属表面形成一种坚韧的漆膜，有效保证金属在表面加工过程中不被划伤。金属加工完成后可以用碱水很快将涂料保护层脱除，而不影响金属本身，可有效应用于手机盖等金属表面加工。所述UV涂料在喷涂前，需要将所述UV固化涂料与醋酸丁酯按照1：1的比例混合稀释，再用于喷涂。
所述UV固化涂料用于手机触摸屏等金属表面加工时的临时性保护的具体操作工艺如下：
底材清洁：对金属表面进行清洗，烘干；
涂料稀释：将所述UV固化涂料与醋酸丁酯按照1：1的比例混合稀释；
喷涂：在所述金属表面不需要进行拉丝的部位的喷涂所述UV固化涂料的稀释液；
IR烘烤；
UV固化；
表面加工：对所述金属表面进行拉丝；
脱除涂料：用5% NaOH溶液在70℃下脱除金属表面的UV固化涂料；
清水清洗。
其中，所述UV固化涂料的涂料膜厚为16-20um（Mitutoyo）。所述IR（红外线）烘烤过程中IR温度的100-110℃，时间为2-3min。所述UV固化过程中，累计UV能量1500~2200mj/cm2 (EIT UV Power Puck II)，光谱范围为180~420nm，UV灯管功率为80-120W/cm。
实施例
通过如表1所示的实施例1-4对本发明作进一步详细说明如下：
表1
将上述表1中实施例1～4的任一配比的各组分按所述比例加入容器中，在搅拌条件下混合均匀后按如下工艺和参数施工。
工艺顺序：
底材清洁→涂料稀释→喷涂→IR烘烤→UV固化→表面拉丝→5% NaOH溶液70℃脱除→清水清洗。
工艺参数：
稀释比例：涂料：醋酸丁酯=100:100；
膜厚：16-20um（Mitutoyo）；
累计UV能量：1500~2200mj/cm2 (EIT UV Power Puck II)；
光谱范围：180~420nm；
UV灯管功率：80-120W/cm；
IR温度：100-110℃，时间2-3min。
实施例1-4所得涂料层在金属表面时的性能如表2所示。
表2
综上所述，将所述UV固化涂料喷涂于金属工件上，通过UV光固化机固化后，能在金属表面形成一层坚韧的漆膜，对金属附着力好、表面硬度高、耐刮伤性能好，能有效保证金属在表面加工过程中不被划伤。而且，在金属加工完成后，用碱水能很快将所述UV光固化涂料层脱除，对金属本身不会造成任何影响。因此，所述UV光固化涂料能有效应用于金属表面加工。而且，所述UV光固化涂料低气味、无甲苯、无卤素、无重金属，符合RoHS标准，对环境危害小。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1. 一种UV固化涂料，其特征在于，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，包括以下组分：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 30～40；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 10～20；
丙烯酸酯化磷酸酯 5～10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5～10；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10～15；
光敏剂 2～4；
纳米三氧化二铝分散体 1-2；
溶剂 15～20。
2.根据权利要求1所述的UV固化涂料，其特征在于，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，还包括以下组分：
由流平剂、消泡剂和分散剂组成的助剂 0.9～1.5；
颜料 1-2；
增稠剂 1-2。
3.根据权利要求2所述的UV固化涂料，其特征在于，所述UV固化涂料，按照重量百分比计，由以下组分组成为：
高官能聚氨酯丙烯酸酯 35；
二官能聚氨酯丙烯酸树脂 15；
丙烯酸酯化磷酸酯 10；
高酸值丙烯酸多元醇树脂 5；
1,6己二醇二丙烯酸酯 10；
光敏剂 3；
助剂 1.2；
颜料 1.5；
增稠剂 1.5；
纳米三氧化二铝分散体 1.5；
溶剂 16.3。
4.根据权利要求1所述的UV固化涂料，其特征在于，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的Tg点为145℃，折光指数1.474，粘度为2200mpa.s/60℃，伸长率2%，抗张强度6700psi；所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为2000 mpa.s/60℃；所述丙烯酸酯化磷酸酯的酸值为150-200mgKOH/g；所述高酸值丙烯酸多元醇树脂的分子量为5000-10000。
5.根据权利要求1所述的UV固化涂料，其特征在于，所述纳米三氧化二铝分散体含50%质量百分比的二缩三丙二醇二丙烯酸酯，不挥发份为 100%，颗粒含量为30%，密度为1.36 g/ml；所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。
6.根据权利要求2所述的UV固化涂料，其特征在于，所述由流平剂、消泡剂和分散剂组成的助剂在所述UV固化涂料中，按照重量百分比，由以下组分组成：
流平剂 0.3～0.5；
消泡剂 0.3～0.5；
分散剂 0.3～0.5。
7.根据权利要求2所述的UV固化涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅，所述流平剂为有机硅，所述分散剂为聚氨酯，所述增稠剂为气相二氧化硅。
8.根据权利要求2所述的UV固化涂料，其特征在于，所述颜料为酞青兰。
9.一种如权利要求2所述的UV固化涂料的应用，其特征在于，将所述UV固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护。
10.根据权利要求9所述的UV固化涂料的应用，其特征在于，所述UV固化涂料用于金属表面加工时的临时性保护的具体过程如下：
涂料稀释：将所述UV固化涂料与醋酸丁酯按照1：1的质量比混合稀释；
喷涂：在所述金属表面不需要进行拉丝的部位，喷涂所述UV固化涂料的稀释液；
IR烘烤；
UV固化；
表面加工：对所述金属表面进行拉丝；
脱除涂料：用5% NaOH溶液在70℃下脱除金属表面的UV固化涂料；
清水清洗。
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