CN108690449A - 一种紫外线光固化pp免处理水的pvd底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于其包含如下重量份的组份：丙烯酸树脂20‑30份、丙烯酸单体10‑20份、改性聚酯丙烯酸15‑20份、全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂30‑45份、光引发剂1‑5份、附着力促进剂5‑10份、助剂0.5‑3份、溶剂30‑40份。本发明所得涂料耐候性好，附着力极强，不仅可以满足人们对高档产品表面涂饰的要求，而且因为免去了喷涂PP处理水，降低了生产单位产品所需的能耗，提高了劳动生产率，也大大降低了单位产品的生产成本也避免了环境的污染和对人体的伤害。

Description

一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及化妆品PP包材PVD(物理气相沉积；Physical Vapor Deposition)领域，具体涉及一种化妆品PP包材PVD底漆及其制备方法和应用。。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在化妆品包装瓶中以其优异的性能优势和较便宜的价格应用的很多。UV真空电镀涂料是在UV塑料涂料基础上发展起来的一种新型紫外光固化涂料。随着塑料装饰技术发展，一种塑料制品金属化装饰技术随之产生，它是利用塑料基材涂装底漆后，经真空电镀，涂装一层金属薄膜层，再涂覆面漆而成。经过涂装的塑料表面，完全闪烁着金属光泽，显出高贵和富丽堂皇的金属品质，根本看不出是塑料制品。塑料的金属化装饰不仅可以节约大量宝贵的金属材料，也大大减轻了制品质量，近年来在化妆品包装瓶中应用的非常广泛。所以PP素材上的UV真空电镀也随之开始普及。

但是聚丙烯(PP)塑料其表面能低、极性小、润湿性差及有一定的结晶度，不易与含有极性官能团或极性成分的油漆等材料直接粘附。PP分子无极性，在塑料里面与外物附着力属最差之一，喷漆之前须做一下表面的极性处理，常见的是在PP素材表面喷涂一层PP处理水，再在PP处理水上喷涂PP真空电镀底漆，这样其涂层附着力会非常稳定，但是喷涂PP处理水会造成成本的浪费和能源的消耗以及大量VOC的排放从而造成环境污染，而且PP处理水中一般含有的溶剂是甲苯和二甲苯，会对人体造成很大程度的伤害。

目前，所有全球的化妆品包装品外观加工公司对免PP处理水PP一涂真空电镀底漆的需求越来越大，开发一款免PP处理水直接喷涂在PP素材上的一涂真空电镀底漆很有必要，不仅可以满足人们对高档产品表面涂饰的要求，而且因为免去了喷涂PP处理水，降低了生产单位产品所需的能耗，提高了劳动生产率，也大大降低了单位产品的生产成本也避免了环境的污染和对人体的伤害。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆。

本发明的另一目的是提供一种上述紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其包含如下重量份的组份：

丙烯酸树脂20-30份

丙烯酸单体10-20份

改性聚酯丙烯酸15-20份

全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂30-45份

光引发剂1-5份

附着力促进剂5-10份

助剂0.5-3份

溶剂30-40份。

优选的，丙烯酸树脂为聚氨酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、标准双酚A环氧丙烯酸树脂、改性酚醛环氧丙烯酸树脂中的一种或者几种。

优选的，所述丙烯酸单体为4-叔丁基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸羟乙酯(HEMA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三环葵烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(DCPDA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET₃A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或几种。

优选的，所述改性聚酯丙烯酸树脂为三官能改性聚酯丙烯酸酯(如长兴DR-E509)。

优选的，所选全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂为一种中间碳碳双键打开的改性聚丁二烯树脂，其具有很好的附着力、很好的相容性并能参与交联反应和成膜(如井上化工UV-3026)。

优选的，所述光引发剂为光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、单酰基氧化膦、双酰基氧化膦一种或几种，引发剂的选择能使涂料更好的固化成膜，使涂料的耐化性和物理机械性能更加提升。

优选的，所述附着力促进剂包括马来酸酐接枝PP、丙烯酸共聚物接枝PP和PP与乙烯单体共聚物，其中马来酸酐接枝PP、丙烯酸共聚物接枝PP和PP与乙烯单体共聚物的质量比为1.5:0.5:1，既不影响涂料的相溶性，又不影响涂料固化漆膜的外观，还能使配方附着力更加稳定。

优选的，所述助剂为芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、聚硅氧烷-聚醚共聚物、反应型有机硅流平剂、聚酯改性有机硅表面助剂中的一种或几种。

优选的，所述溶剂为环己烷、环己酮、乙酸乙酯、甲基异丁基丁酮、丙酮、乙二醇丁醚中的一种或几种，加入溶剂为使涂料具有更好的施工性能。

一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆的制备方法，其包括如下步骤：

(1)向反应釜中加入丙烯酸树脂和丙烯酸单体，加热搅拌6-8min，加热到55-60℃，加入助剂和附着力促进剂，保持温度和搅拌，继续加热搅拌3-5min；

(2)继续加热，待反应釜中的温度升到65～70℃，向反应釜中加入光引发剂和改性聚酯烯酸树脂，然后将搅拌装置的转速调节高搅拌3-4min；保持相同的温度和搅拌速率，缓慢加入全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌8-10min；

(3)待温度降到25～30℃，向反应釜中加入溶剂，搅拌均匀，检验出料。。

在一种优选方案中，在步骤(1)中搅拌装置的转速为600～1000r/min，更优选700r/min；步骤(2)中搅拌装置的转速调高至1000～1500r/min，更优选1200r/min；；步骤(3)中待温度降到28℃。

本发明的优点是：

(1)本发明可以替换传统的通过喷涂处理水在喷涂紫外线光固化PVD底漆，降低了生产单位产品所需的能耗，提高了劳动生产率，也大大降低了单位产品的生产成本也避免了环境的污染和对人体的伤害，并且其具有更加优异的上镀性(如镀铝和镀铟)、更好的耐化性和物理性能，使PP素材塑料金属化在全球化妆品包材市场更快速更有效的推广。

(2)采用具有特殊结构的全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂和改性聚酯丙烯酸酯来提供与PP素材附着力，并且不需要喷涂处理水；也能提供底漆与镀层间的附着力；其中全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂具有很好的附着力、很好的相容性并能参与交联反应和成膜。

(3)以马来酸酐接枝PP和丙烯酸共聚物接枝PP和PP与乙烯单体共聚物作为附着力促进剂搭配使用，可以进一步提高与PP的附着力，又可以同时保证涂料具有一定的韧性和强度。

(4)本发明加入丙烯酸树脂、丙烯酸单体，是为了更好的提高与镀层的附着力，同时也是提高漆膜的耐水性和耐化性。

(5)本发明加入助剂是为了消除素材喷涂油漆造成的油坑，提高生产商的良率；提高漆膜的滑爽度，减少漆膜固化后碰撞的划伤，并且能进一步提升漆膜与镀层的附着力。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，附实施例如下。需要强调的是，实施例并不意味着本发明的范围限制在实施例叙述的条件内，实施例的目的是进一步阐述本发明的内容及其可行性。

以下为各例PP素材PVD底漆的制备方法：

(1)向反应釜中加入丙烯酸树脂和丙烯酸单体，加热搅拌6-8min，加热到55-60℃，加入助剂和附着力促进剂，保持温度和搅拌，继续加热搅拌3-5min；

(2)继续加热，待反应釜中的温度升到65～70℃，向反应釜中加入光引发剂和改性聚酯烯酸树脂，然后将搅拌装置的转速调节高搅拌3-4min；保持相同的温度和搅拌速率，缓慢加入全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌8-10min；

(3)待温度降到28～32℃，向反应釜中加入溶剂，搅拌均匀，检验出料。

实施例1：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例2：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例3：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例4：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例5：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例6：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

实施例7：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例1：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例2：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例3：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例4：

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例5

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对比例6

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为

对比例7

一种PP素材PVD底漆，各组分的质量份数为：

对于上述实施例1-7和对比例1-7中各项性能的详细测试方法与测试结果如下。

对于上述实施例和对比例中各项性能的详细测试方法与测试结果如下。

(1)涂料外观：目测。

(2)漆膜外观：目测。

(3)通过UV固化机(上海易帕机电有限公司)测定底漆的固化能量；

(4)通过真空镀膜剂(蓝晶真空镀膜机)进行PVD镀膜

(5)附着力：用划格器在漆膜表面划100格1毫米×1毫米的正方型格，用3M胶纸粘在漆膜表面，45°角用力即时拉起，观察划痕边缘处有无脱落：如脱落在0～5％之间为5B，在5～10％之间为4B，在10～20％之间为3B，在20～30％之间为2B，在30～50％之间为1B，在50％以上为0B。

(6)根据GB/T 1723-1993测定PVD底漆的粘度(涂-2粘度计@25℃)；

(7)根据GB/T 9286-1998，通过百格实验测底漆与PVD镀膜之间的附着力和基材间的附着力；

(8)根据GB/T 1733-1993，在40℃条件下浸泡10天，测试底漆的耐水性涂层外观，无开裂，无变色；

(9)根据GB/T 1735-2009，在81℃条件下保持24h测试PVD底漆的耐热性；

(10)根据GB/T 1771-2007测试PVD底漆的耐盐雾性，测试1000h及以上，PVD底漆外观无开裂、龟裂、分层等不良现象且百格要求为5级。

测试结果如下表所示:

通过对比例1和实施例3可以得出，当附着力促进剂降到1份时，底漆所有的性能均有所下降，其中与基材的附着力下降最为明显。通过对比例2与实施例2可以得出，当全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂减少到10份时，底漆所有的性能均有所下降，其中与基材的附着力下降最为明显，底漆与镀层之间的附着力也明显下降，这是因为全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂为一种中间碳碳双键打开的改性聚丁二烯树脂，其具有很好的附着力、很好的相容性并能参与交联反应和成膜。通过对比例3与实施例4可以得出，不添加流平剂时，漆膜外观会出现油坑，从而导致其在耐水性、耐热性、中性盐雾试验和耐候性方面性能下降，且与镀层附着力下降。通过对比例4和实施例3可以得出，当三官能改性聚酯降低时，底漆不仅与基材附着力下降，而且与镀层基本也无附着力并且耐水，耐热，耐盐雾和耐候性都有明显下降，因为三官能改性聚酯丙烯酸酯通过接枝或者嵌段改性提高附着力。通过对比例5与实施例3、对比例6与实施例3、对比例7与实施例3相比可知，当附着力促进剂中不含马来酸酐接枝PP、丙烯酸共聚物接枝PP或PP与乙烯单体共聚物中的任何一种成分时，都会对漆膜的各项性能造成一定影响，其中对附着力的影响最大。对比以上实施例和对比例可以发现，本发明一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆及其应用，所制备的光固化PVD底漆具有优异的耐候性和附着力，能基本满足全球化妆品PP塑料以及更高领域PP素材金属化的应用。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于其包含如下重量份的组份：

丙烯酸树脂20-30份

丙烯酸单体10-20份

改性聚酯丙烯酸15-20份

全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂30-45份

光引发剂1-5份

附着力促进剂5-10份

助剂0.5-3份

溶剂30-40份。

2.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述丙烯酸树脂为：聚氨酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、标准双酚A环氧丙烯酸树脂、改性酚醛环氧丙烯酸树脂中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述丙烯酸单体选自：4-叔丁基环己基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述改性聚酯丙烯酸为三官能改性聚酯丙烯酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所选全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂为一种中间碳碳双键打开的改性聚丁二烯树脂。

6.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、苯甲酰甲酸甲酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、单酰基氧化膦、双酰基氧化膦中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述附着力促进剂包括马来酸酐接枝PP、丙烯酸共聚物接枝PP和PP与乙烯单体共聚物，其中马来酸酐接枝PP、丙烯酸共聚物接枝PP和PP与乙烯单体共聚物的质量比为1.5:0.5:1。

8.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述助剂为芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、聚硅氧烷-聚醚共聚物、反应型有机硅流平剂、聚酯改性有机硅表面助剂中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆，其特征在于：所述溶剂为环己烷、环己酮、乙酸乙酯、甲基异丁基酮、丙酮、乙二醇丁醚中的一种或几种。

10.一种紫外线光固化PP免处理水的PVD底漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)向反应釜中加入丙烯酸树脂和丙烯酸单体，加热搅拌6-8min，加热到55-60℃，加入助剂和附着力促进剂，保持温度和搅拌，继续加热搅拌3-5min；

(2)继续加热，待反应釜中的温度升到65～70℃，向反应釜中加入光引发剂和改性聚酯烯酸树脂，然后将搅拌装置的转速调节高搅拌3-4min；保持相同的温度和搅拌速率，缓慢加入全链丙烯酸改性聚丁二烯树脂，继续加热搅拌8-10min；

(3)待温度降到28～32℃，向反应釜中加入溶剂，搅拌均匀，检验出料。