CN108129981A - 用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料，包含含氟丙烯酸酯低聚物20‑70wt%、反应性丙烯酸酯单体10‑50wt%、光引发剂2‑10wt%、填料0‑20wt%和助剂0‑5wt%。该涂料环保无污染，无刺激性气味，无VOC释放；涂布在玻璃镜的金属镀层表面时镜面流平性能和上镀性好，经UV辐射可快速固化，固化后涂层具有硬度高、抗划伤性好、附着力强的特点，且耐酸性、耐碱性和耐水煮性优异。此外，采用UV固化技术具有能耗低、生产效率高、设备投资低、无污染等优点。

Description

用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料

技术领域

本发明属于辐射固化涂料技术领域，具体涉及一种用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光（UV）固化涂料及其应用。

背景技术

含有金属镀层的玻璃镜，如银镜、铝镜等，在日常生活中应用广泛。鉴于金属镀层易被外物划伤或发生化学反应变质，进而影响玻璃镜使用效果，生产厂家通常会在镀层表面再增加一层涂层以起到防护作用。当前防护涂层的制作方法主要是采用含有溶剂的烘烤型涂料，经涂布并固化后形成防护涂层。但是该方法均存在明显缺陷，由于含有溶剂，对人体健康危害大，VOC排放会造成大气污染，且漆膜固化时间长，能耗高。

发明内容

针对现有技术的不足和技术发展需求，本发明的目的主要在于提供一种用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料。该涂料环保无污染，无刺激性气味，无VOC释放；涂布在玻璃镜的金属镀层表面时，镜面流平性能和上镀性好，经UV辐射，可在极短时间内发生光化学聚合反应，实现固化；固化后涂层具有硬度高、抗划伤性好、附着力强的特点，且耐酸性、耐碱性和耐水煮性优异，完全满足制镜行业的使用要求。此外，采用UV固化技术具有能耗低、生产效率高、设备投资低、无污染等特点，是替代传统制镜工艺的极好选择。

具体来说，一种用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料，包含：含氟丙烯酸酯低聚物20-70wt%，反应性丙烯酸酯单体10-50wt%，光引发剂2-10wt%，填料0-20wt%，助剂0-5wt%。

光化学聚合反应领域，固化产物（通常为膜状或涂层）的性质严重依赖于参与聚合反应的原料种类，且在不同基材上的性能表现也存在差异。本发明用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料中，含氟丙烯酸酯低聚物和反应性丙烯酸酯单体构成光化学聚合反应的基础，通过对这两种反应原料的选择配合，能够获得本发明的上述应用性能。

本发明的光固化涂料中，含氟丙烯酸酯低聚物选自含氟环氧丙烯酸酯和含氟聚氨酯丙烯酸酯中的一种或其混合物。特别适用地，所述含氟环氧丙烯酸酯是由珠海东诚光固化新材料股份有限公司生产的DC112，所述含氟聚氨酯丙烯酸酯是由广州博兴新材料科技有限公司生产的B-864。基于实际应用性能考虑，含氟丙烯酸酯低聚物在光固化涂料中的含量优选是30-60wt%，更优选40-60wt%。

所述的反应性丙烯酸酯单体选自：（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、异冰片基（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。

基于光固化反应活性等因素考虑，反应性丙烯酸酯单体在紫外光固化涂料中的含量优选是20-45wt%。

对光引发剂并没有特别的限定，可使用紫外光固化领域中公知的那些适用于丙烯酸酯类光固化组合物的光引发剂，如苯偶姻醚类光引发剂、苯偶酰缩酮类光引发剂、苯乙酮类光引发剂、二苯酮类光引发剂、苯甲酸酯类光引发剂等。不同光引发剂的引发效率存在差异，在确定光固化反应原料的基础上，适用光引发剂的种类及其用量对本领域技术人员而言是容易确定的。

除了上述三种必需组分外，本发明的紫外光固化涂料可根据实际应用需要，任选地（optionally）加入玻璃镜表面镀层防护涂料中的那些常规辅助性组分，如填料、助剂等。

所述的填料可选自滑石粉、消光粉、抗刮蜡粉、沉淀硫酸钡、膨润土等中的一种或多种。优选地，填料在紫外光固化涂料中的含量是2-10wt%。

所述的助剂包括（但不限于此）：流平剂、消泡剂、附着力促进剂、光敏增感剂、润湿分散剂等。优选地，助剂在紫外光固化涂料中的含量是2-5wt%。

本发明的紫外光固化涂料，通过将各组分混合均匀即可制得。典型地，其制备方法包括下列步骤：避光条件下，将含氟丙烯酸酯低聚物、反应性丙烯酸酯单体、和光引发剂混合，在50-80℃下搅拌均匀；加入填料和助剂，充分搅拌混合均匀后，研磨以使其满足所需细度要求（如，小于1um），过滤，得到所述涂料。

相应地，本发明还涉及上述光固化涂料在制作含金属镀层玻璃镜防护涂层中的应用。

应用时，将一面带有金属镀层的玻璃镜清洁，然后在金属镀层表面涂布本发明的紫外光固化涂料，UV固化后，即可得到带有保护涂层的金属镀镜。

所述的金属镀层可以是银、铝、锌等。含有金属镀层的玻璃镜，如银镜、铝镜、锌镜，已是现有技术中的已知产品，可方便地通过商购获得。所述的涂布可采用常规的涂料涂覆工艺，如淋涂、辊涂等。从性能和成本的综合因素考虑，涂布的涂料厚度应在100 um以下，优选10-50 um，更优选在30 um左右。在UV辐射下，本发明的涂料发生聚合反应，从而实现快速固化。作为赋予能量的光源，优选主波长在200-420nm范围内，实例包括汞灯、金属卤化物灯、卤素灯等各种光源。

本发明用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料绿色无污染，上镀性和镜面流平性能好，固化后涂层具有硬度高、抗划伤性好等优点，且耐酸碱性和耐水煮性优异，使用方便、高效。

进一步地，本发明还涉及一种带有防护涂层的玻璃镜，具有三层结构，包括玻璃层、居中的金属镀层、以及由本发明的紫外光固化涂料经固化形成的防护涂层。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

避光条件下，以最终涂料的总质量计，将45wt%的含氟聚氨酯丙烯酸酯（B-864）、10wt%的丙烯酸羟丙酯、20wt%的甲基丙烯酸羟乙酯、12wt%的新戊二醇二丙烯酸酯和5wt%的BASFTPO光引发剂混合，升温至55℃，搅拌均匀。然后加入2wt%的流平剂（BYK3510）、0.8wt%的分散剂（BYK163）、0.2wt%的消泡剂（BYK055）、以及5%的消光粉（OK500），充分搅拌，高速分散，研磨至细度小于1um，过滤，得到紫外光固化涂料I。

将上述涂料放入淋涂机中，然后淋涂于清洁过的银镜的银镀层表面，厚度控制在约30μm，然后以3支波长为260-340nm、功率为16.8KW的汞灯为辐射光源进行UV固化，固化速度控制在10m/min。得到带有防护涂层的银镜I。

实施例2

避光条件下，以最终涂料的总质量计，将60wt%的含氟环氧丙烯酸酯（DC112）、10wt%的异冰片基丙烯酸酯、18wt%的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2wt%的BASF TPO和3wt%的Ciba1173光引发剂混合，升温至60℃，搅拌均匀。然后加入1wt%的流平剂（BYK333）、1.8wt%的分散剂（BYK2009）、0.2wt%的消泡剂（BYK085）、以及4%的滑石粉，充分搅拌，高速分散，研磨至细度小于1um，过滤，得到紫外光固化涂料II。

将上述涂料辊涂于清洁过的铝镜的铝镀层表面，厚度控制在约40μm，然后以3支波长为260-340nm、功率为16.8KW的汞灯为辐射光源进行UV固化，固化速度控制在10m/min。得到带有防护涂层的铝镜II。

实施例3

避光条件下，以最终涂料的总质量计，将20wt%的含氟聚氨酯丙烯酸酯（B-864）、20wt%的含氟环氧丙烯酸酯（DC112）、20wt%的异冰片基丙烯酸酯、22wt%的甲基丙烯酸羟乙酯、2wt%的BASF TPO和3wt%的Ciba 1173光引发剂混合，升温至60℃，搅拌均匀。然后加入1wt%的流平剂（BYK333）、1.8wt%的分散剂（BYK2009）、0.2wt%的消泡剂（BYK085）、以及10%的沉淀硫酸钡，充分搅拌，高速分散，研磨至细度小于1um，过滤，得到紫外光固化涂料III。

将上述涂料辊涂于清洁过的银镜的银镀层表面，厚度控制在约35μm，然后以3支波长为260-340nm、功率为16.8KW的汞灯为辐射光源进行UV固化，固化速度控制在10m/min。得到带有防护涂层的银镜III。

性能测试

以实施例1-3制得的带有防护涂层的镀镜为检测对象，采用相应标准对性能进行测试，包括硬度、外观、附着力、耐酸性、耐碱性和耐水煮性。

结果如下表所示。

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	检测标准
					硬度（H）	2H	2H	2H	GB6739-1996
外观	平整光滑	平整光滑	平整光滑	目测
					附着力（级）	0	0	0	GB9286-1998
耐水煮性（沸水，24h）	漆膜无脱层、起泡	漆膜无脱层、起泡	漆膜无脱层、起泡	GB1733-1993
					耐碱性（10%氢氧化钠，24h）	无腐蚀黑点	无腐蚀黑点	无腐蚀黑点	GB/T9274
耐酸性（10%盐酸，24h）	无腐蚀黑点	无腐蚀黑点	无腐蚀黑点	GB/T9274

从上表的检测数据可以看到，利用本发明的紫外光固化涂料在玻璃镜金属镀层表面形成防护涂层，涂层具有较高硬度，外观品相好，附着力高，且具有优异的耐酸性、耐碱性和耐水煮性，应用性能佳。

Claims (10)

1.一种用于含金属镀层玻璃镜防护的紫外光固化涂料，包含：含氟丙烯酸酯低聚物20-70wt%，反应性丙烯酸酯单体10-50wt%，光引发剂2-10wt%，填料0-20wt%，助剂0-5wt%。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于：所述的含氟丙烯酸酯低聚物选自含氟环氧丙烯酸酯和含氟聚氨酯丙烯酸酯中的一种或其混合物。

3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于：所述的含氟丙烯酸酯低聚物选自DC112和/或B-864。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述的反应性丙烯酸酯单体选自：（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、异冰片基（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于：所述的填料选自滑石粉、消光粉、抗刮蜡粉、沉淀硫酸钡、膨润土中的一种或多种；填料在紫外光固化涂料中的含量是2-10wt%。

6.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于：所述的助剂选自流平剂、消泡剂、附着力促进剂、光敏增感剂、润湿分散剂；助剂在紫外光固化涂料中的含量是2-5wt%。

7.权利要求1-6中任一项所述的紫外光固化涂料在制作含金属镀层玻璃镜防护涂层中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：应用时，将一面带有金属镀层的玻璃镜清洁，然后在金属镀层表面涂布紫外光固化涂料，UV固化。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述的金属镀层是银、铝或锌。

10.一种带有防护涂层的玻璃镜，具有三层结构，包括玻璃层、居中的金属镀层、以及由权利要求1-6中任一项所述的紫外光固化涂料经固化形成的防护涂层。