CN111849283A - 一种真空电镀uv光固化面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空电镀UV光固化面漆及其制备方法，按照重量份数计，该真空电镀UV光固化面漆的组成原料具体包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯10‑20份、促进剂2‑8份、聚氨酯丙烯酸树脂4‑10份、聚酯丙烯酸树脂4‑10份、纯丙烯酸树脂10‑20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5‑15份、乙二醇二丙烯酸酯2‑6份、有机溶剂25‑37.4份、光引发剂184 3.6‑4份、流平剂0.5‑1.5份。本发明中，聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂都能为基材提供较好的附着力，将这两种预聚物进行复配，使得合成的UV光固化涂料具有较好的柔韧性、较快的固化速率和较强的附着力，降低了UV光固化面漆固化后发生脱落的概率。

Description

一种真空电镀UV光固化面漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种真空电镀UV光固化面漆及其制备方法。
背景技术
UV光固化涂料具有固化速度快、节能、常温固化、性能优越、绿色环保等优点，UV光固化涂料的上光速度快，膜层光亮度高，干燥后膜面坚固耐热，折光效果好，使底材产生强烈的主体感，已广泛应用于化工、机械、电子轻工、通讯、化妆品等领域。
在化妆品行业，为了提高化妆品包装盒的美观性，增强对顾客的吸引力，通常在化妆品包装盒表面涂上一层漆料进行装饰，由于UV光固化涂料具有较大的环保优势，已获得了化妆品行业的密切关注和广泛应用。
UV涂料通常是含有极性官能团或极性成分的材料，但化妆品包装盒大多由塑料或塑胶材料制成，对于表面能低、极性小的塑料，UV涂料固化形成的涂层附着力差，长时间后，涂层容易发生脱落，影响包装盒的美观性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种真空电镀UV光固化面漆，具有增强UV涂料固化而成的涂层的附着力，降低涂层发生脱落的概率。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种真空电镀UV光固化面漆，按照重量份数计，该真空电镀UV光固化面漆的组成原料具体包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯10-20份、促进剂2-8份、聚氨酯丙烯酸树脂4-10份、聚酯丙烯酸树脂4-10份、纯丙烯酸树脂10-20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-15份、乙二醇二丙烯酸酯2-6份、有机溶剂25-37.4份、光引发剂1843.6-4份、流平剂0.5-1.5份。
通过采用上述技术方案，聚氨酯丙烯酸树脂含有柔性链结构，对涂膜能起到增韧作用；聚氨酯丙烯酸树脂是平均官能度为3.2的多官能度活性单体，随着聚氨酯丙烯酸树脂比例的增加，涂膜交联密度增加；聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂都能为基材提供较好的附着力，将这两种预聚物进行复配，使得合成的UV光固化涂料具有较好的柔韧性、较快的固化速率和较强的附着力，降低了UV光固化面漆固化后发生脱落的概率。乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯均为多官能度单体，固化快，交联密度且收缩应力大，因此，涂膜的柔韧性和附着力较差；而甲基丙烯酸羟乙酯为单官能度的单体，交联密度和收缩应力小，并且可对基材形成一定的机械咬合作用；因此，甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯复配作用后，UV光固化涂料固化而成的涂膜具有良好的柔韧性和较强的附着力，进一步降低了面漆涂层发生脱落的概率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按照重量份数计，该真空电镀UV光固化面漆的组成原料具体包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯15份、促进剂5份、聚氨酯丙烯酸树脂7份、聚酯丙烯酸树脂7份、纯丙烯酸树脂15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、乙二醇二丙烯酸酯4份、有机溶剂31.2份、光引发剂1843.8份、流平剂1份。
通过采用上述技术方案，乙二醇二丙烯酸酯为双官能度活性单体，乙二醇二丙烯酸酯的分子两端均具有活泼的双键，适量的乙二醇二丙烯酸酯具有良好的稀释性，可使成膜的交联密度增加、固化时间缩短。组成UV光固化涂料的各原料在光引发剂184作用下发生交联反应，光引发剂184分子发生化学重排，形成自由基中间体，自由基与聚酯丙烯酸树脂类低聚物以及活性单体中的不饱和基团作用，引发链式聚合反应，因此聚合速率加快，固化时间明显缩短，附着力随之增强。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述促进剂为磷酸酯附着力促进剂。
通过采用上述技术方案，磷酸酯附着力促进剂分子中含有磷酸基，具有良好的磷化作用，容易在UV光固化面漆涂覆界面产生转化层，提高了涂层附着力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按照重量份数计，所述有机溶剂具体包括如下组分：乙酸乙酯(EAC)10-12份、乙酸正丁酯(BAC)2-4.4份、甲基异丁酮(MiBK)9-11份、二甲苯(XYL)1-3份、乙二醇乙醚(ECS)3-7份。
通过采用上述技术方案，甲基异丁酮和二甲苯的极性大，溶解力强，与体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分的相容性好，因此，采用二甲苯和甲基异丁酮的混合溶剂体系，使体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分分散均匀，降低了UV光固化面漆的黏度，有利于增强涂层的光泽。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按照重量份数计，所述有机溶剂具体包括如下组分：乙酸乙酯11份、乙酸正丁酯3.2份、甲基异丁酮10份、二甲苯2份、乙二醇乙醚5份。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述流平剂具体包括如下组分：BYK3330.4份、BYK3060.6份。
通过采用上述技术方案，BYK333和BYK306组成的流平剂，具有良好的的底材润滑性、流平性、水溶性和油溶性，还能防止缩孔、橘皮等缺陷的产生，改善UV光固化面漆的粘结性。
本发明的目的之二是提供一种真空电镀UV光固化面漆的制备方法，具有增强涂料附着力的效果。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种真空电镀UV光固化面漆的制备方法，该制备方法包括如下几个步骤：
(1)投料：按比例称取甲基丙烯酸羟乙酯、促进剂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯，投至反应釜内，备用；
(2)分散：将步骤(1)中反应釜内原料，以790-800r/min的转速高速分散20-25min，得混合原料；
(3)调整漆：按比例称取有机溶剂、光引发剂和流平剂，加入至步骤(2)所得混合原料中，先以600r/min的转速中速分散5min，再以400r/min的转速低速分散10min，得真空电镀UV光固化面漆；
(4)检验：对步骤(3)所得真空电镀UV光固化面漆进行检验，经检验合格的真空电镀UV光固化面漆包装入桶，避光密封存储，不合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤(3)中进行重新调配。
通过采用上述技术方案，在调整漆步骤中，先进行中速分散，再进行低速分散，使得有机溶剂、光引发剂和流平剂同混合原料分散均匀，有利于提高体系中各组分间的相容性，改善UV光固化面漆的粘结性。聚氨酯丙烯酸树脂分子结构中含有醚键、氨酯键，其分子链间能形成多种氢键，同时分子中的柔性链段赋予UV光固化面漆良好的附着力，UV光固化面漆固化而成的面漆层具有很好的耐低温性和耐磨性。乙二醇乙醚分子中具有醚键，便于分子链的旋转，有利于使得涂膜具有良好的柔韧性。通过对真空电镀UV光固化面漆进行检验，未经检验合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤(3)中进行重新调配，以此使得包装成品的真空电镀UV光固化面漆均具有良好的柔韧性和附着力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(1)中，反应釜内温度为60-65℃。
通过采用上述技术方案，反应釜内温度为60-65℃，以此便于反应釜内的各组分均匀分散。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤(3)中，中速分散的温度为40-45℃，低速分散的温度为25-30℃。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本发明中，聚氨酯丙烯酸树脂含有柔性链结构，对涂膜能起到增韧作用；聚氨酯丙烯酸树脂是平均官能度为3.2的多官能度活性单体，随着聚氨酯丙烯酸树脂比例的增加，涂膜交联密度增加；聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂都能为基材提供较好的附着力，将这两种预聚物进行复配，使得合成的UV光固化涂料具有较好的柔韧性、较快的固化速率和较强的附着力，降低了UV光固化面漆固化后发生脱落的概率。乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯均为多官能度单体，固化快，交联密度且收缩应力大，因此，涂膜的柔韧性和附着力较差；而甲基丙烯酸羟乙酯为单官能度的单体，交联密度和收缩应力小，并且可对基材形成一定的机械咬合作用；因此，甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯复配作用后，UV光固化涂料固化而成的涂膜具有良好的柔韧性和较强的附着力，进一步降低了面漆涂层发生脱落的概率；
2.本发明中，乙二醇二丙烯酸酯为双官能度活性单体，乙二醇二丙烯酸酯的分子两端均具有活泼的双键，适量的乙二醇二丙烯酸酯具有良好的稀释性，可使成膜的交联密度增加、固化时间缩短。组成UV光固化涂料的各原料在光引发剂184作用下发生交联反应，光引发剂184分子发生化学重排，形成自由基中间体，自由基与聚酯丙烯酸树脂类低聚物以及活性单体中的不饱和基团作用，引发链式聚合反应，因此聚合速率加快，固化时间明显缩短，附着力随之增强；
3.本发明中，甲基异丁酮和二甲苯的极性大，溶解力强，与体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分的相容性好，因此，采用二甲苯和甲基异丁酮的混合溶剂体系，使体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分分散均匀，降低了UV光固化面漆的黏度，有利于增强涂层的光泽。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
表1实施例1-3中一种真空电镀UV光固化面漆的各组分含量
Figure BDA0002605676270000041
Figure BDA0002605676270000051
实施例1
一种真空电镀UV光固化面漆，其原料配比见表1所示，该真空电镀UV光固化面漆的制备方法包括如下几个步骤：
(1)投料：按比例称取甲基丙烯酸羟乙酯、促进剂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯，投至温度为62.5℃的反应釜内，备用；
(2)分散：将步骤(1)中反应釜内原料，以800r/min的转速高速分散25min，得混合原料；
(3)调整漆：按比例称取有机溶剂、光引发剂和流平剂，加入至步骤(2)所得混合原料中，先在温度为42.5℃的条件下以600r/min的转速中速分散5min，再在温度为27.5℃的条件下以400r/min的转速低速分散10min，得真空电镀UV光固化面漆；
(4)检验：对步骤(3)所得真空电镀UV光固化面漆进行检验，经检验合格的真空电镀UV光固化面漆包装入桶，避光密封存储，不合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤(3)中进行重新调配。
实施例2
一种真空电镀UV光固化面漆，其原料配比见表1所示，该真空电镀UV光固化面漆的制备方法包括如下几个步骤：
(1)投料：按比例称取甲基丙烯酸羟乙酯、促进剂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯，投至温度为60℃的反应釜内，备用；
(2)分散：将步骤(1)中反应釜内原料，以790r/min的转速高速分散20min，得混合原料；
(3)调整漆：按比例称取有机溶剂、光引发剂和流平剂，加入至步骤(2)所得混合原料中，先在温度为40℃的条件下以600r/min的转速中速分散5min，再在温度为25℃的条件下以400r/min的转速低速分散10min，得真空电镀UV光固化面漆；
(4)检验：对步骤(3)所得真空电镀UV光固化面漆进行检验，经检验合格的真空电镀UV光固化面漆包装入桶，避光密封存储，不合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤(3)中进行重新调配。
实施例3
一种真空电镀UV光固化面漆，其原料配比见表1所示，该真空电镀UV光固化面漆的制备方法包括如下几个步骤：
(1)投料：按比例称取甲基丙烯酸羟乙酯、促进剂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯，投至温度为65℃的反应釜内，备用；
(2)分散：将步骤(1)中反应釜内原料，以795r/min的转速高速分散22.5min，得混合原料；
(3)调整漆：按比例称取有机溶剂、光引发剂和流平剂，加入至步骤(2)所得混合原料中，先在温度为45℃的条件下以600r/min的转速中速分散5min，再在温度为30℃的条件下以400r/min的转速低速分散10min，得真空电镀UV光固化面漆；
(4)检验：对步骤(3)所得真空电镀UV光固化面漆进行检验，经检验合格的真空电镀UV光固化面漆包装入桶，避光密封存储，不合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤(3)中进行重新调配。
对比例1
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加聚氨酯丙烯酸树脂。
对比例2
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加聚酯丙烯酸树脂。
对比例3
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂。
对比例4
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加乙二醇二丙烯酸酯。
对比例5
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
对比例6
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加甲基丙烯酸羟乙酯。
对比例7
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
对比例8
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加乙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯。
对比例9
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加甲基丙烯酸羟乙酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
对比例10
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加磷酸酯附着力促进剂。
对比例11
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加MiBK。
对比例12
本对比例与实施例1相比，区别仅在于，未添加XYL。
性能检测
对实施例1-3和对比例1-12得到的真空电镀UV光固化面漆，进行下述性能检测，检测结果如表2所示。
1、采用GB/T9286-88《涂层附着力划格法测试的评定标准》，对真空电镀UV光固化面漆固化成的涂层进行附着力性能检测。
2、采用GBT1731-1993《漆膜柔韧性测定法》，对真空电镀UV光固化面漆的柔韧性进行检测。
3、采用HG/T3655-2012《紫外光(UV)固化木器涂料》，对真空电镀UV光固化面漆的固化速率是否合格进行检测，检测标准为55℃×5-7min/700-900mj/cm2。
4、对真空电镀UV光固化面漆的涂膜外观进行目测，记录真空电镀UV光固化面漆的光泽。
表2实施例1-3和对比例1-12中所得真空电镀UV光固化面漆的性能检测结果
Figure BDA0002605676270000071
Figure BDA0002605676270000081
由表2可知：
实施例2-3与实施例1相比，真空电镀UV光固化面漆的各组分含量变化以及真空电镀UV光固化面漆的制备方法中各参数的变化，对真空电镀UV光固化面漆的附着力等级、柔韧性、固化速率以及光泽均无影响。
对比例1与实施例1相比，未添加聚氨酯丙烯酸树脂，会使得真空电镀UV光固化面漆的附着力等级下降，柔韧性变差。
对比例2与实施例1相比，未添加聚酯丙烯酸树脂，会使得真空电镀UV光固化面漆的附着力等级下降。
对比例3-9与实施例1相比，未添加聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或甲基丙烯酸羟乙酯，都会使得真空电镀UV光固化面漆的附着力等级下降，柔韧性变差。
对比例10与实施例1相比，未添加磷酸酯附着力促进剂，会使得真空电镀UV光固化面漆的附着力等级下降。
对比例11与实施例1相比，未添加甲基异丁酮或二甲苯，都会影响真空电镀UV光固化面漆的固化速率和光泽度，对柔韧性的影响并不明显。
综上所述，聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂都能为基材提供较好的附着力，将这两种预聚物进行复配，使得合成的UV光固化涂料具有较好的柔韧性、较快的固化速率和较强的附着力，降低了UV光固化面漆固化后发生脱落的概率。乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯均为多官能度单体，固化快，交联密度且收缩应力大，因此，涂膜的柔韧性和附着力较差；而甲基丙烯酸羟乙酯为单官能度的单体，交联密度和收缩应力小，并且可对基材形成一定的机械咬合作用；因此，甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯复配作用后，UV光固化涂料固化而成的涂膜具有良好的柔韧性和较强的附着力，进一步降低了面漆涂层发生脱落的概率。
甲基异丁酮和二甲苯的极性大，溶解力强，与体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分的相容性好，因此，采用二甲苯和甲基异丁酮的混合溶剂体系，使体系中的各丙烯酸树脂成分以及各丙烯酸酯成分分散均匀，降低了UV光固化面漆的黏度，有利于增强涂层的光泽。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于，按照重量份数计，该真空电镀UV光固化面漆的组成原料具体包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯10-20份、促进剂2-8份、聚氨酯丙烯酸树脂4-10份、聚酯丙烯酸树脂4-10份、纯丙烯酸树脂10-20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-15份、乙二醇二丙烯酸酯2-6份、有机溶剂25-37.4份、光引发剂184 3.6-4份、流平剂0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于，按照重量份数计，该真空电镀UV光固化面漆的组成原料具体包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯15份、促进剂5份、聚氨酯丙烯酸树脂7份、聚酯丙烯酸树脂7份、纯丙烯酸树脂15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、乙二醇二丙烯酸酯4份、有机溶剂31.2份、光引发剂184 3.8份、流平剂1份。
3.根据权利要求2所述的一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于：所述促进剂为磷酸酯附着力促进剂。
4.根据权利要求2所述的一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于，按照重量份数计，所述有机溶剂具体包括如下组分：乙酸乙酯10-12份、乙酸正丁酯2-4.4份、甲基异丁酮9-11份、二甲苯1-3份、乙二醇乙醚3-7份。
5.根据权利要求4所述的一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于，按照重量份数计，所述有机溶剂具体包括如下组分：乙酸乙酯11份、乙酸正丁酯3.2份、甲基异丁酮10份、二甲苯2份、乙二醇乙醚5份。
6.根据权利要求2所述的一种真空电镀UV光固化面漆，其特征在于，按照重量份数计，所述流平剂具体包括如下组分：BYK333 0.4份、BYK306 0.6份。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种真空电镀UV光固化面漆的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下几个步骤：
（1）投料：按比例称取甲基丙烯酸羟乙酯、促进剂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯，投至反应釜内，备用；
（2）分散：将步骤（1）中反应釜内原料，以790-800r/min的转速高速分散20-25min，得混合原料；
（3）调整漆：按比例称取有机溶剂、光引发剂和流平剂，加入至步骤（2）所得混合原料中，先以600r/min的转速中速分散5min，再以400r/min的转速低速分散10min，得真空电镀UV光固化面漆；
（4）检验：对步骤（3）所得真空电镀UV光固化面漆进行检验，经检验合格的真空电镀UV光固化面漆包装入桶，避光密封存储，不合格的真空电镀UV光固化面漆则循环至步骤（3）中进行重新调配。
8.根据权利要求7所述的一种真空电镀UV光固化面漆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，反应釜内温度为60-65℃。
9.根据权利要求7所述的一种真空电镀UV光固化面漆的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，中速分散的温度为40-45℃，低速分散的温度为25-30℃。
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