CN113244128A - 一种净味和超低voc排放的甲油胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶，所述净味和超低VOC排放的甲油胶按照质量百分比由以下成分组成：聚酯丙烯酸酯40‑65%、聚氨酯丙烯酸酯15‑25%、活性稀释剂A1‑5%、活性稀释剂B5‑8%、改性光引发剂5‑10%、流平剂0.1‑0.5%、环保色浆0.1‑2%、防沉剂0.1‑2%；其中，所述活性稀释剂A为二官能团活性稀释剂，所述活性稀释剂B为三官能团活性稀释剂；本发明还提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶的制备方法。本发明提供的净味和超低VOC排放的甲油胶具有无气味、VOC排放量超低、附着力好、固化速度快、光泽度高、耐黄变、硬度韧性俱佳等有益效果。

Description

一种净味和超低VOC排放的甲油胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种净味和超低VOC排放的甲油胶及其制备方法，应用于美甲技术领域。

背景技术

目前，随着我国灰霾污染控制工作的深入开展，VOC作为污染防控体系的关键污染物，控制VOC排放量成为治理环境污染工作的重中之重。VOC是指挥发性有机化合物，其来源广泛，并且危害性极大。VOC不仅会污染大气，还会危害到人体健康。通常，人们在一定浓度VOC的室内环境下，即使是停留的时间很短暂，也会开始出现恶心、头痛、乏力等不舒服的症状。更严重者还会出现抽搐、昏迷，对大脑和神经系统造成非常大的伤害，还有可能导致患上白血病等严重疾病。

传统的指甲油含有70％～80％的挥发性溶剂，生产过程中会产生刺激性气味，同时产生VOC排放到大气中，影响人体健康并且对环境造成严重的污染。UV/LED固化的甲油胶相比较于传统的指甲油，只含有少量的溶剂，VOC排放量减少了很多，性能也更加突出。但是存在着低聚物在光固化反应中没有反应完全，释放出本身含有的少量溶剂，未反应的活性稀释剂和光引发剂也会释放出挥发性物质、光解产物等的情况，从而产生刺激性气味，导致VOC排放量增多。还有，大部分常用的小分子光引发剂在裂解之后会产生苯甲醛、环己酮等带有刺激性气味的小分子。因此，UV/LED固化的甲油胶在一定程度上还是对人体健康和环境造成了影响。

尽管市面上甲油胶的品种随着美甲技术的发展越来越丰富化，但是这些产品大部分只满足了性能上的需求，很难同时做到气味极小、VOC排放量低。为了更好地推进环境治理工作的开展，保护生态环境，又能让客户享受到更优质的美甲服务，减少对人体健康的伤害，同时减少生产过程中产生的VOC对生产人员健康的危害。因此，当前需尽快发明一种净味和超低VOC排放的甲油胶来满足以上需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种净味和超低VOC排放的甲油胶，其具有无气味、VOC排放量超低、附着力好、固化速度快、光泽度高、耐黄变、硬度韧性俱佳等有益效果；且综合性能优异，既能满足产品对性能的要求，又能减少对环境的污染，同时也能减少对人体健康的影响。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶，所述净味和超低VOC排放的甲油胶按照质量百分比由以下成分组成：

其中，所述活性稀释剂A为二官能团活性稀释剂，所述活性稀释剂B为三官能团活性稀释剂。

进一步地，所述聚酯丙烯酸酯为四官能度聚酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

进一步地，所述聚氨酯丙烯酸酯为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

其中，X、Y、Z为高分子链的片段。

进一步地，所述二官能团活性稀释剂为乙氧基化三丙二醇二丙烯酸酯。

进一步地，所述三官能团活性稀释剂为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

进一步地，所述改性光引发剂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂，其化学结构式包含以下三种结构：

R₁：-CH₂CH₂COOCH＝CH₂

进一步地，所述流平剂为德国毕克的BYK-333或BYK-307。

进一步地，所述环保色浆为低气味零VOC环保型色浆。

进一步地，所述防沉剂为德固赛的R974。

本发明还提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照配方比例分别称量好改性光引发剂、活性稀释剂A、活性稀释剂B，加入容器中，使用真空脱泡搅拌机进行搅拌，形成均匀的混合物；

步骤二：向上述混合物中加入称量好的聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯，混合后，搅拌均匀；

步骤三：向步骤二得到的混合物中加入称量好的流平剂和防沉剂，再次进行混合搅拌均匀，使用真空脱泡搅拌机搅拌得到粘稠状的料体；

步骤四：将得到的黏稠状的料体放入真空脱泡搅拌机进行消泡处理，得到无气泡且均一的料体；

步骤五：将调好颜色的色浆加入到上述制备好的料体中，先使用真空脱泡搅拌机进行搅拌，再继续用真空脱泡搅拌机进行消泡处理；

步骤六：对消泡后的料体进行各项检测，检测达标后即可得到所述净味和超低VOC排放的甲油胶。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种净味和超低VOC排放的甲油胶，通过选择低气味、低VOC排放量、低挥发性的原料，并通过优化配方各组分之间的比例及用量，使光固化反应尽可能反应完全，减少残留物，从而制备出净味和超低VOC排放且综合性能良好的甲油胶。所述净味和超低VOC排放的甲油胶具有无气味、VOC排放量超低、附着力好、固化速度快、光泽度高、耐黄变、硬度韧性俱佳等有益效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶，所述净味和超低VOC排放的甲油胶按照质量百分比由以下成分组成：

其中，所述活性稀释剂A为二官能团活性稀释剂，所述活性稀释剂B为三官能团活性稀释剂。在本较佳实施例中，所述二官能团活性稀释剂为乙氧基化三丙二醇二丙烯酸酯EO-TPGDA；所述三官能团活性稀释剂为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EO-TMPTA。所述流平剂为德国毕克的BYK-333或BYK-307；所述环保色浆为德固赛或巴斯夫的低气味零VOC环保型色浆；所述防沉剂为德固赛的R974。

所述聚酯丙烯酸酯为四官能度聚酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

所述聚氨酯丙烯酸酯为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

其中，X、Y、Z为高分子链的片段。

所述改性光引发剂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂，其化学结构式包含以下三种结构：

R₁：-CH₂CH₂COOCH＝CH₂

本发明还提供一种净味和超低VOC排放的甲油胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照配方比例分别称量好改性光引发剂、活性稀释剂A、活性稀释剂B，加入容器中，使用真空脱泡搅拌机以800r/min搅拌10min，形成均匀的混合物；

步骤二：向上述混合物中加入称量好的聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯，混合后，搅拌均匀，使用真空脱泡搅拌机以1500r/min搅拌10min；

步骤三：向步骤二得到的混合物中加入称量好的流平剂和防沉剂，再次进行混合搅拌均匀，使用真空脱泡搅拌机以1200r/min搅拌15min，初步得到粘稠状的料体；

步骤四：将得到的黏稠状的料体放入真空脱泡搅拌机进行消泡处理，得到无气泡且均一的料体；

步骤五：将调好颜色的色浆加入到上述制备好的料体中，先使用真空脱泡搅拌机以800r/min搅拌20min，再继续用真空脱泡搅拌机进行消泡处理；

步骤六：对消泡后的料体进行各项检测，检测达标后即可得到所述净味和超低VOC排放的甲油胶；可用灌装机进行等比份的灌装，灌装到所指定的包材中，完成甲油胶的包装。

下面将详细地描述本发明中所运用的实施原理及具体实施方案，并应用个别具体实例对本发明的实施方法进行阐述。

(一)针对甲油胶产品气味大、VOC排放量较高的问题，本发明的解决方案如下：

筛选低气味、低VOC排放量、低挥发性的原料，从源头上解决气味、VOC排放量的问题。气味以及VOC的主要来源有：光固化所用的低聚物本身含有微量溶剂，在光固化反应过程中或者光固化进行不完全导致低聚物残留，溶剂挥发到大气中；未反应活性稀释剂的迁移；大部分光引发剂含有1个或2个含苯基团，并和羰基或磷酰基相连，有较大的可裂解性，在光固化后会裂解产生苯甲醛、环己酮等小分子，产生刺激性气味，而且残留的光解碎片易向固化产物表层迁移。因此，本发明选择高固含和低粘度的低聚物、低挥发性的多官能团活性稀释剂、低迁移性和光解产物少的可聚合光引发剂进行配方设计。

调节配方各组分比例及用量使其光固化反应完全，解决气味、VOC排放量的问题。光固化反应不完全，体系中残留了低聚物、活性稀释剂、光引发剂和光解产物，导致产生气味以及较多的VOC排放到大气中，因此，优化配方中各组分的比例及用量极为重要。

(二)原料的选择：

选用高固含、低粘度的低聚物作为主体，但高固含的低聚物还是含有一定量的溶剂，在进行光固化反应前可采用物理方法或化学方法进行脱挥。根据原料的特点，可以选择化学方法或物理方法对低聚物中残单或挥发物进行脱挥。另外，选用低粘度的低聚物作为原料，可以起到活性稀释剂的作用，在一定程度上减少活性稀释剂的用量，进而减少了VOC的排放量。

本发明中选择四官能度聚酯丙烯酸酯和三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯作为低聚物，两者皆选用高固含的，四官能度聚酯丙烯酸酯具有低气味、低刺激性、高反应活性、附着力和颜料润湿性好等特点，同时粘度低，可以起到活性稀释剂的作用，减少活性稀释剂的用量；三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯具有低气味、低刺激、高反应活性、耐黄变、硬度佳等特点。下面是两种低聚物的合成步骤及合成路线。

四官能度聚酯丙烯酸酯的合成步骤：

(1)准确称量己二酸、聚己内酯三元醇、催化剂对甲苯磺酸加入到干净、干燥的四口烧瓶中，安装好搅拌桨、温度计和球形冷凝管并通入氮气作为保护气，设置温度为125℃，边升温边搅拌，待温度升至指定温度后，恒温反应2.5h。

(2)然后降温至100℃左右，加入对苯二酚、丙烯酸、苯，继续升温至140℃，开始回流10h左右，反应至分水器中不再有水产出，即反应结束。

(3)用真空蒸馏除去苯和未反应的丙烯酸，经特殊处理后，得到四官能度聚酯丙烯酸酯。

四官能度聚酯丙烯酸酯的合成路线：

第一步：

第二步：

三官能度聚氨酯丙烯酸酯的合成步骤：

(1)在带有机械搅拌、温度计装置的三口烧瓶中加入己二异氰酸酯、催化剂二月桂酸二丁基锡、抗氧剂、阻聚剂对甲氧基苯酚，搅拌均匀后，滴加丙烯酸羟乙酯，己二异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1:1，控制温度45-50℃，恒温反应2-3h；

(2)检测上述反应液的NCO含量，待含量达到50％时，加入三官能度聚酯三元醇进行反应，聚酯三元醇与己二异氰酸酯的摩尔比为1:3，将温度升至75℃左右，恒温反应3-4h；

(3)待上述反应液的NCO含量到达0.2％以下后即可停止反应，制得三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。

三官能度聚氨酯丙烯酸酯的合成路线：

第一步：

第二步：

其中，X、Y、Z为高分子链的片段。

选用低挥发性的多官能团活性稀释剂。单官能团活性稀释剂挥发性大、气味相对较大。多官能团活性稀释剂相对分子量大，故挥发性小。在多官能团活性稀释剂上引入乙氧基，可以保持其原本的高活性，增加了固化膜的柔韧性，同时使得相对分子量变大，更加减少了有机化合物的挥发以及刺激性气味的产生。本发明配方中的活性稀释剂选用二官能团活性稀释剂EO-TPGDA和三官能团活性稀释剂EO-TMPTA的复配，通过调整其用量比例，可以最大限度地发挥出两种活性稀释剂各自的性能优势。

选用低聚物改性光引发剂。低聚物改性光引发剂通过低聚物或预聚体改性小分子光引发剂，大大降低了小分子光引发剂的迁移能力以及有害光分解产物(苯甲醛、环己酮等)的产生，避免黄变，从而减少VOC排放量和气味的产生。另外，聚合链一方面有利于能量转移，以调高活性基团含量，另一方面有利于阻止活性基团偶合终止，从而加快整个体系的反应进程。

下面是常用的小分子光引发剂(184、1173、2959、819、TPO)和可聚合光引发剂(脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂)的一些性能对比。

从表中数据看出，光引发剂184、1173、2959都产生了较多的光解产物，VOC排放量多，光引发剂819、TPO次之，最少的是改性光引发剂。在固化速率上，改性光引发剂虽然固化速度比819、TPO慢些，但气味小、VOC排放量少，而气味和VOC排放量是本发明研究的重点，故本发明配方中的光引发剂还是选用脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂，先将光引发剂1173接枝在异氰酸酯预聚体上，先保证光引发剂1173能够充分地进行反应，达到较高的转化率；再用丙烯酸羟乙酯HEA对剩余的异氰酸酯基进行封端，可得到含有乙烯基的可聚合光引发剂。原料用量比例为IPDI：1173：HEA＝2:1.25:1。该步骤合成的改性光引发剂，光固化速度接近于普通低聚物与小分子光引发剂的固化速度；提高了与体系的相容性；可参与聚合反应，降低了迁移性，光解产物不易向固化产物表层迁移；没有大分子光引发剂分子链缠结等问题；同时也大幅度地降低了有害光解产物的产生。

下面是脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂的合成步骤和合成路线。

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂的合成步骤：

(1)准确称量异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、聚丁二醇PTMG和少量的催化剂二月桂酸二丁基锡加入到三口烧瓶中，安装好温度计、搅拌桨、冷凝管，然后边搅拌边升温至110℃，恒温反应1-2h。

(2)然后降温至40-70℃，先加入光引发剂1173和少量的阻聚剂对甲氧基苯酚，恒温反应1-3h，再加入丙烯酸羟乙酯HEA对反应剩余的异氰酸酯基进行封端处理，继续恒温反应1h左右，即可制得脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂。

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂的合成路线：

第一步：

第二步：

R₁：-CH₂CH₂COOCH＝CH₂

R₁：-CH₂CH₂COOCH＝CH₂

选择低气味、低VOC的助剂。助剂虽然在整个甲油胶体系中用量最少，但是却是不可或缺的。根据甲油胶的生产性能需求以及工艺条件等其他方面，选择适当的助剂，可改善或赋予产品良好的性能，提高产品的质量。助剂包括流平剂、防沉剂、色浆、消泡剂、分散剂等，本发明所需用到的助剂为流平剂、色浆、防沉剂。通过正确选择低气味、低VOC的助剂并且控制用量，可在不影响产品的整体性能的情况下，改善产品某些性能或者赋予产品特殊性能，降低体系VOC的排放量，减少气味的产生。本发明的流平剂选择德国毕克的BYK-333或BYK-307，防沉剂选择德固赛的R974，环保色浆选择低气味零VOC环保型色浆，都是低气味、低VOC的助剂。

(三)配方中主要成分用量大小对气味、VOC排放量的影响：

(1)低聚物用量多时，单位体积的低聚物含量大大增加，体系的粘度会变高。如果提高活性稀释剂的用量，则会导致VOC排放量的增加，但如果不提高活性稀释剂的含量，由于单位体积低聚物的含量太高，光引发剂相比较而言过少，则易引起笼蔽效应，光引发剂裂解产生的自由基会被过量的低聚物“笼子”困住，体系局部交联密度增高并迅速固化，而困在笼子里的未参与反应的自由基来不及扩散，导致低聚物和活性稀释剂均有残余，产生气味、VOC排放量变多，光引发剂引发效率也会显著下降，固化产物的表面硬度过高而内部未完全固化，附着力也会跟着下降。低聚物用量少时，会导致固化效果不理想，活性稀释剂和光引发剂残留，从而使得VOC排放增多以及气味变大。

(2)活性稀释剂用量少的话会使得固化反应速度变慢，反应过程中会发生未进行反应的低聚物所含溶剂挥发的情况，导致VOC排放增多，产生气味。活性稀释剂用量多的话会使得单位体积活性稀释剂所含的低聚物的量有所下降，体系粘度明显变低，活性稀释剂的残留同样会引起VOC排放量的增加。

(3)光引发剂用量少的话，产生的自由基不足以支撑整个光固化反应进行完整，而此时的氧阻效应会变得很明显，大部分裂解产生的自由基被氧气消耗，因此光固化反应不完全，部分低聚物和活性稀释剂残留在体系中，使得VOC排放量大，气味明显。光引发剂用量多的话，可能导致光引发剂残留或者整个体系固化程度不均匀。光引发剂多，会在短时间内产生很多自由基，表层迅速固化，变成致密的结构，阻碍之后的入射光进入到底层引发固化，整个体系内部固化不完全，残留的低聚物和活性稀释剂、光引发剂裂解产生的小分子等会使得VOC排放量增大，产生刺激性气味。

(四)配方各组分比例以及用量范围的确定：

(1)四官能度聚酯丙烯酸酯和三官能度聚氨酯丙烯酸酯比例的确定：

其中，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的总用量为80％，活性稀释剂EO-TMPTA用量为10％，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂用量为5％，流平剂用量为0.1％，环保色浆用量为0.5％，防沉剂用量为0.5％。

上述实验结果表明，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的比例可以在3:1～5:1之间变动，使得在减少气味和VOC的产生的同时也获得良好的性能。

(2)低聚物总用量范围的确定：

用量	气味	VOC排放量(％)	邵氏硬度(HD)	柔韧性(D mm)
					90	0	0.17	82	9
80	1	0.28	75	6
					70	2	0.46	74	6
60	2	0.57	68	5
					50	3	0.84	65	4

其中，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的比例为3:1，活性稀释剂EO-TMPTA用量为10％，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂用量为5％，流平剂用量为0.1％，环保色浆用量为0.5％，防沉剂用量为0.5％。

上述实验结果表明，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的总用量可以在80～90％之间变动，使得在减少气味和VOC的产生的同时也获得良好的性能。

(3)二官能团活性稀释剂EO-TPGDA和三官能团活性稀释剂EO-TMPTA比例的确定：

其中，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的比例为3:1，总用量为80％，活性稀释剂总用量为10％，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂用量为5％，流平剂用量为0.1％，环保色浆用量为0.5％，防沉剂用量为0.5％。

上述实验结果表明，EO-TPGDA和EO-TMPTA的比例可以在1:1～1:4之间变动，使得在减少气味和VOC的产生的同时也获得良好的性能。

(4)活性稀释剂总用量范围的确定：

用量	气味	VOC排放量(％)	邵氏硬度(HD)	柔韧性(D mm)
					5	0	0.13	83	11
10	1	0.27	78	8
					15	2	0.95	72	5
20	2	0.92	73	5
					25	3	1.16	61	4

其中，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的比例为3:1，总用量为80％，活性稀释剂EO-TPGDA和EO-TMPTA的比例为1:4，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂用量为5％，流平剂用量为0.1％，环保色浆用量为0.5％，防沉剂用量为0.5％。

上述实验结果表明，EO-TPGDA和EO-TMPTA的总用量可以在5～10％之间变动，使得在减少气味和VOC的产生的同时也获得良好的性能。

(5)光引发剂总用量范围的确定：

用量	气味	VOC排放量(％)	邵氏硬度(HD)	柔韧性(D mm)
					3	2	0.59	63	4
5	1	0.20	70	6
					7	0	0.15	74	6
9	0	0.11	78	7
					11	1	0.17	80	7

其中，聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的比例为3:1，总用量为80％，活性稀释剂EO-TPGDA和EO-TMPTA的比例为1:4，总用量为10％，流平剂用量为0.1％，环保色浆用量为0.5％，防沉剂用量为0.5％。

上述实验结果表明，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂的总用量可以在5～10％之间变动，使得在减少气味和VOC的产生的同时也获得良好的性能。

上述实验中各项性能的检测方法：

(1)气味测试：测试固化过程中产生的气味，根据气味大小，分为6个等级，0～5级，级别数值越小气味越小，0表示无明显气味，5表示有强烈的刺激性气味。

(2)VOC排放量的测定：按测定方法ASTM D5403-93(2013)进行测试，先称量胶盖的重量，再将本发明研制的甲油胶均匀地涂抹在胶盖上，称重胶盖和甲油胶总的重量。然后通过照射UV灯或LED灯进行光固化反应，将已固化的样品在室温下冷却15分钟左右，重新称重。然后对样品进行通风干燥，干燥温度调至110±5℃，干燥1小时，待干燥后的样品冷却至室温后再进行称重。VOC排放量计算公式：

其中，A为胶盖的重量，g；B为甲油胶和胶盖的重量，g；C为固化后的甲油胶和胶盖的重量，g；D为干燥后的固化产物和胶盖的重量，g。

(3)硬度测试：将塑料圈放置于平面PP面上，将本发明研制的甲油胶涂胶于塑料圈内，用1000W的UV灯进行照射，控制照射剂量1000mj，冷却5分钟，将试样脱离塑料圈，然后用邵氏硬度计进行测试其硬度。数值越大，硬度越好。

(4)柔韧性测试：将本发明研制的甲油胶涂布、固化并测厚，然后用圆柱弯曲试验仪测试其柔韧性。将样品面向下插入轴棒与调节把手之间并固定好，然后调节把手，在1-2s内平稳地抬起把手，结束后取出观察其破坏程度，判断其柔韧性。测试结果数值越小，柔韧性越好。

(五)实施例1-6的配方组成：

按照以下方法检测实例1-6的各项性能：

(1)气味测试：测试固化过程中产生的气味，根据气味大小，分为6个等级，0～5级，级别数值越小气味越小，0表示无明显气味，5表示有强烈的刺激性气味。

(2)VOC排放量的测定：按测定方法ASTM D5403-93(2013)进行测试，先称量胶盖的重量，再将本发明研制的甲油胶均匀地涂抹在胶盖上，称重胶盖和甲油胶总的重量。然后通过照射UV灯或LED灯进行光固化反应，将已固化的样品在室温下冷却15分钟左右，重新称重。然后对样品进行通风干燥，干燥温度调至110±5℃，干燥1小时，待干燥后的样品冷却至室温后再进行称重。VOC排放量计算公式：

其中，A为胶盖的重量，g；B为甲油胶和胶盖的重量，g；C为固化后的甲油胶和胶盖的重量，g；D为干燥后的固化产物和胶盖的重量，g。

(3)粘度测试：将本发明研制的甲油胶装入黑色UV瓶，在40℃恒温箱中放置静止24小时后，用NDJ-旋转粘度计进行测试，数值越大说明粘度越大。

(4)固化速率测试：将本发明研制的甲油胶平涂在胶盖上，在36wLED灯下照射进行光固化反应，用指触法检测甲油胶表面干爽程度，即照射结束后用手指按压固化后的甲油胶的表面，若完全不粘手的话说明该延长胶已完全固化，反之则未完全固化。

(5)硬度测试：将塑料圈放置于平面PP面上，将本发明研制的甲油胶涂胶于塑料圈内，用1000W的UV灯进行照射，控制照射剂量1000mj，冷却5分钟，将试样脱离塑料圈，然后用邵氏硬度计进行测试其硬度。数值越大，硬度越好。

(6)柔韧性测试：将本发明研制的甲油胶涂布、固化并测厚，然后用圆柱弯曲试验仪测试其柔韧性。将样品面向下插入轴棒与调节把手之间并固定好，然后调节把手，在1-2s内平稳地抬起把手，结束后取出观察其破坏程度，判断其柔韧性。测试结果数值越小，柔韧性越好。

(7)附着力测试：采用ASTM D3359百格测试法。按常规制作美甲的步骤，将本发明研制的甲油胶涂抹在甲片上，在UV/LED灯下照射固化。用百格刀，以固化后的样品为对象，在其表面划出10×10个规格为1mm×1mm网格，每个划线都要深入到底层位置，然后用3M600号胶纸或其他具备相同效力的胶纸，覆盖并粘住小网格，通过橡皮擦，将胶纸用力挤压，提高胶纸与测试区接触力度和面积。通过手抓住胶带一端并以垂直方向快速将胶纸扯下，在相同的位置进行2次试验。结果分为6个等级，0B～5B，等级数值越大说明附着力越好，0B表示附着力很差，5B表示附着力很好。

(8)黄变性测试：将本发明研制的甲油胶涂刷在有两层白色打底的甲片上，经光固化后，与未涂任何甲油胶的两层白色打底的甲片进行对比，在灯光下观察甲片的颜色是否发黄。

(9)光泽度测试：将本发明研制的甲油胶用便携式镜向光泽度计测试其光泽度，在规定入射角和规定光束的条件下照射样品，得到镜向反射角方向的光束，测得光泽度值。测试结果数值越大，光泽度越高。

上述实例1-6的各项性能测试结果为：

实施例	1	2	3	4	5	6
							气味	0	1	0	0	0	1
VOC排放量(％)	0.15	0.23	0.18	0.14	0.12	0.26
							粘度(mPa·s，40℃)	8130	7940	8560	7690	8420	7830
固化速率(s)	30	25	30	25	30	30
							邵氏硬度(HD)	78	83	75	86	74	71
柔韧性(D mm)	7	8	6	8	6	6
							附着力(B)	4	4	5	4	5	4
黄变性	不黄变	不黄变	不黄变	不黄变	不黄变	不黄变
							光泽度(GU)	87	85	88	87	84	83

本发明提供的净味和超低VOC排放的甲油胶在使用操作过程中需注意：

(1)光源的功率大小会对气味的产生和VOC排放量造成一定的影响。UV/LED灯功率越大，气味和VOC排放量先是降低然后缓慢增加。功率越大，光解挥发物越多，功率越小，光固化效果差，影响固化产物的性能。因此，建议使用24～36W的UV/LED灯进行光固化。

(2)涂抹的厚度大小也会影响到气味和VOC排放量。涂抹的厚度越小，会产生氧阻聚效应，导致出现底层固化，表层未固化而发黏的情况，影响固化产物长期稳定性以及硬度、光泽度、抗划伤性等性能，而且会产生较大的气味并排放出较多的VOC。涂抹的厚度越大，则会出现光源难以照射到底层的情况，导致底层固化不完全，造成附着力差、产生刺激性气味、VOC排放量增加等缺点。因此，建议涂抹的厚度在0.3～0.5mm。

本发明提供的净味和超低VOC排放的甲油胶，对比市面上现有的产品，具有以下优点：

(1)净味。市面上现有的甲油胶产品大多数无法做到无气味，在生产和使用过程中，都给人们带来不好的感官体验。而本发明提供的甲油胶通过选择低气味的原料并调整之间的比例，使得甲油胶固化前后都基本无气味，给客户带来更舒适的美甲体验。

(2)超低VOC排放量。市面上现有的甲油胶产品固化过程中会有一定量的VOC排放，不仅污染环境，而且在一定程度上会危害到人们的健康。而本发明提供的甲油胶通过选择低气味、低挥发性、低迁移性的原料，并协调配方各组分之间的比例以及用量，使得光固化反应进行完全，减少残留物，从而减少VOC的排放量。

(3)良好的综合性能。本发明提供的甲油胶在考虑气味、VOC排放量的同时，也会兼顾到其他性能，保证产品在具有净味和超低VOC排放量两个最大亮点的同时，也具有固化速度快、硬度好、柔韧性好、附着力好、耐黄变、光泽度高等良好的性能。

综上所述，本发明通过选用两种高固含的低聚物，四官能度聚酯丙烯酸酯和三官能度聚氨酯丙烯酸酯，从源头上减少低聚物本身含有的溶剂的挥发，且低粘度的四官能度聚酯丙烯酸酯可以起到活性稀释剂的作用，可以减少活性稀释剂的用量，从而减少VOC的产生；选用低挥发性和低气味的两种乙氧基化的多官能团活性稀释剂进行复配，二官能团活性稀释剂EO-TPGDA和三官能团活性稀释剂EO-TMPTA，减少有机溶剂的挥发，提高固化膜的柔韧性；选用低迁移性、低气味的可聚合光引发剂——脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂，大大减弱了光解产物向表层迁移的现象，以及大幅度减少了光解产物的产生；再选用低气味、低VOC的助剂，流平剂可选用德国毕克的BYK-333或BYK-307，环保色浆可选用德固赛或巴斯夫的低气味零VOC环保型色浆，防沉剂可选用德固赛的R974，最后通过调整各组分之间的比例以及用量，研制出净味和超低VOC排放的甲油胶。本发明提供的净味和超低VOC排放的甲油胶还具有附着力好、固化速度快、光泽度高、耐黄变、硬度韧性俱佳等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于，所述净味和超低VOC排放的甲油胶按照质量百分比由以下成分组成：

其中，所述活性稀释剂A为二官能团活性稀释剂，所述活性稀释剂B为三官能团活性稀释剂。

2.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述聚酯丙烯酸酯为四官能度聚酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

3.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述聚氨酯丙烯酸酯为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，其化学结构式为：

R：

其中，X、Y、Z为高分子链的片段。

4.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述二官能团活性稀释剂为乙氧基化三丙二醇二丙烯酸酯。

5.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述三官能团活性稀释剂为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

6.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述改性光引发剂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯改性光引发剂，其化学结构式包含以下三种结构：

R₁：-CH₂CH₂COOCH＝CH₂

R₂：

7.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述流平剂为德国毕克的BYK-333或BYK-307。

8.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述环保色浆为低气味零VOC环保型色浆。

9.如权利要求1所述的净味和超低VOC排放的甲油胶，其特征在于：所述防沉剂为德固赛的R974。

10.如权利要求1-9任一项所述的净味和超低VOC排放的甲油胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照配方比例分别称量好改性光引发剂、活性稀释剂A、活性稀释剂B，加入容器中，使用真空脱泡搅拌机进行搅拌，形成均匀的混合物；

步骤二：向上述混合物中加入称量好的聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯，混合后，搅拌均匀；

步骤三：向步骤二得到的混合物中加入称量好的流平剂和防沉剂，再次进行混合搅拌均匀，使用真空脱泡搅拌机搅拌得到粘稠状的料体；

步骤四：将得到的黏稠状的料体放入真空脱泡搅拌机进行消泡处理，得到无气泡且均一的料体；

步骤五：将调好颜色的色浆加入到上述制备好的料体中，先使用真空脱泡搅拌机进行搅拌，再继续用真空脱泡搅拌机进行消泡处理；

步骤六：对消泡后的料体进行各项检测，检测达标后即可得到所述净味和超低VOC排放的甲油胶。