CN112300688A - 一种汽车内饰件pvd加工用高性能uv涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及UV涂料的技术领域，尤其涉及一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料及其制备方法，包括以下重量份数组分：有机‑无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂45‑62，丙烯酸树脂19‑27，季戊四醇三丙烯酸酯11‑22，2‑羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯6‑10，前驱体15‑27，硅烷偶联剂25‑38，光引发剂4‑7，流平剂1‑3，消泡剂2‑5，溶剂22‑34。本发明利用硅烷偶联剂与有机‑无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂等复配，喷涂后经UV光照后固化反应形成防护涂层，在镀层表面附着力好、硬度高、耐刮擦、防护作用强，有更强耐候、防腐性能；同时在配方中引入前驱体，可以显著提高涂料在汽车内饰件表面的韧性、防腐、耐老化等性能。

Description

一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及UV涂料的技术领域，尤其涉及一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料及其制备方法。
背景技术
现有的汽车内饰装饰件一般为水电镀喷涂PU涂料，一般采用聚氨酯树脂和TDI异氰酸酯固化剂搭配而成。这种油性漆大部分含有60%以上二甲苯、丁酮、醋酸乙酯等VOC挥发性物质，会对环境造成较大的污染；其次由于这些溶剂都是易燃易爆的化学品，所以在生产、运输、贮存、施工等过程中都存在很大的风险；再次由于镀膜层为水电镀工艺，在水镀过程中会产生大量的重金属污水，会对水环境造成污染；油性的涂料在喷涂时含有大量的有害化学溶剂，对工作人员的身体健康也存在一定的隐患。同时，随着应用的深入与产品要求的不断提高，PVD涂层在与各种基材的附着力、与不同镀层的附着力等方面还存在问题，不能满足一些对耐高温高湿性、耐候性等要求高的场合。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 45-62，丙烯酸树脂 19-27，季戊四醇三丙烯酸酯11-22，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 6-10，前驱体 15-27，硅烷偶联剂 25-38，光引发剂4-7，流平剂 1-3，消泡剂2-5，溶剂 22-34。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物、多金属氧化物纳米复合物、金属氧化物／碳纳米复合物中的任一种。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级Fe2O3、纳米级ZnO、纳米级Co3O4、纳米级MgO、纳米级In2O3中的任一种。
进一步的，所述多金属氧化物纳米复合物为Gd2O3／Eu2O3纳米复合物或Fe2O3/TiO2纳米复合物。
进一步的，所述金属氧化物／碳纳米复合物为Fe3O4／C纳米复合物或ZnO／C纳米复合物。
进一步的，所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、3-(2 ,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的任一种。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下至少一种：GPE10、GPE20、GPE30、乳化二甲基硅油。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括以下至少一种：重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐以及盐烷基鎓盐。
本发明还提供一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、光引发剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、溶剂，按照顺序先后加入在一起形成混合物；
S2.将步骤S1中形成的混合物进行以1500-1800rpm低速分散20-30分钟；
S3.将步骤S2中的混合物加入前驱体，再以3500-5000rpm的高速搅拌35-45分钟，制得高性能UV涂料。
本发明的有益效果在于：
本发明利用硅烷偶联剂与有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂等复配，经UV光照后固化反应形成防护涂层，在镀层表面附着力好、硬度高、耐刮擦、防护作用强，有更强耐候、防腐性能；同时在配方中引入前驱体，可以显著提高涂料在汽车内饰表面的韧性、防腐、耐老化等性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，前驱体 19，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级Fe2O3。
进一步的，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下：GPE10、GPE20、GPE30的组合。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为重氮盐。
实施例2
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，前驱体 19，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述前驱体为多金属氧化物纳米复合物。
进一步的，所述多金属氧化物纳米复合物为Gd2O3／Eu2O3纳米复合物。
进一步的，所述异丁基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下：GPE10、GPE30的组合。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐的组合。
实施例3
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，前驱体 19，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述前驱体为金属氧化物／碳纳米复合物。
进一步的，所述金属氧化物／碳纳米复合物为Fe3O4／C纳米复合物。
进一步的，所述硅烷偶联剂为3-(2 ,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，为乳化二甲基硅油。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为盐烷基鎓盐。
实施例4
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 45，丙烯酸树脂 19，季戊四醇三丙烯酸酯 11，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 6，前驱体 15，硅烷偶联剂 25，光引发剂4，流平剂 1，消泡剂2，溶剂 22。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级ZnO。
进一步的，所述硅烷偶联剂为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下的组合：GPE30、乳化二甲基硅油。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括以下的组合：重氮盐、盐烷基鎓盐。
实施例5
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 48，丙烯酸树脂 21，季戊四醇三丙烯酸酯 13，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 7，前驱体 17，硅烷偶联剂 28，光引发剂5，流平剂 1.5，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述前驱体为多金属氧化物纳米复合物。
进一步的，所述多金属氧化物纳米复合物为Fe2O3/TiO2纳米复合物。
进一步的，所述硅烷偶联剂为二甲基二甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为GPE20。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐的组合。
实施例6
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 52，丙烯酸树脂 22，季戊四醇三丙烯酸酯 15，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，前驱体 19，硅烷偶联剂 31，光引发剂5.5，流平剂 2，消泡剂2.5，溶剂 28。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级Co3O。
进一步的，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为乳化二甲基硅油。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括以下的组合：重氮盐、盐烷基鎓盐。
实施例7
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 62，丙烯酸树脂 27，季戊四醇三丙烯酸酯 22，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 10，前驱体 27，硅烷偶联剂 38，光引发剂7，流平剂 3，消泡剂5，溶剂 34。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级MgO。
进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为GPE30。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为盐烷基鎓盐。
实施例8
一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 59，丙烯酸树脂 25，季戊四醇三丙烯酸酯 20，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 9，前驱体 24，硅烷偶联剂 35，光引发剂6，流平剂 2.7，消泡剂4.2，溶剂 32。
进一步的，所述前驱体为纳米金属氧化物。
进一步的，所述纳米金属氧化物为纳米级In2O3。
进一步的，所述硅烷偶联剂为苯基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为GPE20。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为盐烷基鎓盐。
实施例9
本实施例提供一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、光引发剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、溶剂，按照顺序先后加入在一起形成混合物；
S2.将步骤S1中形成的混合物进行以1700rpm低速分散25分钟；
S3.将步骤S2中的混合物加入前驱体，再以4200rpm的高速搅拌40分钟，制得高性能UV涂料。
实施例10
本实施例提供一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、光引发剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、溶剂，按照顺序先后加入在一起形成混合物；
S2.将步骤S1中形成的混合物进行以1500rpm低速分散30分钟；
S3.将步骤S2中的混合物加入前驱体，再以3500rpm的高速搅拌45分钟，制得高性能UV涂料。
实施例11
本实施例提供一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、光引发剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、溶剂，按照顺序先后加入在一起形成混合物；
S2.将步骤S1中形成的混合物进行以1800rpm低速分散20分钟；
S3.将步骤S2中的混合物加入前驱体，再以5000rpm的高速搅拌35分钟，制得高性能UV涂料。
对比例1
一种UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下：GPE10、GPE20、GPE30的组合。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为重氮盐。
对比例2
一种UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述异丁基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下：GPE10、GPE30的组合。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐的组合。
对比例3
一种UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 55，丙烯酸树脂 23，季戊四醇三丙烯酸酯 16，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 8，硅烷偶联剂 29，光引发剂5，流平剂 2，消泡剂3，溶剂 25。
进一步的，所述硅烷偶联剂为3-(2 ,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，为乳化二甲基硅油。
进一步的，所述光引发剂为阳离子引发剂，为盐烷基鎓盐。
实验性能测试
通过实施例9中的制备方法，制备实施例1-8、对比例1-3的UV涂料，喷涂后通过UV光固化再进行以下测试，测试结果如下表所示：
(1)用手指触摸涂层，测定涂层表面触感；
(2)根据GB/T6739-2006测试PVD涂层的硬度；
(3)根据GB/T 9286-1998，通过百格试验测涂层与PVD镀膜之间的附着力；
(4)利用RCA纸带耐磨机在荷重175g，500次测定涂层的RCA耐磨性，实验结果以不露底为通过；
(5)根据GB/T 1733-1993，在40℃条件下浸泡10天，测试涂层的耐水性；
(6)根据GB/T 1735-2009，在81℃条件下保持24h测试PVD涂层的耐热性；
(7)根据GB/T23989-2009测试PVD涂层的耐溶剂性；
(8)根据GB/T 1771-2007测试PVD涂层的耐盐雾性，测试1000h及以上，PVD涂层外观无开裂、龟裂、分层等不良现象，且附着力要求为0级；
(9)根据GMW14797测试PVD涂层的耐候性，测试1000Hrs及以上，PVD涂层外观无发皱、起皮、粉化等不良现象，△E＜2.0。
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对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims (9)

1.一种汽车内饰件PVD加工用高性能UV涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂 45-62，丙烯酸树脂 19-27，季戊四醇三丙烯酸酯11-22，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯 6-10，前驱体 15-27，硅烷偶联剂 25-38，光引发剂4-7，流平剂 1-3，消泡剂2-5，溶剂 22-34。
2.根据权利要求1所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述前驱体为纳米金属氧化物、多金属氧化物纳米复合物、金属氧化物／碳纳米复合物中的任一种。
3.根据权利要求2所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述纳米金属氧化物为纳米级Fe2O3、纳米级ZnO、纳米级Co3O4、纳米级MgO、纳米级In2O3中的任一种。
4.根据权利要求2所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述多金属氧化物纳米复合物为Gd2O3／Eu2O3纳米复合物或Fe2O3/TiO2纳米复合物。
5.根据权利要求2所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述金属氧化物／碳纳米复合物为Fe3O4／C纳米复合物或ZnO／C纳米复合物。
6.根据权利要求1所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、3-(2 ,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的任一种。
7.根据权利要求1所述高性能UV涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或硅类消泡剂，包括以下至少一种：GPE10、GPE20、GPE30、乳化二甲基硅油。
8.根据权利要求1所述的高性能UV涂料，其特征在于，所述光引发剂为阳离子引发剂，包括以下至少一种：重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐以及盐烷基鎓盐。
9.一种权利要求1-8任一项所述的高性能UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机-无机杂化聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、光引发剂、流平剂、消泡剂、硅烷偶联剂、溶剂，按照顺序先后加入在一起形成混合物；
S2.将步骤S1中形成的混合物进行以1500-1800rpm低速分散20-30分钟；
S3.将步骤S2中的混合物加入前驱体，再以3500-5000rpm的高速搅拌35-45分钟，制得高性能UV涂料。
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