CN103374245A - 一种真空镀膜用面漆和一种真空镀膜层表面形成涂层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空镀膜用紫外光固化面漆，含有以下组分：三官能度脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯5-40重量份；六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物10-50重量份；九官能度聚氨酯丙烯酸酯齐聚物10-30重量份；单官能度稀释单体5-20重量份；光引发剂1-5重量份；流平剂0.1-0.5重量份；面漆溶剂10-70重量份。本发明还提供了采用真空镀膜用面漆中含有的低聚物在自身发生交联固化的同时还能与中漆层中的组分继续发生交联反应，使得固化后形成的面漆层与中漆层之间良好的附着力。

Description

一种真空镀膜用面漆和一种真空镀膜层表面形成涂层的方法

技术领域

本发明涉及涂料组合物领域，尤其涉及一种真空镀膜用面漆和一种真空镀膜层表面形成涂层的方法。

背景技术

利用PVD（物理气相沉积）技术在塑胶制品表面形成真空镀膜层，使制品表面具有金属质感和镜面效果，不但能提高产品外观档次，而且使得制品的机械强度、耐热性、尺寸稳定性、吸水率等性能都得到较大提高。但是，真空镀膜后的制品表面必须用涂料进行保护，以提高其光泽度、附着力、耐磨和耐候性。目前真空镀膜制品表面所采用的面漆一般为光固化涂料，由于其能源利用率高、环境友好及低成本因此得到了广泛的推广。但目前常用的紫外光固化面漆在保证漆膜硬度、耐磨、耐划伤、耐老化性能的同时很难保证漆膜的柔韧性能，从而影响面漆与中漆或镀膜层的附着问题。

发明内容

本发明解决了现有技术中真空镀膜塑料制品表面面漆不能同时保证面漆层良好的硬度、耐磨、耐划伤、耐老化性能以及与中漆层的高附着力的技术问题。

本发明提供了一种真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，含有以下组分： 

三官能度聚氨酯丙烯酸酯            5-40重量份；

六官能度聚氨酯丙烯酸酯            10-50重量份；

九官能度聚氨酯丙烯酸酯            10-30重量份；

单官能度稀释单体                  5-20 重量份；

光引发剂                          1-5重量份；

流平剂                            0.1-0.5重量份；

面漆溶剂                          10-70重量份。

本发明还提供了一种真空镀膜层表面形成涂层的方法，包括以下步骤：

A、在基材的真空镀膜层上涂覆真空镀膜用中漆，固化后在真空镀膜层表面形成中漆层；

B、在中漆层表面涂覆本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆，固化后在中漆层表面形成面漆层。

本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆，通过采用三官能度聚氨酯丙烯酸酯、六官能度聚氨酯丙烯酸酯、九官能度聚氨酯丙烯酸以及单官能度稀释单体，使得其在紫外光条件下发生自身固化交联的同时，还能与中漆层的组分发生继续交联，从而能有效提高中漆层与面漆层之间的附着力，并同时保证紫外光固化面漆层本身的高硬度、耐磨、耐划伤和耐老化性能，能满足电子产品外观的高性能要求。   

具体实施方式

本发明提供了一种空镀膜用紫外光固化面漆，含有以下组分： 

三官能度聚氨酯丙烯酸酯           5-40重量份；

六官能度聚氨酯丙烯酸酯           10-50重量份；

九官能度聚氨酯丙烯酸酯           10-30重量份；

单官能度稀释单体                 5-20 重量份；

光引发剂                         1-5重量份；

流平剂                           0.1-0.5重量份；

面漆溶剂                         10-70重量份。

本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆，通过采用三官能度脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯、六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、九官能度聚氨酯丙烯酸酯以及单官能度稀释单体，使得其在紫外光条件下发生自身固化交联后的漆膜不但具有超高的硬度、耐磨、耐划伤和耐老化性能，而且还有一定的柔韧性能，从而能保证中漆层与面漆层之间的附着力，能满足高档电子产品外观的高性能要求。

具体地，本发明中，所述三官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为3、分子量为1000-3000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。本发明中，所述三官能度聚氨酯丙烯酸酯也可直接采用商购产品，例如可以采用拜耳的U100，沙多玛 CN944B85，CN945A60等，但不局限于此。

所述六官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为6、分子量为1000-5000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。所述六官能度聚氨酯丙烯酸酯也可直接采用商购产品，例如可以采用沙多玛的拜耳的U400、CN8000，CN8001等，但不局限于此。所述九官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为9、分子量为3000-5000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。所述九官能度聚氨酯丙烯酸酯也可直接采用商购产品，例如可以采用沙多玛的CN9013，但不局限于此。

所述单官能度的稀释单体为四氢呋喃丙烯酸酯或丙烯酸异冰片酯（IBOA）。本发明中，所述单官能度稀释单体也可直接采用商购产品，例如四氢呋喃丙烯酸酯可以采用沙多玛的SR285，IBOA可以采用沙多玛的SR506，但不局限于此。

本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆中，光引发剂用于引发交联固化反应，其可采用现有的UV面漆中常用的各种光引发剂，例如可以选自下列的至少一种：二苯甲酮、二苯乙醇酮、二苯乙二酮、1-羟基环己基苯甲酮（184）、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦等。这些光引发剂都是市售可得的。例如，所述光引发剂可以采用： BASF公司的Lucirin TPO（2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦）、Lucirin TPO-L（乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次磷酸酯）、汽巴精化公司的Irgacure 819（双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）-苯基氧化膦）、Darocur 1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮），以及UV278、UV307、Darocur 4265、Irgacure 651、Irgacure 1800、 Irgacure 369、Irgacure 1700 和Irgacure 907。

本发明中，所述流平剂用于改善面漆固化后的平整度，提高面漆层的表面细密度和光滑度。所述流平剂为本领域技术人员常用的各种流平剂，例如可以采用BYK333、BYK306、BYKUV3500、TEGO Flow 300、TEGO Flow 425中的一种或多种。

所述面漆溶剂采用UV面漆中常用的各种溶剂，例如可以选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇、正丁醇中的一种或多种，本发明没有特殊规定。

本发明还提供了一种真空镀膜层表面形成涂层的方法，包括以下步骤：

A、在基材的真空镀膜层上涂覆真空镀膜用中漆，固化后在真空镀膜层表面形成中漆层；

B、在中漆层表面涂覆本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆，固化后在中漆层表面形成面漆层。

本发明中，所述真空镀膜用中漆可采用现有技术中常用的各种双组份中漆，例如可以采用PPG、贝格以及武藏双组份中漆，本发明没有特殊规定。

优选情况下，所述真空镀膜用中漆中含有以下组分：支链聚酯多元醇         10-20 重量份；羟基聚丙烯酸酯 10-20重量份；脂肪族异氰酸酯 12-24重量份；二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯 3-10重量份；中漆助剂 0.1-0.5重量份；中漆溶剂 30-60重量份。其中支链聚酯多元醇、羟基聚丙烯酸酯为成膜组分，脂肪族异氰酸酯为固化剂。

在面漆固化过程中，本发明优选的真空镀膜用中漆中的活性稀释单体（即二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯）能与紫外光固化面漆中的低聚物（即六官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物和高官能团聚氨酯丙烯酸酯齐聚物）发生固化交联，从而可有效提高中漆层与面漆层的附着力。

其中，所述支链聚酯多元醇的采用支链化饱和聚酯多元醇。更优选情况下，所述支链聚酯多元醇的羟基含量为3.0-6.0wt%，数均分子量为5000-30000。所述支链聚酯多元醇也可直接采用商购产品，例如可以采用拜耳的651MPA，但不局限于此。

所述羟基聚丙烯酸酯的羟基含量为2.0-4.0wt%，数均分子量为10000-30000。即本发明中，所采用的羟基聚丙烯酸酯为热固性羟基聚丙烯酸酯。所述羟基聚丙烯酸酯可直接采用商购产品，例如可以采用拜耳的A870BA。

所述脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯（HDI）三聚体，其中异氰酸酯基的含量为15-20wt%。 所述脂肪族异氰酸酯可直接采用商购产品，例如可以采用拜耳的N3390，但不局限于此。所述二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯也可直接采用商购产品，例如二季戊四醇五丙烯酸酯可以采用沙多玛的SR399。

所述中漆助剂为现有的涂料中常用的各种助剂，例如选自流平剂、消泡剂、触变剂、分散剂中的一种或多种。

其中，所述真空镀膜用中漆中的流平剂的作用与面漆中的作用相似，也是用于改善漆膜固化后的平整度，提高漆膜的表面细密度和光滑度。本发明中，所述流平剂可以直接采用与面漆中相同的各种流平剂，此处不再赘述。以真空镀膜用中漆中除中漆溶剂以外的各组分的总质量为基准，真空镀膜用中漆中流平剂的含量为1-3wt%。

所述消泡剂用于去除涂料生产过程中产生的气泡，避免因气泡而导致降低中漆层的机械性能。本发明中，所述消泡剂可直接采用商购产品，例如可以选自CF-500、Afcona 2501、Afcona2502、Afcona2524中的一种或多种。以真空镀膜用中漆中除中漆溶剂以外的各组分的总质量为基准，真空镀膜用中漆中消泡剂的含量为1-3wt%。

所述触变剂用于改善真空镀膜用中漆的触变性能，使得中漆在贮存时在内部形成氢键网络，保证其贮存稳定性；而在施工时，氢键网络被破坏，体系黏度降低，从而改善了中漆的施工性能。本发明中，所述触变剂可采用气相二氧化硅E-6和/或气相二氧化硅608L，但不局限于此。优选情况下，以真空镀膜用面漆中除中漆溶剂以外的各组分的总质量为基准，真空镀膜用中漆中触变剂的含量为0.5-2wt%。

所述中漆溶剂为现有的双组份中漆中常用的有机溶剂，例如可以选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯中的一种或多种。

步骤A中，所述固化为双组份中漆的固化过程，其固化条件包括：固化温度为70-80℃，固化时间为10-20min。步骤，涂覆真空镀膜用中漆的用量优选为涂覆厚度为7-11μm，但不局限于此。

步骤B中，所述固化剂包括紫外光固化面漆中各组分之间的交联反应，也包括紫外光固化面漆中的低聚物组分与真空镀膜用中漆中的活性稀释单体（二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯）的交联反应。优选情况下，步骤B中固化条件包括：紫外光能量为1200-1500mj/m²，固化时间为5-10min。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。实施例即对比例中所采用原料均通过商购得到。

实施例1-5

按照表1中的组分配制真空镀膜用紫外光固化面漆B1-B5。   

表1

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实施例6-10

将PPG双组份中漆喷涂于已完成底涂和真空镀膜的PC基材上，喷涂厚度为10μm，然后在80℃下烘烤10min，在真空镀膜层表面形成中漆层，冷却。然后分别在各中漆层表面喷涂真空镀膜用紫外光固化面漆B1-B5，60℃红外流平３min， 然后在紫外光能量为1400mj/m²下固化８min，在各中漆层表面形成面漆层，得到的样品分别记为S10-S50。

实施例11-13

采用与实施例6相同的步骤制备样品S60-S80，不同之处在于采用表2中真空镀膜用中漆S1-S3替代实施例6的中PPG双组份中漆。   

表2

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表1中，直链聚酯多元醇为拜耳651（羟基含量为5.5wt%，数均分子量Mn为310，供应形式为67%异丙二醇甲醚醋酸酯/二甲苯）；羟基聚丙烯酸酯为拜耳A870BA（羟基含量为3wt%，数均分子量Mn为575，供应形式为70%乙酸乙酯）；脂肪族异氰酸酯为N3390（异氰酸酯基含量为19.6wt%，数均分子量Mn为216，供应形式为90%乙酸丁酯/石脑油1：1）；助剂采用TEGO Flow 300；溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮和乙二醇乙醚乙酸酯质量比为6：5：5：3的混合物。

 对比例1

将PPG 双组份中漆喷涂于已完成底涂和真空镀膜的PC基材上，喷涂厚度为10μm，然后在80℃下烘烤10min，在真空镀膜层表面形成中漆层，冷却。然后在各中漆层表面喷涂PPG UV面漆，60℃红外流平4min， 然后在紫外光能量为1400mj/m²下固化8min，在中漆层表面形成面漆层，得到的样品记为DS10。

对比例2

采用与对比例1相同的步骤制备样品DS20-DS40，不同之处在于分别采用表2中真空镀膜用中漆S1-S3替代对比例1中PPG双组份漆。

性能测试

对样品S10-S80和DS10-DS40分别进行如下测试：

1、附着力

采用ISO 2409公开的方法测试各样品表面漆膜层的附着力级别。测试要求附着力性能≥3B，否则为不合格样品。

2、铅笔硬度

采用铅笔硬度计（1000）/F130025（三菱铅笔），并按照ASTM D3363公开的方法测试负荷1000 g下各样品的硬度级别。

3、抗划痕

采用划痕仪/F130023，测头：0.75mm，测试角度：90，测试各样品的抗划痕级别。

4、振动磨损

采用石子振动摩擦仪/PF350029进行，在仪器中加入1L水，使研磨颗粒足够湿润，加入4MLRosler清洁剂FC120 和196ML水的混合物，然后放入各样品进行研磨，研磨期间每隔0.5h加入0.5L水， 2h无磨损记为OK，否则为NG。

5、RCA耐磨

采用RCA纸带耐磨仪2/PF350018测试负荷175g下各样品的耐磨圈数。

6、温度冲击

采用冷热冲击试验机2/PT100003进行，将各样品在-40℃和85℃下各放置2h记为一个周期，转换时间小于10s，恢复时间小于5min，共进行10个周期，完成后在室温下恢复2h，然后观察样品状况。漆膜无气泡，样品无涂层开裂、脱落、起泡、变色等异常现象变化，记为OK，否则为NG。

7、中性盐雾测试

采用盐水喷雾试验机PC240005进行盐雾实验48h，目测漆膜颜色、色泽无变化记为OK，否则为NG。

8、耐溶剂测试

溶剂：a、汽油（60-95℃，辛烷含量95%)；b、异丙醇（纯度>98%）；c、人工汗（pH 6.50±0.10）。分别用软布浸润溶剂在样品表面摩擦2min，2h后目测样品表面，无痕迹或缺陷记为OK，否则记为NG。

测试结果如表3和表4所示。   

表3

 

表4

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由上表3中S10-S60与表4中DS10-DS40的测试结果比较可以看出，采用本发明提供的真空镀膜用紫外光固化面漆，其具有较高的硬度、耐磨、耐划伤和耐老化性能、且与中漆层具有良好的附着力，能满足高档电子产品高品质要求。

从S40-S60与S10-S30的测试结果可以看出，采用本发明优选的真空镀膜用中漆，在真空镀膜层表面形成的涂层各层之间的附着力更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，含有以下组分：

三官能度聚氨酯丙烯酸酯            5-40重量份；

六官能度聚氨酯丙烯酸酯            10-50重量份；

九官能度聚氨酯丙烯酸酯            10-30重量份；

单官能度稀释单体                  5-20 重量份；

光引发剂                          1-5重量份；

流平剂                            0.1-0.5重量份；

面漆溶剂                          10-70重量份。

2.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述三官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为3、分子量为1000-3000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。

3.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述六官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为6、分子量为1000-5000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。

4.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述九官能度聚氨酯丙烯酸酯为官能度为9、分子量为3000-5000g/mol的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。

5.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述单官能度稀释单体选自四氢呋喃丙烯酸酯或丙烯酸异冰片酯。

6.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述光引发剂选自二苯甲酮、二苯乙醇酮、二苯乙二酮、1-羟基环己基苯甲酮、单酰基氧化膦和双酰基氧化膦中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，其特征在于，所述面漆溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或多种。

8.一种真空镀膜层表面形成涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在基材的真空镀膜层上涂覆真空镀膜用中漆，固化后在真空镀膜层表面形成中漆层；

B、在中漆层表面涂覆权利要求1-7任一项所述的真空镀膜用紫外光固化面漆，固化后在中漆层表面形成面漆层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤A中固化条件包括：固化温度为70-80℃，固化时间为10-20min。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤B中固化条件包括：紫外光能量为1200-1500mj/m²，固化时间为5-10min。