CN107118684A - 一种抗污型uv固化涂料及其制备方法应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗污型UV固化涂料及其制备方法和应用，所述抗污型UV固化涂料，按重量百分比计，包括以下组分：高官能聚氨酯丙烯酸酯25～35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂15～25％；聚乙烯蜡浆15～20％；气相二氧化硅5～15％；氟改性的丙烯酸酯化合物5～10％；光敏剂2～4％；溶剂10～25％；将所述抗污型UV固化涂料喷涂于单液型色漆表面，用于单液型色漆表面罩光的抗污效果。所述抗污型UV固化涂料经UV紫外光固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的涂料层，对单液型色漆附着力好、表面硬度高、抗污性能好，能有效保证产品使用过程中不易被污染，而且，对单液型色漆本身不会造成任何影响。

Description

一种抗污型UV固化涂料及其制备方法应用

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种UV固化涂料及其制备方法和应用，尤其涉及一种用于单液型色漆表面的抗污型UV固化涂料及其应用。

背景技术

目前，单液型色漆在手机制造业中成为了一种普遍的效果。通常手机外壳加工工艺：原材料→注塑成型→清洁→喷涂→包装。喷涂的主要目的是在素材表面制成精美的外观效果，同时可以起到一定的保护作用，增强手机的美观实用性。但是并不是所有的涂料都能起到很好的保护作用，比如手机外壳在生产过程中表面容易被油污，指纹弄脏，难以擦拭干净。

对这种进行保护的涂料基本要求是：涂料除了保持现有市场流通产品的基本特性以外还要具有特殊的抗污染特性，比如油性笔笔迹，指纹在涂膜表面无残留等都能起到较好的保护作用；另外涂料还有一定滑爽性，手感细腻；工艺可操作性强。

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涂料由于其不耐脏污(如油性笔笔迹擦拭不掉，指纹明显等)而影响产品的外观效果。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抗污型UV固化涂料及其制备方法和应用。本发明提供的抗污型UV固化涂料是一种UV紫外光固化的、抗污效果好的塑胶涂料，旨在解决现有UV紫外光固化涂料由于不耐脏污而影响产品外观效果的问题。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种抗污型UV固化涂料，其按重量百分比计，包括以下组分：

高官能聚氨酯丙烯酸酯25～35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂15～25％；聚乙烯蜡浆15～20％；气相二氧化硅5～15％；氟改性的丙烯酸酯化合物5～10％；光敏剂2～4％；溶剂10～25％。

本发明中通过添加氟改性的丙烯酸酯化合物，并将其含量控制在5～10％范围内，从而使该UV固化涂料经UV紫外光固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的涂料层，对单液型色漆附着力好，可达到5B；表面硬度高，抗污性能好，能有效保证产品使用过程中不被污染，而且，对单液型色漆本身不会造成任何影响。

本发明中，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯所占的重量百分比为25～35％，例如25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％；所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂所占的重量百分比为15～25％，例如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％；所述聚乙烯蜡浆所占的重量百分比为15～20％，例如15％、16％、17％、18％、19％或20％；所述气相二氧化硅所占的重量百分比为5～15％，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％；所述氟改性的丙烯酸酯化合物所占的重量百分比为5～10％，例如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％；所述光敏剂所占的重量百分比为2～4％，例如2％、2.2％、2.5％、2.6％、2.8％、3％、3.1％、3.3％、3.5％、3.8％或4％；所述溶剂所占的重量百分比为10～25％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。

本发明中所述氟改性的丙烯酸酯化合物，其需要满足如下条件：色数≤5max(Gardner)，粘度为＜1.5mm²/s·23℃，密度为0.89±0.01g/ml·25℃，活性物含量为40％。

本发明中所述高官能聚氨酯丙烯酸酯为本领域公知结构的高官能聚氨酯丙烯酸酯；其中，优选所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的TG点为69，分子量为1000，粘度为2000mpa.s/60℃，伸长率为2％。

优选地，所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为4500mpa.s/60℃，伸长率为37％。

优选地，所述聚乙烯蜡浆的粒径为3～5μm，例如3μm、3.5μm、4μm或5μm。

优选地，所述气相二氧化硅的粒径为3～4μm，例如3μm、3.5μm或4μm；pH值为3.3，孔隙率为2mL/g。

本发明通过采用上述优选的高官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚乙烯蜡浆和气相二氧化硅，其能够与氟改性的丙烯酸酯化合物协同作用，使得配制得到的UV固化涂料具有更好的抗污性，采用Marck油性笔进行抗污试验时，擦拭后完全不留笔迹，抗污效果好，并且附着力强。

优选地，所述抗污型UV固化涂料，按重量百分比计，由以下组分组成：高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；聚乙烯蜡浆20％；气相二氧化硅6％；氟改性的丙烯酸酯化合物5％；光敏剂4％；溶剂15％。

根据本发明，所述抗污型UV固化涂料还可以进一步包括流平剂、消泡剂和分散剂，可以单独加入其中一种或以至少两者混合的形式加入。

优选地，在所述抗污型UV固化涂料中，流平剂所占的重量百分比为0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

优选地，在所述抗污型UV固化涂料中，消泡剂所占的重量百分比为0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

优选地，在所述抗污型UV固化涂料中，分散剂所占的重量百分比为0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

优选地，所述消泡剂为有机硅化合物。

优选地，所述流平剂为有机硅化合物。

优选地，所述分散剂为聚氨酯。

第二方面，本发明还提供了一种如第一方面所述抗污型UV固化涂料的制备方法，其具体包括：将各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述抗污型UV固化涂料。

第三方面，本发明还提供了如第一方面所述抗污型UV固化涂料的应用，该应用是将所述UV固化涂料用于单液型色漆表面罩光的抗污效果。

将所述抗污型UV固化涂料用于单液型色漆表面罩光的抗污效果的具体施工流程如下：

(1)底材清洁：对素材表面进行清洗，烘干；

(2)涂料稀释：将所述抗污型UV固化涂料与醋酸丁酯、醋酸乙酯按照10:6:4的重量比混合稀释；

(3)喷涂：在单液型色漆表面喷涂所述抗污型UV固化涂料的稀释液；

(4)干燥：常温流平2～5min；IR烘烤60～65℃×5～8min；UV固化能量：1000～1200mj/cm²(EIT UV Power Puck II)。

抗污性测试：用Marck油性笔在所述UV固化涂料成膜后的表面划一条约3cm的直线，于室温下放置5min，将无尘布醮满水，用不小于3kg力对线条擦拭200次，目视检查表面状况。经测试，本发明制备的抗污型UV固化涂料成膜后表面无明显污渍残留，与限度板一致。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明所提供的抗污型UV固化涂料，喷涂于单液型色漆上，通过UV光固化机固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的漆膜，对单液型色漆附着力好，表面硬度高、滑爽，耐污性能好，能有效保证单液型色漆表面抗污性；而且，对单液型色漆本身不会造成任何影响，因此，该抗污型UV固化涂料能有效应用于单液型色漆表面涂膜，并具有低气味、无甲苯、无卤素、无重金属等优点，符合RoHS标准，对环境危害小。

具体实施方式

本发明提供一种抗污型UV固化涂料及其制备方法和应用，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。

本发明所提供的抗污型UV固化涂料，是一种用于单液型色漆表面罩光的保护性涂料，能用于单液型色漆产品使用过程中，起保护单液型色漆的作用，所述抗污型UV固化涂料具有以下优点：

1、对单液型色漆附着力好，表面硬度高，滑爽性好，抗污性好；

2、低气味、无甲苯、无卤素、无重金属，符合RoHS标准。

实施例1

一种抗污型UV固化涂料，其按重量百分比计，由以下组分组成：

高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；聚乙烯蜡浆20％；气相二氧化硅6％；氟改性的丙烯酸酯化合物5％；消泡剂0.5％；流平剂0.5％；分散剂0.5％；光敏剂4％；溶剂13.5％。

所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的TG点为69，分子量为1000，粘度为2000mpa.s/60℃，伸长率为2％；所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂粘度为4500mpa.s/60℃，伸长率为37％；所述气相二氧化硅的粒径为3.5μm，pH值为3.3，孔隙率为2mL/g；所述聚乙烯蜡浆的粒径为4μm；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；所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。

将上述各组分按重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述抗污型UV固化涂料，其物性指标如表2所示。

实施例2～4：

制作工艺与实施例1相同，配方组成如表1所示，物性指标如表2所示。

对比例1～5：

制作工艺与实施例1相同，配方组成如表1所示，物性指标如表2所示。

表1

表1中，所述氟改性的丙烯酸酯化合物选自日本DIC的RS-75；所述有机硅改性聚丙烯酸酯选自BYK3700；所述多丙烯酸酯官能团改性聚二甲基硅氧烷选自BYK3505。

将表1中实施例1～4和对比例1～5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固化工艺参数：

稀释比例：涂料：醋酸丁酯：醋酸乙酯＝100:60:40；

膜厚：18～24μm(Mitutoyo)；

累计UV能量：1000～1200mj/cm²(EIT UV Power Puck II)；

光谱范围：180～420nm；

UV灯管功率：80～120W/cm；

IR温度：60～65℃，时间5～8min。

实施例1～4和对比例1～5所得涂料层涂覆在金属表面，测定其附着力、硬度、抗污效果和粘度，结果如表2所示。

抗污效果测试：用Marck油性笔在所述UV固化涂料成膜后的表面划一条约3cm的直线，于室温下放置5min，将无尘布醮满水，用不小于3kg力对线条擦拭200次，目视检查表面状况。要求表面无明显污渍残留或者与限度板一致。

表2

通过表2可以看出，实施例1～4制备得到的抗污型UV固化涂料经测试，其附着力均可达到5B，而对比例1～3仅能达到3B或4B的附着力程度，由此可以说明，本发明通过采用将氟改性的丙烯酸酯化合物含量控制在5～10％内，其相比其它添加量时能够获得更好的附着力。

另外，实施例1～4制备得的抗污型UV固化涂料，其抗污效果表现优异，5分钟后擦拭无笔迹残留；而对比例1得到的涂料在1分钟后擦拭笔迹明显，无法擦拭；对比例2得到的涂料在1分钟后擦拭笔迹明显，笔迹残留清晰；对比例3得到的涂料在5分钟后用力可擦，但有笔迹残留；对比例4得到的涂料在5分钟后用力可擦，但有明显笔迹残留；对比例5得到的涂料在1分钟后擦拭笔迹明显，无法擦拭，说明其完全不具备抗污能力，由此可以说明，本发明通过选择氟改性的丙烯酸酯化合物，其相比添加其它类的可UV交联的助剂，例如有机硅改性聚丙烯酸酯和多丙烯酸酯官能团改性聚二甲基硅氧烷，能够获得更好的抗污效果。

通过上述结果的比较可以看出，本发明实施例1～4制备得到的抗污型UV固化涂料具有更优异的抗污效果和更好的附着力；同时也说明了，当制备抗污型UV固化涂料时，氟改性的丙烯酸酯化合物在提高抗污效果和附着力方面发挥了重要作用，在其不添加或添加量过少时，都会影响到涂料的抗污能力和附着力，而当将其含量控制在含量为5～10％时，其能取得最优的抗污效果和附着力。

综上所述，本发明通过将所述抗污型UV固化涂料喷涂于单液型色漆上，通过UV紫外光固化机固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的漆膜，对单液型色漆附着力好、表面硬度高、耐污性能好，能有效保证产品在使用过程中不易被污染，而且，对单液型色漆本身不会造成任何影响，因此，该抗污型UV固化涂料能有效应用于单液型色漆表面，除此以外，该抗污型UV固化涂料还具有低气味、无甲苯、无卤素、无重金属，符合RoHS标准，对环境危害小。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种抗污型UV固化涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：高官能聚氨酯丙烯酸酯25～35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂15～25％；聚乙烯蜡浆15～20％；气相二氧化硅5～15％；氟改性的丙烯酸酯化合物5～10％；光敏剂2～4％；溶剂10～25％。

2.如权利要求1所述的抗污型UV固化涂料，其特征在于，所述氟改性的丙烯酸酯化合物的色数≤5max(Gardner)，粘度为＜1.5mm²/s·23℃，密度为0.89±0.01g/ml·25℃，活性物含量为40％。

3.如权利要求1或2所述的抗污型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69，分子量为1000，粘度为2000mpa.s/60℃，伸长率为2％；

优选地，所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂的粘度为4500mpa.s/60℃，伸长率为37％；

优选地，所述聚乙烯蜡浆的粒径为3～5μm；

优选地，所述气相二氧化硅的粒径为3～4μm，pH值为3.3，孔隙率为2mL/g；

优选地，所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。

4.如权利要求1-3之一所述的抗污型UV固化涂料，其特征在于，所述抗污型UV固化涂料，按重量百分比计，由以下组分组成：高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；聚乙烯蜡浆20％；气相二氧化硅6％；氟改性的丙烯酸酯化合物5％；光敏剂4％；溶剂15％。

5.如权利要求1-3之一所述的抗污型UV固化涂料，其特征在于，所述抗污型UV固化涂料还包括流平剂、消泡剂和分散剂；

优选地，所述流平剂占所述抗污型UV固化涂料的重量百分比为0.3～0.5％；

优选地，所述消泡剂占所述抗污型UV固化涂料的重量百分比为0.3～0.5％；

优选地，所述分散剂占所述抗污型UV固化涂料的重量百分比为0.3～0.5％；

优选地，所述流平剂为有机硅化合物；

优选地，所述消泡剂为有机硅化合物；

优选地，所述分散剂为聚氨酯。

6.如权利要求1-5之一所述的抗污型UV固化涂料的制备方法，其特征在于，包括：将各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述抗污型UV固化涂料。

7.如权利要求1-5之一所述的抗污型UV固化涂料的应用，其特征在于，将所述抗污型UV固化涂料用于单液型色漆表面罩光的抗污效果。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将所述抗污型UV固化涂料用于单液型色漆表面罩光的抗污效果的具体施工流程如下：

(1)底材清洁：对素材表面进行清洗，烘干；

(2)涂料稀释：将所述抗污型UV固化涂料与醋酸丁酯、醋酸乙酯按照10:6:4的重量比混合稀释；

(3)喷涂：在单液型色漆表面喷涂所述抗污型UV固化涂料的稀释液；

(4)干燥：常温流平2～5min；IR烘烤60～65℃×5～8min；UV固化能量：1000～1200mj/cm²(EIT UV Power Puck II)。