CN104987828A - 有色uv固化塑胶涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有色UV固化塑胶涂料，包括以下质量分数的组分：六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂15~25%、四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂20~30%、二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂20~30%、光引发剂184 0.5~1%、光引发剂TPO 0.5~1%、光引发剂819 1~1.5%、附着力促进剂1~3%、润湿流平剂0.3~1%、防沉助剂1~3%、环保溶剂10~25%、颜料浆4~20%。本发明还公开了该涂料的制备方法。该涂料所得的涂膜不仅可获得与底面两涂同等的外观效果，性能达到两涂的技术标准，而且可简化工艺，环保节能。

Description

有色UV固化塑胶涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有色UV固化塑胶涂料。本发明还涉及该涂料的制备方法。

背景技术

UV涂料因其优异的性能和高效的生产目前已被广泛用于各种电子、家电类产品的塑胶外壳上，但是UV涂膜加色后深层固化不好，造成涂膜密着不良，以及UV树脂对颜料的分散排列性差，严重影响涂膜的外观，因而传统的施工工艺是先涂装溶剂型有色底漆进行上色，经过烘烤后再涂装UV清漆来提高漆膜表面的各种物性。从当前的社会发展来看，涂料和涂装行业越来越注重环保和节能降耗，所以将以上传统的两涂工艺缩减为一涂UV，剔除溶剂型底漆，既减少了VOC的排放，有利环保，又提高了生产效率，符合节能降耗。

中国专利CN102604457B公开了一种有色UV涂料，其所使用的深层光引发剂为无机光引发剂，且其主体中有用到乙酸酯环氧丙烯酸树脂和活性稀释剂，经实验发现，乙酸酯环氧丙烯酸树脂和目前的各种活性稀释剂均对颜料的分散排列产生较大的副作用，得到的涂膜外观与传统的底面两涂的外观有较大的差异，所以其选用的颜料均为炭黑，如用来制作铝粉漆和珠光漆，此配方并不适宜。

中国发明专利申请CN103881557A公开了一种有色UV涂料，其对光引发剂、附着力促进剂、润湿流平剂均未作具体说明，且其主体中有用到环氧丙烯酸树脂和单体二季戊四醇六丙烯酸酯，经实验发现，环氧丙烯酸树脂和二季戊四醇六丙烯酸酯均对颜料的分散排列产生较大的副作用，得到的涂膜外观与传统的底面两涂的外观有较大的差异。

中国发明专利申请CN104293170A公开了一种环保UV铝粉漆，其所使用的光引发剂为单一的TPO，且其主体中有用到单体甲基丙烯酸-2-羟基乙酯或二缩三丙二醇二丙烯酸酯，经实验发现，这两种单体均对颜料的分散排列产生较大的副作用，得到的涂膜外观与传统的底面两涂的外观有较大的差异，无法达到和底面两涂相当的外观效果。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种有色UV固化塑胶涂料。该涂料以不同官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂之间的混合搭配作为主体，配合适量的表面及深层光引发剂在紫外光照射的条件下进行固化，通过防沉助剂、润湿流平剂、环保溶剂、附着力促进剂来改善涂料的储存性、施工性和涂膜的物性。最终的涂膜不仅可获得与底面两涂同等的外观效果，性能达到两涂的技术标准，而且可简化工艺，环保节能。

本发明提供的有色UV固化塑胶涂料，其包括以下质量分数的组分：

六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  15~25%

四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  20~30%

二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  20~30%

光引发剂184                                 0.5~1%

光引发剂TPO                                0.5~1%

光引发剂819                                 1~1.5%

附着力促进剂                                1~3%

润湿流平剂                                  0.3~1%

防沉助剂                                    1~3%

环保溶剂                                    10~25%

颜料浆                                      4~20%。

本发明所述的六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为6，分子量1000~2000g/Mol，粘度50000~90000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有反应速率快、硬度高、耐候性优异的特点，如Sartomer的CN9010、UG的R-7480、Eternal的6145-100、Bayer的U400等。

本发明所述的四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为4，分子量2000~3000g/Mol，粘度5000~50000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有附着力好、反应速率快、耐候性优异和颜料润湿分散性佳的特点，如Bayer的U200、UG的UT20401、UT20402、DIC的ZHU-848N等。

本发明所述的二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为2，分子量5000~10000g/Mol，粘度50000~150000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有柔韧性好、耐候性优异和铝粉排列性佳的特点，如Bayer的2491、Sartomer的CN965、UG的R-7102等。

本发明所述光引发剂819和TPO均为深层光引发剂，其中的光引发剂819的分子量为418.5，吸收峰295nm，370nm，是适合有色UV固化涂料的高效光引发剂。

本发明所述的附着力促进剂为Evonik 的LTW。

本发明所述的润湿流平剂为有机硅氧烷流平剂。

本发明所述的防沉助剂为聚酰胺蜡防沉剂。

本发明所述的环保溶剂为碳酸二甲酯、异丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的组合。作为本发明的一个实施例，以涂料总量为计算基准，上述的溶剂在涂料中的质量分数如下：

碳酸二甲酯                          4~10%

异丙醇                              2~5%

正丁醇                              2~5%

丙二醇甲醚醋酸酯                    2~5%。

    本发明所述的颜料浆为各种颜色的色浆、珠光粉、铝银浆或它们的组合。

本发明的目的之二在于提供上述有色UV固化塑胶涂料的制备方法。

本发明提供的有色UV固化塑胶涂料的制备方法，在室温蔽光条件下进行，其包括以下步骤：

（1）光引发剂184、光引发剂TPO和光引发剂819溶解于环保溶剂中，得到光引发剂溶液，待用；

（2）六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂加入搅拌罐中，搅拌8-15分钟；

（3）在步骤（2）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂中，边搅拌边加入附着力促进剂、润湿流平剂和防沉助剂，加完后搅拌8-15分钟；

（4）在步骤(3)的物料中，边搅拌边加入步骤（1）的光引发剂溶液，搅拌8-15分钟；

（5）搅拌下，在步骤(4)的物料中加入颜料浆进行调色，而后过滤，即得本发明所述的有色UV固化塑胶涂料。

本发明具有以下优点：

(1) 本发明的有色UV固化塑胶涂料以六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂来提升反应速率，配以用来提升颜料润湿分散性和铝粉排列性的二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，再搭配反应速率、颜料润湿分散性和铝粉排列性兼顾的四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂作为主体，不添加活性稀释剂，通过三种吸收波长不同的光引发剂组合来触发反应，可在涂料中直接加入各种色浆、珠光粉、或铝银浆进行上色，只需一次涂装，就能得到外观和性能与底面两涂同等的单涂有色UV固化涂膜，性能也达到两涂的技术标准，而且涂装工艺简化，环保节能。

(2) 本发明提供的有色UV固化塑胶涂料，固含量为80~90%，室温避光可贮存六个月，喷涂后干膜厚度控制在10~20μm，以40~50℃预热3~5分钟，UV灯照射能量以800~1000mJ/ cm^-2为宜，干燥后整个漆膜外观和性能均可达到底面两涂的标准。该涂料可应用于PC、ABS、PC+ABS、PS、HIPS等工程塑料表面，可通过紫外光照射固化漆膜。它将替代目前市场上通用的在塑料外壳上的底漆喷涂UV罩光清漆的传统工艺，即无须喷涂底漆即可上色，使得生产工序由2道简化为1道，涂装时间由60-90分钟缩短到15分钟。

(3) 本发明配方中添加有聚酰胺蜡防沉助剂，可有效的防止颜料在涂料储存过程中出现的沉降现象，并且可对涂膜的分散排列性产生积极影响。

具体实施方式

以下实施例的涂料的制备方法为：

（1）光引发剂184、光引发剂TPO和光引发剂819溶解于环保溶剂中，得到光引发剂溶液，待用；

（2）六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂加入搅拌罐中，高速搅拌10分钟；

（3）在步骤（2）的搅拌罐的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂中，边中速搅拌边加入附着力促进剂、润湿流平剂、防沉助剂，加完后高速搅拌10分钟；

（4）在步骤(3)的物料中，边搅拌边加入步骤（1）的光引发剂溶液，高速搅拌10分钟；

（5）在中速搅拌下加入色浆、珠光粉、铝银浆等颜料进行调色，完成后用400目尼龙滤布过滤包装。

高速搅拌的转速为2000-3000转/分钟，中速搅拌的转速为1000-2000转/分钟。在整个过程中，确保整个制备环境为室温蔽光。

以下实施例中，六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为6，分子量1000~2000g/Mol，粘度50000~90000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有反应速率快、硬度高、耐候性优异的特点，如Sartomer的CN9010、UG的R-7480、Eternal的6145-100、Bayer的U400等。四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为4，分子量2000~3000g/Mol，粘度5000~50000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有附着力好、反应速率快、耐候性优异和颜料润湿分散性佳的特点，如Bayer的U200、UG的UT20401、UT20402、DIC的ZHU-848N等。二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为2，分子量5000~10000g/Mol，粘度50000~150000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，其具有柔韧性好、耐候性优异和铝粉排列性佳的特点，如Bayer的2491、Sartomer的CN965、UG的R-7102等。光引发剂819和TPO均为深层光引发剂，其中的光引发剂819的分子量为418.5，吸收峰295nm，370nm，是适合有色UV固化涂料的高效光引发剂。附着力促进剂为Evonik 的LTW。润湿流平剂为有机硅氧烷流平剂。防沉助剂为聚酰胺蜡防沉剂。

将上述实施例的有色UV固化塑胶涂料喷涂于相同底材（PC+ABS）上，干膜厚度控制在10~20μm，以40~50℃预热3~5分钟，UV灯照射能量为800~1000mJ/ cm^-2，以下为UV干燥后的涂膜常规性能检测：

Claims (10)

1.一种有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  15~25%

四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  20~30%

二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂                  20~30%

光引发剂184                                        0.5~1%

光引发剂TPO                                       0.5~1%

光引发剂819                                        1~1.5%

附着力促进剂                                        1~3%

润湿流平剂                                           0.3~1%

防沉助剂                                              1~3%

环保溶剂                                             10~25%

颜料浆                                                4~20%。

2.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为6，分子量1000~2000g/Mol，粘度50000~90000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。

3.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为4，分子量2000~3000g/Mol，粘度5000~50000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。

4.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为官能团数为2，分子量5000~10000g/Mol，粘度50000~150000Cps（25℃）的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。

5.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述光引发剂819和TPO均为深层光引发剂，其中的光引发剂819的分子量为418.5，吸收峰295nm，370nm，是适合有色UV固化涂料的高效光引发剂。

6.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的附着力促进剂为Evonik 的LTW；所述的润湿流平剂为有机硅氧烷流平剂；所述的防沉助剂为聚酰胺蜡防沉剂。

7.根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的环保溶剂为碳酸二甲酯、异丙醇、正丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的组合。

8.根据权利要求7所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，以涂料总量为计算基准，所述的环保溶剂的各组分在涂料中的质量分数为：

碳酸二甲酯                          4~10%

异丙醇                              2~5%

正丁醇                              2~5%

丙二醇甲醚醋酸酯                    2~5%。

9.  根据权利要求1所述有色UV固化塑胶涂料，其特征在于，所述的颜料浆为各种颜色的色浆、珠光粉、铝银浆或它们的组合。

10.权利要求1-9任一项权利要求所述的有色UV固化塑胶涂料的制备方法，其在室温蔽光条件下进行，包括以下步骤：

（1）光引发剂184、光引发剂TPO和光引发剂819溶解于环保溶剂中，得到光引发剂溶液，待用；

（2）六官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、四官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和二官脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂加入搅拌罐中，搅拌8-15分钟；

（3）在步骤（2）的搅拌罐的脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂中，边搅拌边加入附着力促进剂、润湿流平剂和防沉助剂，加完后搅拌8-15分钟；

（4）在步骤(3)的物料中，边搅拌边加入步骤（1）的光引发剂溶液，搅拌8-15分钟；

（5）搅拌下，在步骤(4)的物料中加入颜料浆进行调色，而后过滤，即得本发明所述的有色UV固化塑胶涂料。