CN106280970A - 一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法 - Google Patents

一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法 Download PDF

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Abstract

一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法，本发明属于涂装技术领域。包括面漆，所述面漆包括20‑40重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5‑10重量份的自引发紫外光固化树脂、1‑5重量份的单官能丙烯酸单体、5‑10重量份的多硫醇、2‑5重量份的光引发剂、0.1‑0.5重量份的助剂、25‑60重量份的稀释剂。上述一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，漆膜对镀膜层附着力佳，且表面硬度高和高耐磨，使得所得漆膜在负载1kg条件下铅笔硬度达3H、钢丝绒耐磨达600次，RCA耐磨试验达1000次。

Description

一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法
技术领域
本发明属于涂装技术领域，具体为一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法。
背景技术
为使经真空镀膜后的镀层表面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。现有的紫外光固化漆分为两涂型紫外光固化漆和三涂型紫外光固化漆，两涂型包括底漆和面漆，三涂型包括底漆、中漆和面漆。为达到色彩和性能的要求，传统工艺通常采用三涂型紫外光固化漆进行涂装，在中漆添加颜料和色素。但是三涂型紫外光固化漆由于中漆的加入，成本较高、工艺复杂，且RCA耐磨测试、耐钢丝绒摩擦性能、铅笔硬度有待提高，不能满足更高苛刻条件下的使用需要。因而，为了克服这些缺点，满足真空镀膜的需要，亟待研究出能适用于两层涂装工艺的紫外光固化漆，达到色彩和性能的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆及其涂装固化方法的技术方案，所得漆膜对镀膜层附着力佳，且表面硬度高和高耐磨，使得所得漆膜在负载1kg条件下铅笔硬度达3H、钢丝绒耐磨达600次，RCA耐磨试验达1000次。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于包括面漆，所述面漆包括20-40重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5-10重量份的自引发紫外光固化树脂、1-5重量份的单官能丙烯酸单体、5-10重量份的多硫醇、2-5重量份的光引发剂、0.1-0.5重量份的助剂、25-60重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆包括25-35重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、6-9重量份的自引发紫外光固化树脂、2-4重量份的单官能丙烯酸单体、6-9重量份的多硫醇、3-4重量份的光引发剂、0.2-0.4重量份的助剂、30-55重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆包括28-30重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、7-8重量份的自引发紫外光固化树脂、2.5-3.5重量份的单官能丙烯酸单体、7-8重量份的多硫醇、2.5-3.5重量份的光引发剂、0.25-0.3重量份的助剂、35-50重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述的多硫醇为季戊四醇四巯基乙酸酯和/或季戊四醇四巯基丙酸酯；所述的自引发紫外光固化树脂为聚酯丙烯酸酯树脂；所述引发剂为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。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆还包括10-15重量份的颜料和/或色素，优选11-14重量份的颜料和/或色素，更优选12-13重量份的颜料和/或色素。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于还包括底漆，所述底漆包括15-20重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15-25重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、10-15重量份的三官能丙烯酸酯单体、3-4重量份的光引发剂、0.2-0.5重量份的助剂、30-65重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述底漆包括16-19重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、18-24重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、11-14重量份的三官能丙烯酸酯单体、3.2-3.8重量份的光引发剂、0.3-0.4重量份的助剂、35-60重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述底漆包括17-18重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、19-22重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、12-13重量份的三官能丙烯酸酯单体、3.4-3.6重量份的光引发剂、0.35-0.38重量份的助剂、40-50重量份的稀释剂。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2,2-三甲氧基-2-苯基苯乙酮，所述助剂包括流平剂和消泡剂，所述流平剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液；所述消泡剂为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷。
所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆的涂装固化方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将紫外光固化底漆进行预处理后喷涂于ABS基材上，涂装膜厚为16-20μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，400-600mJ/cm2能量固化；
2）然后进行真空镀膜；
3）在真空镀膜上喷涂紫外光固化面漆，涂装膜厚为15-18μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，给予400-600mJ/cm2能量固化。
上述一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其面漆通过加入多硫醇并协同自引发紫外光固化树脂，使得紫外光固化有色面漆能在添加大量的颜料和色素也能兼顾漆膜深层和表层固化，替代传统的三涂型紫外光固化漆采用中漆添加颜料和色素的的工艺；所得漆膜对镀膜层附着力佳，且表面硬度高和高耐磨，使得所得漆膜在负载1kg条件下铅笔硬度达3H、钢丝绒耐磨达600次，RCA耐磨试验达1000次。
具体实施方式
以下结合附表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。
实施例1中底漆、面漆各成分重量份数列于表1中
实施例2中底漆、面漆各成分重量份数列于表2中
实施例3中底漆、面漆各成分重量份数列于表3中
实施例4中底漆、面漆各成分重量份数列于表4中
实施例5中底漆、面漆各成分重量份数列于表5中
实施例6中底漆、面漆各成分重量份数列于表6中
实施例7
与实施例6的区别在于：底漆为10重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份的两官能环氧丙烯酸树脂、20重量份的三官能丙烯酸酯单体、4重量份的光引发剂、0.3重量份的助剂、45重量份的稀释剂。
对比例1底漆、面漆各成分重量份数列于表7中
对比例2
与实施例6的区别在于：自引发紫外光固化树脂加入量为4重量份；多硫醇加入量为6重量份。
对比例3
与实施例6的区别在于：自引发紫外光固化树脂加入量为11重量份；多硫醇加入量为11重量份。
对比例4底漆、中漆、面漆各成分重量份数列于表8中
本发明面漆和底漆涉及的官能团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。
按本发明面漆所述量加入的多硫醇可防止紫外光固化有色面漆添加颜料和色素时固化不良现象，进而影响对镀层附着的情况；加入多硫醇后可有效消除氧阻聚，改善深层固化，提高漆膜性能。
按本发明面漆所述配比制成的真空镀膜用紫外光固化有色面漆，自固化聚酯丙烯酸酯树脂分子中引入光敏活性基团，能够提高有色涂料体系的光固化速率，在相同颜料和色素加入量的条件下可降低配方中光引发剂的用量，降低成本，提高漆膜的深层固化；同时自固化聚酯丙烯酸酯对颜料和色素润湿性出色，能够提高漆膜的着色力，使产品的鲜艳度更好。
本发明所述的稀释剂可以为常用涂料稀释剂或溶剂，优选为选自乙酸乙酯，乙酸丁酯，甲苯，丁酮，甲基异丁基酮，二甲苯，丙二醇甲醚醋酸酯或环己酮中的至少一种。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。
本发明底漆中两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂能提高底漆拉伸率，促进底漆对镀膜层的附着力，四官能聚酯丙烯酸树脂能提高底漆对基材的润湿性和抗油性，避免涂装后底漆膜表面产生油点和缩孔的不良外观，三官能丙烯酸酯单体能充分溶解和稀释相应底漆中树脂类物质，调节漆膜体系粘度以达到改善施工性能，增加漆膜的流平性；同时还参与光固化反应，提高底漆的固化速度和交联密度，对底漆的各项性能发挥作用。
本发明提供漆面固化时，底漆所需固化能量为400-600mJ/cm2，面漆所需固化能量为400-600mJ/cm2 ，具体可由紫外灯提供。
实施例1-7中，两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，购自美国湛新公司的EBECRYL230 、台湾长兴化学的6157B-80、日本合成化学的UV1300B。
四官能聚酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6316，美国湛新公司的EBECRYL 830，该化合物具有良好流平和润湿性，反应活性高。
六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6145-100，美国湛新公司的EBECRYL 1290N，美国沙多玛公司的CN9010NS。
自引发紫外光固化树脂购自台湾长兴的的DR-E527；美国湛新公司的EBECRYL LEO10103。
三官能丙烯酸酯单体型号为EM231；单官能丙烯酸酯单体型号为EM70，以上单体均购自台湾长兴化学。
季戊四醇四巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基丙酸酯单官能丙烯酸酯购自日本梯希爱公司。
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，2,2-三甲氧基-2-苯基苯乙酮型号为Irgacure 651购自瑞士Ciba公司。
助剂中，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BYK371；消泡剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液，型号为BYK077。
底漆稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯为分析纯市售；面漆稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮为分析纯市售。
实施例1-7底漆、面漆的涂装固化方法：
1）将紫外光固化底漆进行预处理后喷涂于ABS基材上，涂装膜厚为16-20μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，400-600mJ/cm2能量固化；
2）然后进行真空镀膜；
3）在真空镀膜上喷涂紫外光固化面漆，涂装膜厚为15-18μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，给予400-600mJ/cm2能量固化。
实施例1-6紫外光固化底漆预处理步骤为：
1）将实施例1-6中紫外光固化底漆中含丙烯酸基团的树脂和单体在40℃-50℃下预热1-2小时，用2/3体积的稀释剂溶解得到第一溶液；
2）在第一溶液中加入实施例1-6中紫外光固化底漆的光引发剂和助剂，在40℃-50℃下以500-600r/分钟进行搅拌20-30分钟得到第二溶液；
3）在第二溶液中加入实施例1-6中紫外光固化底漆中剩余的1/3体积的稀释剂，在900-1200r/分钟下搅拌10-20分钟，用400目滤布过滤得到紫外光固化底漆。
实施例1-7紫外光固化面漆预处理步骤为：
1）将实施例1-6中紫外光固化面漆中含丙烯酸基团的树脂和单体在40℃-50℃下预热1-2小时，用2/3体积的稀释剂溶解得到第一溶液；
2）在第一溶液中加入实施例1-6中紫外光固化面漆的光引发剂和助剂，在40℃-50℃下以500-600r/分钟进行搅拌20-30分钟得到第二溶液；
3）在第二溶液中加入实施例1-6中紫外光固化面漆中剩余的1/3体积的稀释剂和多硫醇，在900-1200r/分钟下搅拌10-20分钟，用400目滤布过滤得到紫外光固化面漆。
将实施例1-7和对比例1-4中所得紫外光固化漆进行性能测试，检测结果列于表9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175g条件下进行。铅笔硬度测试按GB/T6739-2006标准测试，负重1000g；附着力测试按GB9286-1998标准测试。钢丝绒耐磨测试采用0000#钢丝绒并在负重1000g条件下，对漆膜表面进行摩擦，循环速度为25次/min，摩擦长度为2.5厘米。
由表9的结果可知，实施例1-7中的紫外光固化漆外观色彩鲜艳均匀，附着力、硬度耐磨性能均远大于对比例1-3，证明按照本发明提供的配比制得的涂料，具有优良的外观和性能，若改变了其配方的组分，性能会受影响，其中实施例6的性能最佳，为本发明最优实施例。同时还可知，实施例1-7中的紫外光固化漆的外观、铅笔硬度和附着与对比例4一致，证明本发明提供的两涂型紫外光固化漆能够节约中漆材料，降低成本，涂装工艺更简单，并且实施例1-7中的紫外光固化漆其RCA耐磨、钢丝绒耐磨性能明显优于对比例4，证明本发明提供的配方制得的涂料能够替代传统工为了达到色彩和性能的要求而采用三涂型的紫外光固化漆涂装方案，避免了中漆加色带来的种种不便。
以上所述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 (10)

1.一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于包括面漆，所述面漆包括20-40重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5-10重量份的自引发紫外光固化树脂、1-5重量份的单官能丙烯酸单体、5-10重量份的多硫醇、2-5重量份的光引发剂、0.1-0.5重量份的助剂、25-60重量份的稀释剂。
2.如权利要求1所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆包括25-35重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、6-9重量份的自引发紫外光固化树脂、2-4重量份的单官能丙烯酸单体、6-9重量份的多硫醇、3-4重量份的光引发剂、0.2-0.4重量份的助剂、30-55重量份的稀释剂。
3.如权利要求1所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆包括28-30重量份的六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、7-8重量份的自引发紫外光固化树脂、2.5-3.5重量份的单官能丙烯酸单体、7-8重量份的多硫醇、2.5-3.5重量份的光引发剂、0.25-0.3重量份的助剂、35-50重量份的稀释剂。
4.如权利要求1所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述的多硫醇为季戊四醇四巯基乙酸酯和/或季戊四醇四巯基丙酸酯；所述的自引发紫外光固化树脂为聚酯丙烯酸酯树脂；所述引发剂为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。
5.如权利要求1所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述面漆还包括10-15重量份的颜料和/或色素，优选11-14重量份的颜料和/或色素，更优选12-13重量份的颜料和/或色素。
6.如权利要求1所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于还包括底漆，所述底漆包括15-20重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15-25重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、10-15重量份的三官能丙烯酸酯单体、3-4重量份的光引发剂、0.2-0.5重量份的助剂、30-65重量份的稀释剂。
7.如权利要求6所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述底漆包括16-19重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、18-24重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、11-14重量份的三官能丙烯酸酯单体、3.2-3.8重量份的光引发剂、0.3-0.4重量份的助剂、35-60重量份的稀释剂。
8.如权利要求6所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述底漆包括17-18重量份的两官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、19-22重量份的四官能聚酯丙烯酸树脂、12-13重量份的三官能丙烯酸酯单体、3.4-3.6重量份的光引发剂、0.35-0.38重量份的助剂、40-50重量份的稀释剂。
9.如权利要求6所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆，其特征在于所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2,2-三甲氧基-2-苯基苯乙酮，所述助剂包括流平剂和消泡剂，所述流平剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液；所述消泡剂为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷。
10.如权利要求6所述的一种两涂型真空镀膜用紫外光固化漆的涂装固化方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将紫外光固化底漆进行预处理后喷涂于ABS基材上，涂装膜厚为16-20μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，400-600mJ/cm2能量固化；
2）然后进行真空镀膜；
3）在真空镀膜上喷涂紫外光固化面漆，涂装膜厚为15-18μm，45-55℃红外灯下照射1-3分钟，给予400-600mJ/cm2能量固化。
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