CN112980298B - 一种冰花裂纹涂料及制备方法和固化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种冰花裂纹涂料及制备方法和固化方法。冰花裂纹涂料包括5‑15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、15‑30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、8‑15份活性稀释剂、6‑15份二苯甲酮和1‑2份活性胺。本发明六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、二苯甲酮和活性胺在UV固化时，应力释放过程中因涂层表底收缩不同，从而产生冰花裂纹。该发明通过采用特定比例的六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、二苯甲酮和活性胺之间协同作用，可以得到上镀性好、耐水煮、成品率高、冰花裂纹分布均匀的涂料。

Description

一种冰花裂纹涂料及制备方法和固化方法
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种冰花裂纹涂料及制备方法和固化方法。
背景技术
UV真空镀膜涂料是指在UV塑料涂料基础上发展起来的一种新型紫外光固化涂料，随着节能环保理念以及生产降成本的概念越来越深入人心，塑料装饰技术代替有限金属材料的发展趋势愈加明显，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，经真空电镀或溅涂，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，根本看不出是塑料制品。
现有的UV真空镀膜漆，主要用在一些塑料、金属、玻璃等多种器材上，呈现出来的都是平滑的镜面效果，起到保护器件作用的同时呈现了良好的装饰效果，但是时间一长，审美疲劳，人们也期望有其他新颖效果出现。
冰花漆是指涂膜呈裂纹状美丽晶纹的涂料，也称为晶纹漆。该涂料固化后不会呈现单调的镜面效果，而是展现了大小均匀的冰花裂纹图案效果，增加了艺术表现力，满足人们在视觉上的需要。当前市场上大多数冰花电镀漆为传统油性烤漆，在烘烤干燥过程中，漆膜表面和底部固化不同步，表底收缩不一致达到冰花裂纹效果。但是传统的油性烤漆烘烤时间长、能耗大。现有技术中，虽然也存在UV真空镀膜裂纹涂料，是通过复杂的两步固化，是由于内应力的关系，先使涂层表面固化导致漆膜收缩，形成裂纹，然后再固化一次，使底部固化。两步固化条件繁琐苛刻，难以控制，容易使涂层固化过度，导致上镀性变差；同时固化后涂层还存在产生冰花裂纹不均匀、不耐水煮、良品率低等缺点。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的冰花裂纹涂料能耗高、固化条件苛刻、固化后产生的冰花裂纹不均匀、涂料上镀性差，以及成品不耐水煮等缺陷，从而提供一种冰花裂纹涂料及制备方法和固化方法。
为此，本发明提供了以下技术方案。
本发明提供了一种冰花裂纹涂料，以重量份数计，包括20-45份丙烯酸酯类树脂、8-15份活性稀释剂、6-15份二苯甲酮和1-2份活性胺；
其中，所述丙烯酸酯类树脂为5-15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯和15-30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的混合物；
所述六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的分子量为700-1500；
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的分子量为500-1200。
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(1.8-2.2)：1。
以重量份数计，所述冰花裂纹涂料包括5-15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、15-30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、8-15份活性稀释剂、8-10份二苯甲酮、1-1.5份活性胺。
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(1.9-2.1)：1。
所述稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或两种。
所述冰花裂纹涂料还包括45-55份溶剂；
所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯，甲苯，甲基异丁酮和二丙酮醇中的至少一种。
本发明还提供了上述冰花裂纹涂料的制备方法，包括以下步骤，
将所有原料混合均匀后得到所述冰花裂纹涂料。
本发明还提供了上述冰花裂纹涂料或上述方法制得的冰花裂纹涂料的固化方法，包括以下步骤，
冰花裂纹涂料经喷涂后，在40-60℃下烘烤3-5min，再在800-1000mj/cm2条件下UV固化，真空电镀后得到冰花裂纹涂层。
涂料的喷涂的膜厚15-20μm。
所述涂料的粘度为岩田2#杯9-10s/25℃。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的冰花裂纹涂料，以重量份数计，包括5-15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、15-30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、8-15份活性稀释剂、6-15份二苯甲酮和1-2份活性胺。本发明六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、二苯甲酮和活性胺在UV固化时，应力释放过程中因涂层表底收缩不同，从而产生冰花裂纹。该涂料通过采用特定比例的六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、二苯甲酮和活性胺之间协同作用，可以得到上镀性好、耐水煮、成品率高、冰花裂纹分布均匀的涂料。其中，六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的固化速度快、粘度低、流平好，固化后的体积收缩大；脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的固化速度快、上镀性佳、耐水性好，丰满度高，固化后的体积收缩小，丙烯酸酯的种类和用量对冰花裂纹的形成有直接影响，若改变六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯和脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的比例或采用其它类型的丙烯酸树脂或改变其分子量，涂料不能形成冰花裂纹。
本发明采用特定用量的二苯甲酮作为光引发剂、活性胺作为助引发剂，可以增加涂料固化后的表干性，提高冰花裂纹的美观性，同时助引发剂活性胺可以改善表面固化和深度固化，提高良品率，二苯甲酮可以增加UV涂层的表干性，若采用其它波长段的光引发剂，涂料在固化后不会产生冰花裂纹，且二苯甲酮的用量过少会造成涂层不能实干，用量过多，会造成冰花裂纹太大不美观，还会影响与镀层的层间附着力，在引发剂用量范围内，引发剂用量越多，冰花裂纹相对就越大，越少，裂纹相对较小。活性稀释剂可以起到调整涂料的流平性和固化速度的作用，其用量过多，会影响固化后涂层的丰满度。
本发明的六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯与二苯甲酮和活性胺配合使用，还可以使涂料应用于基材为异形面、曲面或需要喷覆涂料的边角区域中。本发明提供的涂料适用的基材包括ABS、PC、ABS+PC、玻璃、不锈钢金属等多种基材中。此外，本发明提供的涂料固化方法简单、速度快、效率高。
2.本发明提供的冰花裂纹涂料，脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(1.8-2.2)：1，该比例越接近2:1，得到的冰花裂纹越均匀、美观，且涂料的上镀性也更佳，不易掉镀。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
在以下实施例和对比例用到的活性胺为湛新公司生产的EBECRYL P 115；SU730为韩国嵩常公司生产的平均分子量为900的六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯，CN975为美国沙多玛公司生产的平均分子量为900的六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯，SE1701为韩国嵩常公司生产的平均分子量为1100脂肪酸改性环氧丙烯酸酯，EB3701为美国湛新公司生产的平均分子量为1100脂肪酸改性环氧丙烯酸酯。
实施例1
本实施例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(CN975)、22kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
实施例2
本实施例提供了一种冰花裂纹涂料，包括9kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(CN975)、24kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
实施例3
本实施例提供了一种冰花裂纹涂料，包括15kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、30kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、8kgHDDA、8kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg甲苯。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
实施例4
本实施例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(SU730)、15kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(SE1701)、7kgHDDA、3kgPETA、15kg二苯甲酮、2kg活性胺和48kg甲基异丁酮。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
实施例5
本实施例提供了一种冰花裂纹涂料，包括13kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(SU730)、24kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(SE1701)、10kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合乙酸乙酯。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
对比例1
本对比例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg五官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(广东昊辉生产的HP6316)、22kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
对比例2
本对比例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(CN975)、35kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
对比例3
本对比例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(CN975)、22kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg1-羟基-环己基-苯甲基酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
对比例4
本对比例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(CN975)、22kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(EB3701)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
对比例5
本对比例提供了一种冰花裂纹涂料，包括10kg六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯(广东昊辉生产的CR90842，分子量1800)、22kg脂肪酸改性环氧丙烯酸酯(美国沙多玛生产的CN151，分子量1500)、7kgHDDA、3kgTPMTA、10kg二苯甲酮、1kg活性胺和50kg混合溶剂(混合溶剂具体包括质量比为1:1的乙酸乙酯和乙酸丁酯)。
上述涂料的制备方法包括以下步骤，
各原料按照上述质量称好，混合均匀后得到冰花裂纹涂料。
试验例
本试验例提供了实施例1-5和对比例1-5制备得到的冰花裂纹涂料的性能测试及测试结果，性能测试方法如下，测试结果见表1。
涂料的固化方法包括：将实施例1-5和对比例1-5制备得到的涂料的粘度调整至岩田2#杯9-10s/25℃，将涂料喷涂在基材上，涂膜厚度为18±1μm，涂膜在50℃红外烘烤4min，过UV机固化，固化能量为800mj/cm2，得到涂层，然后在涂层表面真空镀铝，最后再在镀层表面涂UV保护面漆；基材可以是ABS、PC、ABS+PC、玻璃、不锈钢金属等材料中的一种或几种。
涂层的附着性的测试方法：按照上述固化方法，涂料在ABS+PC基材固化得到涂层，采用百格测试法测定固化后涂层的附着性。
涂层的上镀性的测试方法：按照上述固化方法，在涂层表面真空镀铝后，采用百格测试法测定镀铝层与涂层的附着性。
涂层的耐水煮性的测试方法：上完UV面漆后置于沸水中煮1h，百格测试，观察涂层是否有脱落。
涂料固化后的冰花裂纹通过肉眼观察得到结论。
表1实施例1-5和对比例1-5提供的涂料固化后涂层的性能测试结果
Figure BDA0002978015770000091
注：百格测试评价标准：5B为完好无损，以此类推，0B为全部脱落。冰花裂纹半径为4-7mm为肉眼观感最佳。
通过表1提供的测试结果，可以看出，本发明提供的光固化涂料可以形成大小均匀的冰花裂纹，且涂料固化后的涂层的附着性、上镀性以及耐水煮性能优异，尤其是脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比例为2时，得到的冰花裂纹更为均匀、美观。
实施例2的冰花裂纹的半径较小，视觉效果略差。实施例4说明，当脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比例低于2时，涂料固化后的涂层的耐水性和上镀性较差，形成的冰花裂纹较大，美观性略差。
通过对比例1的实验结果可以看出，当改变芳香族聚氨酯丙烯酸酯的官能度后，不能得到冰花裂纹。对比例2的实验结果可以看出，当脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的用量超过本发明范围后不能得到冰花裂纹。对比例3的实验结果可以看出，当选用其它种类的光引发剂后，不能得到冰花列为。对比例4的实验结果可以看出，去掉助引发剂活性胺后，涂料的良品率低，涂层的耐水煮性也相应下降。对比例5，芳香族聚氨酯丙烯酸酯和脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的分子量过高时，也不能得到冰花裂纹。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种冰花裂纹涂料，其特征在于，以重量份数计，包括20-45份丙烯酸酯类树脂、8-15份活性稀释剂、6-15份二苯甲酮和1-2份活性胺；
其中，所述丙烯酸酯类树脂为5-15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯和15-30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的混合物；
所述六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的分子量为700-1500；
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯的分子量为500-1200；
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(1.8-2.2)：1。
2.根据权利要求1所述的冰花裂纹涂料，其特征在于，以重量份数计，包括5-15份六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯、15-30份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯、8-15份活性稀释剂、8-10份二苯甲酮、1-1.5份活性胺。
3.根据权利要求1或2所述的冰花裂纹涂料，其特征在于，所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和六官能度芳香族聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(1.9-2.1)：1。
4.根据权利要求1或2所述的冰花裂纹涂料，其特征在于，所述稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1或2所述的冰花裂纹涂料，其特征在于，还包括45-55份溶剂。
6.根据权利要求5所述的冰花裂纹涂料，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯，甲苯，甲基异丁酮和二丙酮醇中的至少一种。
7.权利要求1-6任一项所述的冰花裂纹涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
将所有原料混合均匀后得到所述冰花裂纹涂料。
8.权利要求1-6任一项所述冰花裂纹涂料或权利要求7所述方法制得的冰花裂纹涂料的固化方法，其特征在于，包括以下步骤，
冰花裂纹涂料经喷涂后，在40-60℃下烘烤3-5min，再在800-1000mj/cm2条件下UV固化，真空电镀后得到冰花裂纹涂层。
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