CN108102536A - 一种水性uv固化真空电镀面漆、制备方法及其电镀的方法 - Google Patents

一种水性uv固化真空电镀面漆、制备方法及其电镀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性UV固化真空电镀底漆、制备方法及其电镀的方法，属于化学涂料领域。本涂料主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯10~60份，水性丙烯酸酯5~30份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2.5~15份，流平剂0.1~1.5份，光引发剂1~8份，助溶剂8~20份，水40~70份。本发明提供的水性面漆，真空电镀涂装在塑料镀铝面上，漆膜具有良好的附着力，耐磨性能，耐水煮，耐汗等性能。此外，本发明的面漆是一种环保型涂料，同时具有操作方便、施工简单、适用性广等特点。

Description

一种水性UV固化真空电镀面漆、制备方法及其电镀的方法
技术领域
本发明属于化学涂料领域，具体涉及一种水性UV固化真空电镀面漆；另外，本发明还涉及到该水性UV固化真空电镀面漆的制备方法和电镀的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，便携式电子产品如手机、数码相机、数码摄像机、MP3、MP4 等的使用，越来越普遍。这些产品外壳都需要有时尚的装饰效果和耐污、耐磨抗划伤性能，特别是手机外壳更需要电子屏蔽、防辐射功能，真空镀膜工艺使这些都成为可能。
真空电镀是一种物理沉积现象。即在真空状态下注入氩气，氩气撞击靶材，靶材分离成分子被导电的货品吸附形成一层均匀光滑的表面层。真空蒸镀法是在高度真空条件下加热金属，使其熔融、蒸发，冷却后在塑料表面形成金属薄膜的方法。在对塑料制品实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，必须对蒸镀时间进行调整。此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀，常用的金属是铝等低熔点金属。
真空镀膜一般厚度仅有数十至数百纳米金属层，耐磨、耐折等力学性能很难以满足实用要求，且金属镀层暴露在空气中容易被污染物侵蚀，特别是铝膜，在氧气、水气作用下极易被氧化腐蚀，失去光泽，电性能下降，镀膜长期耐用性较差。因此，应用于装饰性场合时，真空镀膜完成后，一般还需在真空镀层上涂装保护性紫外光固化面漆。根据需要，至此，完整的真空镀膜结构应该包括面漆-真空镀层-面漆三层夹心结构。
与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸酯树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体(亦称水可稀释丙烯酸)及丙烯酸树脂水溶液。乳液主要是由油性烯类单体乳化在水中在水性自由基引发剂引发下合成的，而树脂水分散体则是通过自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工艺合成的。丙烯酸（PA）乳液存在耐磨性、耐水性和耐化学品性差的缺陷，单一的聚氨酯（PU）乳液也存在一些不足，如稳定性、白增稠性和膜的保光性差，固含量高，应用范围不广等。PU和PA在性质上具有互补作用。PUA复合乳液兼备了二者的优点，具有耐磨、耐腐蚀和光亮，柔软有弹性，耐水性和机械力学性能好，耐候性佳等特性，因此被誉为“第三代水性聚氨酯”，成为当今涂料的一个发展趋势。
随着全球环保意识的增强，涂料工业也开始沿着可持续性方向发展。以水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液、水性聚氨酯乳液作为原料，结合真空电镀工艺不失为一个涂料发展的新方向。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种水性UV固化真空电镀面漆，可以解决 对金属镀膜附着力差，容易磨擦、刮擦、划伤的问题，并且提供一定的耐抗性和阻隔性。
本发明的另一目是提供一种上述水性UV固化真空电镀面漆的制备方法。
本发明还提供一种水性UV固化真空电镀面漆进行电镀的方法。
UV真空电镀的面漆与面漆不同，为了保证涂料的力学性能，允许添加部分超高官能度树脂来提高耐磨性能。面漆必须对金属镀膜层良好的附着力，耐磨性能，耐水煮，耐盐雾腐蚀等性能。
针对面漆必须解决的问题，本发明通过大量方案设计和实验摸索后，终于发明一种水性UV固化真空电镀面漆及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种水性UV固化真空电镀面漆，它主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯 10~60份，水性丙烯酸酯5~30份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2.5~15份，流平剂0.1~1.5份，光引发剂 1~8份，助溶剂 8~20份，水40~70份。
一种优选方案中，本涂料主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯20~40份，水性丙烯酸酯10~20份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5~10份，流平剂0.5~1.0份，光引发剂 2~5份，助溶剂 10~15份，水50~60份。
一种更优选方案中，本涂料主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯 25~35份，水性丙烯酸酯12.5~17.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6.25~8.75份，流平剂0.6~0.8份，光引发剂 2~4份，助溶剂 12~14份，水53~58份。
一种方案中，所述水性聚氨酯丙烯酸酯为脂肪族水性聚氨酯丙烯酸脂。
一种优选方案中，所述水性聚氨酯丙烯酸酯可以选自东之风进出口PUD110、合肥聚合辐化HF800、合肥聚合辐化709、合肥聚合辐化709T、上海有行鲨鱼科技SY 8906或上海有行鲨鱼科技SY 8908中的一种或几种。
一种更优选方案中，所述水性聚氨酯丙烯酸酯可以选自东之风进出口PUD110、合肥聚合辐化HF800合肥聚合辐化709T或上海有行鲨鱼科技SY 8908中的一种或几种。
一种方案中，所述水性丙烯酸酯可以选自可以选自BASF 7601LV、BASF 7602LV、BASF J90、BASF J805、BASF 678、上海科川化工S-70、上海科川化工S-20、广州龙泰化工L-60、欧宝迪AC2742或欧宝迪AC3630中的一种或几种。
一种优选方案中，所述水性丙烯酸酯可以选自可以选自BASF 7601LV、BASF7602LV、BASF J90、BASF J805、上海科川化工S-70、、广州龙泰化工L-60、欧宝迪AC2742或欧宝迪AC3630中的一种或几种。
一种更优选方案中，所述水性丙烯酸酯可以选自可以选自BASF 7601LV、BASF7602LV、上海科川化工S-70、、广州龙泰化工L-60、欧宝迪AC2742或欧宝迪AC3630中的一种或几种。
另一种更优选方案中，水性聚氨酯丙烯酸酯、水性丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量份的比例为4:2:1。
一种方案中，所述流平剂为有机硅流平剂。
一种优选方案中，所述流平剂可以选自BYK 346、BYK 333、EFKA 3777、EFKA 3600或TEGO 450中的一种或几种。
一种更优选方案中，所述流平剂可以选自BYK 346、BYK 333或EFKA 3777中的一种或几种。
一种方案中，所述光引发剂可以选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯或苯基双(2.4.6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或几种。
一种优选方案中，所述光引发剂可以为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯。
一种更优选方案中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
一种方案中，所述助溶剂可以选自异丙醇、丙酮、丙醇、乙二醇丁醚或丙二醇二丁醚中的一种或几种。
一种优选方案中，所述助溶剂可以选自异丙醇、丙醇或丙二醇二丁醚中的一种或几种。
一种优选方案中，所述助溶剂可以选自异丙醇或丙醇。
一种水性UV固化真空电镀面漆的制备方法，它包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速400~500r/min，时间5~15min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速900~1100r/min，时间5~10min。
一种水性UV固化真空电镀面漆进行电镀的方法，它包括以下步骤：
(1) 材料处理：
a) 面漆处理：将面漆用600目滤网过滤后备用；
b) 预处理：将底材用酒精擦拭，除去底材上的油渍和灰尘，喷涂底漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚15~25μm；再真空镀铝后备用；
(2) UV真空电镀：
a) 喷涂：将上述真空镀铝后的表面喷涂面漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚10~15μm；
b) 干燥：烘烤60~70℃，5~8min；紫外固化能量 500~1200mj/cm2。
采用本发明的技术方案，优势如下:
本发明提供的水性UV固化真空电镀面漆，可以解决 对金属镀膜附着力差，容易磨擦、刮擦、划伤的问题，并且提供一定的耐抗性和阻隔性。
本发明提供的水性面漆，真空电镀涂装在塑料镀铝面上，漆膜具有良好的附着力，耐磨性能，耐水煮，耐汗等性能。此外，本发明的面漆是一种环保型涂料，同时具有操作方便、施工简单、适用性广等特点。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明的一种水性UV固化真空电镀面漆及其制备方法作进一步的说明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。
本发明提供的水性UV固化真空电镀面漆的制备方法，它包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速400~500r/min，时间5~15min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速900~1100r/min，时间5~10min。
本发明提供的水性UV固化真空电镀面漆进行电镀的方法，它包括以下步骤：
(1) 材料处理：
a) 面漆处理：将面漆用600目滤网过滤后备用；
b) 预处理：将底材用酒精擦拭，除去底材上的油渍和灰尘，喷涂底漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚15~25μm；再真空镀铝后备用；
(2) UV真空电镀：
a) 喷涂：将上述真空镀铝后的表面喷涂面漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚10~15μm；
b) 干燥：烘烤60~70℃，5~8min；紫外固化能量 500~1200mj/cm2。
实施例1
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯 （合肥聚合辐化709T） 50份；
水性丙烯酸酯(BASF 7602LV) 25份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 3份；
流平剂 （EFKA 3777） 1.2份；
光引发剂（苯基双(2.4.6-三甲基苯甲酰基)氧化膦） 6份；
助溶剂（乙二醇丁醚） 18份；
水 45份。
本涂料的制备方法包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速480 r/min，时间12 min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速950 r/min，时间6 min。
实施例2
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯（合肥聚合辐化HF800） 30份；
水性丙烯酸酯 (BASF 7601LV) 15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 7.5份；
流平剂 （BYK 346） 0.3份；
流平剂 （BYK 333） 0.5份；
光引发剂（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮） 3份；
助溶剂（异丙醇） 12份；
水 55份。
本涂料的制备方法包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速450 r/min，时间10 min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速1000r/min，时间8 min。
实施例3
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯 （上海有行鲨鱼科技SY 8906） 23份；
水性丙烯酸酯(广州龙泰化工L-60) 12份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 9份；
流平剂 （BYK 346） 0.9份；
光引发剂（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮） 1份；
光引发剂（2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯） 2份；
助溶剂（丙醇） 11份；
水 52份。
本涂料的制备方法包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速430 r/min，时间8 min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速1050r/min，时间9 min。
对比例1
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯 （合肥聚合辐化709T） 65份；
水性丙烯酸酯(BASF 7602LV) 25份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 3份；
流平剂 （EFKA 3777） 1.2份；
光引发剂（苯基双(2.4.6-三甲基苯甲酰基)氧化膦） 6份；
助溶剂（乙二醇丁醚） 33份；
水 45份。
本涂料的制备方法参照实施例1。
对比例2
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯（合肥聚合辐化HF800） 30份；
水性丙烯酸酯 (BASF 7601LV) 30份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 7.5份；
流平剂 （BYK 346） 0.3份；
流平剂 （BYK 333） 0.5份；
光引发剂（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮） 3份；
助溶剂（异丙醇） 27份；
水 55份。
本涂料的制备方法参照实施例2。
对比例3
一种水性UV固化真空电镀面漆，它包括如下组份以及质量份数：
水性聚氨酯丙烯酸酯 （上海有行鲨鱼科技SY 8906） 23份；
水性丙烯酸酯(广州龙泰化工L-60) 12份；
流平剂 （BYK 346） 0.9份；
光引发剂（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮） 1份；
光引发剂（2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯） 2份；
助溶剂（丙醇） 20份；
水 52份。
本涂料的制备方法参照实施例3。
本发明提供的水性UV固化真空电镀面漆进行电镀的方法，它包括以下步骤：
(1) 材料处理：
a) 面漆处理：将面漆用600目滤网过滤后备用；
b) 预处理：将底材用酒精擦拭，除去底材上的油渍和灰尘，喷涂底漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚15~25μm；再真空镀铝后备用；
(2) UV真空电镀：
a) 喷涂：将上述真空镀铝后的表面喷涂面漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚10~15μm；
b) 干燥：烘烤60~70℃，5~8min；紫外固化能量 500~1200mj/cm2。
实施例4
本发明的涂料和涂料真空电镀后的性能测试如下：
（1）涂料性能
表1涂料性能
样品 涂料外观 粘度（NK-2，s）
实施例1 乳白泛蓝 13
实施例2 乳白泛蓝 15
实施例3 乳白泛蓝 16
对比例1 乳白 18
对比例2 乳白 25
对比例3 乳白 10
（2）涂料真空电镀后的性
表2涂料真空电镀后的性能
样品 硬度 附着力 涂膜RCA 耐醇测试 耐水煮 耐手汗测试 贮存稳定性
实施例1 2H 5B 780 无变化 无变化 无变化 无变化
实施例2 2H 5B 800 无变化 无变化 无变化 无变化
实施例3 2H 5B 750 无变化 无变化 无变化 无变化
对比例1 H 3B 450 有脱落 有脱落 有掉漆 有掉漆
对比例2 H 3B 480 有脱落 有脱落 有掉漆 有掉漆
对比例3 H 3B 400 有脱落 有脱落 有掉漆 有掉漆
发明的测试方法如下：
涂料外观：目测。
涂料粘度：GB/T 1723-1993，岩田2号杯25℃，7.5-10秒。
铅笔硬度：GB/T 6739-2006。
附着力：3M胶带，百格测试，GB/T 5210-2006。
贮存稳定性：60℃，相对湿度95%，七天。
涂膜RCA： 耐磨性，负荷175g。
耐醇测试（50% 乙醇）：常温2小时。
耐水煮（80℃ 沸水）：2 小时。
手汗测试：pH4.7~pH10.2，常温24小时。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，它主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯 10~60份，水性丙烯酸酯5~30份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2.5~15份，流平剂0.1~1.5份，光引发剂 1~8份，助溶剂 8~20份，水40~70份。
2.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，它主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯 20~40份，水性丙烯酸酯10~20份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5~10份，流平剂0.5~1.0份，光引发剂 2~5份，助溶剂 10~15份，水50~60份。
3.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，它主要包括以下质量份的组分制成：水性聚氨酯丙烯酸酯 25~35份，水性丙烯酸酯12.5~17.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6.25~8.75份，流平剂0.6~0.8份，光引发剂 2~4份，助溶剂 12~14份，水53~58份。
4.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸酯为高官能度脂肪族水性聚氨酯丙烯酸脂，可以选自六官能度脂肪族水性聚氨酯丙烯酸脂、八官能度脂肪族水性聚氨酯丙烯酸脂或十官能度脂肪族水性聚氨酯丙烯酸脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1或4所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸酯可以选自东之风进出口PUD110、合肥聚合辐化HF800、合肥聚合辐化709、合肥聚合辐化709T、上海有行鲨鱼科技SY 8906或上海有行鲨鱼科技SY 8908中的一种或几种；所述水性丙烯酸酯可以选自BASF 7601LV、BASF 7602LV、BASF J90、BASF J805、BASF 678、上海科川化工S-70、上海科川化工S-20、广州龙泰化工L-60、欧宝迪AC2742或欧宝迪AC3630中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，水性聚氨酯丙烯酸酯、水性丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量份的比例为4:2:1。
7.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，所述流平剂为有机硅流平剂，可以选自BYK 346、BYK 333、EFKA 3777、EFKA 3600或TEGO 450中的一种或几种；所述光引发剂可以选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯或苯基双(2.4.6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆，其特征在于，所述助溶剂可以选自异丙醇、丙酮、丙醇、乙二醇丁醚或丙二醇二丁醚中的一种或几种。
9.一种如权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）将水性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、助溶剂、流平剂，按配方比例加入分散机中搅拌，转速400~500r/min，时间5~15min；
（2）将水性聚氨酯丙烯酸酯、光引发剂、水依次加入步骤（1）混合物中搅拌，转速900~1100r/min，时间5~10min。
10.一种如权利要求1所述的水性UV固化真空电镀面漆进行电镀的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1) 材料处理：
a面漆处理：将面漆用600目滤网过滤后备用；
b预处理：将底材用酒精擦拭，除去底材上的油渍和灰尘，喷涂底漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚15~25μm；再真空镀铝后备用；
(2) UV真空电镀：
a喷涂：将上述真空镀铝后的表面喷涂面漆，喷枪气压为2.0~3.0kg/cm2，喷枪与涂层面的距离为12~15cm, 膜厚10~15μm；
b干燥：烘烤60~70℃，5~8min；紫外固化能量 500~1200mj/cm2。
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