CN115521704A - 一种uv真空电镀中漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种UV真空电镀中漆及其制备方法和应用。本发明采用含有较多的羧基、羟基、酯基等侧链基团的溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯，其能与金属镀层形成较强的鳌合作用并形成络合物，因而可使其以共价键的形式牢固的连接到金属镀层上，同时利用两官能聚氨酯丙烯酸酯来提高漆膜强度并促进附着，而且，通过加入单官能单体还能降低涂层的体积收缩率，进一步改善涂层的附着性能，由于单官能单体的分子结构中含有刚性环状结构，因此能够在涂层表面形成较大的空间位阻，阻碍化学品小分子的渗透，进一步提高了涂层的耐化学品性能。本发明特别适用于NCVM工艺，在满足其高金属质感外观的同时仍具有优良的附着性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种UV真空电镀中漆及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的发展，消费电子产品如智能手机、笔记本、智能穿戴设备等，种类繁多、形态多样。很多产品的外壳为塑胶材质，通过NCVM工艺(Non conductive vacuummetalization，即真空不导电电镀)使其呈现出“金属质感”的外观，最后通过UV涂料(Ultraviolet Curing Paint，即紫外线光固化油漆，也称光引发涂料，光固化涂料)与镀膜层结合，最终赋予其耐污、耐磨等保护性能，满足客户需求。
在3C市场中，NCVM工艺中的金属耙材常常为铟，金属镀层厚度一般控制在10-30nm(金属镀层厚度越大，“金属质感”越好)，当金属镀层厚度＞30nm时，UV中漆在镀铟层上的附着力就会变差，最终影响产品性能，为了保证良好的附着性能，通常是在镀铟层与UV中漆之间增加一层过渡层，但该解决方案不仅增加了整个NCVM工艺的复杂性，还降低了生产效率，因此，开发具有优异附着性能的真空电镀中漆涂料已是迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种UV真空电镀中漆，包括以重量百分比计的以下各组分：
其中，所述稀释剂为丁酮、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
优先地，所述溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯为二官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯、三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯和四官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯中的至少一种。
优先地，所述两官能聚氨酯丙烯酸树脂为两官能脂肪族聚氨酯和两官能聚碳改性聚氨酯中的至少一种。
优先地，所述单官能单体为刚性结构的单官能单体，其优选为异冰片基丙烯酸酯。
优先地，所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种。
优先地，所述稀释剂包括以重量计的以下组分：
本发明还提供了一种UV真空电镀中漆的制备方法，所述方法用于制备上述所述的UV真空电镀中漆，至少包括以下步骤：
S1、将两官能聚氨酯丙烯酸树脂预热，然后加入1/3体积的稀释剂和溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯树脂并搅拌均匀；
S2、再加入单官能单体、光引发剂和流平剂，搅拌均匀；
S3、最后加入剩余的2/3体积的稀释剂，搅拌均匀后过滤即得所述UV真空电镀中漆。
本发明还提供了一种UV真空电镀中漆的应用，将上述所述的UV真空电镀中漆或上述所制备的UV真空电镀中漆应用于电子产品中，其具体过程包括：
D1、在所述电子产品表面喷涂处理剂，并第一次流平，其中，处理剂的漆膜厚度为15-20μm，第一次流平温度为50-60℃，第一次流平时间为5-8min；
D2、在流平后的所述处理剂表面喷涂UV真空电镀底漆，并第一次干燥，其中，UV 真空电镀底漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第一次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下进行第二次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第一次固化；
D3、在干燥后的所述UV真空电镀底漆表面进行真空电镀，其中，真空电镀的金属靶材为铟，真空电镀的镀层厚度为30-35nm；
D4、在电镀后的所述金属镀层表面喷涂UV真空电镀中漆，并第二次干燥，其中，所述UV真空电镀中漆的漆膜厚度为5-7μm，所述第二次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第三次流平，其流平时间为5-8min，然后在400-800mJ/cm2能量的红外灯下进行第二次固化；
D5、在干燥后的所述UV真空电镀中漆表面喷涂UV真空电镀面漆，并第三次干燥，其中，所述UV真空电镀面漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第三次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第四次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第三次固化。
优选地，所述处理剂包括按重量份计的以下组分：
优选地，所述UV真空电镀底漆包括按重量份计的以下组分：
所述UV真空电镀面漆包括按重量份计的以下组分：
与现有技术比较，本发明所提出的一种UV真空电镀中漆及其制备方法和应用，由于所述UV真空电镀中漆采用含有较多的羧基、羟基、酯基等侧链基团的溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯，其能与金属镀层形成较强的鳌合作用并形成络合物，因而可使其以共价键的形式牢固的连接到金属镀层上，同时利用两官能聚氨酯丙烯酸酯来提高漆膜强度并促进附着，而且，通过加入单官能单体还能降低涂层的体积收缩率，进一步改善涂层的附着性能，由于单官能单体的分子结构中含有刚性环状结构，因此能够在涂层表面形成较大的空间位阻，阻碍化学品小分子的渗透，进一步提高了涂层的耐化学品性能。综上所述，所述UV真空电镀中漆特别适用于NCVM工艺，在满足其高金属质感外观的同时仍具有优良的附着性能需求。
附图说明
图1是本发明中一种UV真空电镀中漆的制备方法流程图，
图2是本发明中一种UV真空电镀中漆的应用流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明所提供的UV真空电镀中漆包括以重量百分比计的以下各组分：
其中，所述稀释剂为丁酮、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种，优选地，所述稀释剂包括以重量计的以下组分：
其中，所述溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯为二官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯、三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯和四官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯中的至少一种。
本实施例中，所述溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯具体为：杰事达精细化工有限公司的 UA-763A和UA-779，以及广州五行化工的W3012。由于溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯的分子结构中含有较多的羧基、羟基、酯基等侧链基团，能与金属镀层形成较强的鳌合作用并形成络合物，进而使其以共价键的形式牢固的连接到金属镀层上，因而其对金属镀层的附着性能极其优异，而且具有反应速度快、体积收缩率低的特点，不会因反应速度慢导致固化不完全或体积收缩大导致漆膜变脆而对附着性能产生负面影响。
其中，所述两官能聚氨酯丙烯酸树脂为两官能脂肪族聚氨酯和两官能聚碳改性聚氨酯中的至少一种。
本实施例中，所述两官能聚氨酯树脂具体为：日本合成化学的UV-3000B(两官能脂肪族聚氨酯)和广东博兴新材料科技有限公司的B-223(两官能聚碳改性聚氨酯)。由于两官能聚碳改性聚氨酯树脂不仅柔韧性好、拉伸率高(500％以上)，而且干燥速度快、颜料润湿性佳，因此在UV真空电镀中漆中能提高漆膜强度并促进附着。
其中，所述单官能单体为刚性结构的单官能单体，其优选为异冰片基丙烯酸酯。
本实施例中，所述单官能单体具体为：中国台湾长兴化学的EM70。单官能单体在具有反应速度快的同时还能降低涂层的体积收缩率，进而能够改善涂层的附着性能；而且其分子结构中含有刚性环状结构，使其本身耐化学品性能优良的同时还能在涂层表面形成较大的空间位阻，阻碍化学品小分子的渗透，进一步提高涂层的耐化学品性能。
其中，所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种，本实施例中具体为：九日公司的Irgacure 184和九日公司的DarocurTPO。
其中，所述流平剂为丙烯酸改性的氟碳树脂，本实施例中具体为：德国BASF公司的EFKA3600；所述流平剂可降低所述UV真空电镀中漆的表面张力，进而提升其对金属表面的润湿性，防止缩孔。
本实施例中，通过上述物料制备出UV真空电镀中漆，由于采用含有较多的羧基、羟基、酯基等侧链基团的溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯，其能与金属镀层形成较强的鳌合作用并形成络合物，因而可使其以共价键的形式牢固的连接到金属镀层上，同时利用两官能聚氨酯丙烯酸酯来提高漆膜强度并促进附着，而且，通过加入单官能单体还能降低涂层的体积收缩率，进一步改善涂层的附着性能，由于单官能单体的分子结构中含有刚性环状结构，因此能够在涂层表面形成较大的空间位阻，阻碍化学品小分子的渗透，进一步提高了涂层的耐化学品性能。综上所述，所述UV真空电镀中漆特别适用于NCVM工艺，在满足其高金属质感外观的同时仍具有优良的附着性能需求。
如图1所示，本发明还提供了UV真空电镀中漆的制备方法，所述方法用于制备上述所述的UV真空电镀中漆，至少包括以下步骤：
S1、将两官能聚氨酯丙烯酸树脂预热，然后加入1/3体积的稀释剂和溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯树脂并搅拌均匀；
本步骤中，两官能聚氨酯丙烯酸树脂的预热温度为40-50℃，预热时间为1-2小时，搅拌过程具体为：以800-1000pm的转速，在40-50℃的条件下搅拌20-30min。
S2、再加入单官能单体、光引发剂和流平剂，搅拌均匀；
本步骤中，在加入单官能单体、光引发剂和流平剂的同时以800-1000pm的转速进行搅拌，直至搅拌均匀。
S3、最后加入剩余的2/3体积的稀释剂，搅拌均匀后过滤即得所述UV真空电镀中漆。
本步骤中，搅拌过程具体为：以500-600pm的转速搅拌10-20min，然后用350-450目滤布进行过滤即得所述UV真空电镀中漆。
本实施例中，所述UV真空电镀中漆具体技术效果在前面已经详述，此处不再赘述。
如图2所示，本发明还提供了一种UV真空电镀中漆的应用，将上述所述的UV真空电镀中漆或上述所制备的UV真空电镀中漆应用于电子产品中，其具体过程包括：
D1、在所述电子产品表面喷涂处理剂，并第一次流平，其中，处理剂的漆膜厚度为15-20μm，第一次流平温度为50-60℃，第一次流平时间为5-8min；
本步骤中，所述处理剂包括按重量份计的以下组分：
D2、在流平后的所述处理剂表面喷涂UV真空电镀底漆，并第一次干燥，其中，UV 真空电镀底漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第一次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下进行第二次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第一次固化；
本步骤中，所述UV真空电镀底漆包括按重量份计的以下组分：
D3、在干燥后的所述UV真空电镀底漆表面进行真空电镀，其中，真空电镀的金属靶材为铟，真空电镀的镀层厚度为30-35nm；
D4、在电镀后的所述金属镀层表面喷涂UV真空电镀中漆，并第二次干燥，其中，所述UV真空电镀中漆的漆膜厚度为5-7μm，所述第二次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第三次流平，其流平时间为5-8min，然后在400-800mJ/cm2能量的红外灯下进行第二次固化；
D5、在干燥后的所述UV真空电镀中漆表面喷涂UV真空电镀面漆，并第三次干燥，其中，所述UV真空电镀面漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第三次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第四次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第三次固化。
本步骤中，所述UV真空电镀面漆包括按重量份计的以下组分：
本实施例中，将上述所述的UV真空电镀中漆或上述所制备的UV真空电镀中漆应用于电子产品的外框上，在满足其高金属质感外观的同时仍具有优良的附着性能需求。
需要说明的是，所述处理剂、UV真空电镀底漆和UV真空电镀面漆均购自于湖南松井新材料股份有限公司，其中：处理剂的型号为松井Primer PAP30650A，UV真空电镀底漆的型号为松井PEB10420A，UV真空电镀面漆的型号为松井PET00463A。
为了进一步理解本发明的工作原理和有效技术效果，基于本发明中UV真空电镀中漆的制备方法和UV真空电镀中漆的应用方法，以一系列具体实施例予以说明。
本实施例中以6个实施例和4个对比例进行说明，表1示出了6个实施例中UV真空电镀中漆的原料不同重量百分比配比表，表2示出了不同UV真空电镀中漆应用在手机中框中的性能测试结果表。
表1UV真空电镀中漆的原料不同重量百分比配比表
对比例1
本对比例制备了一种UV真空电镀中漆，与实施例1的区别在于：
(1)本对比例将实施例1的三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯替换为二官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯。
对比例2
本实施例制备了一种UV真空电镀中漆，与实施例1的区别在于：
(1)本对比例将实施例1的三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯替换为四官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯。
对比例3
本实施例制备了一种UV真空电镀中漆，与实施例1的区别在于：
(1)本对比例将实施例1的两官能脂肪族聚氨酯替换为两官能聚碳改性聚氨酯。
对比例4
本实施例为一种市售中漆。
其中，本应用例是基于UV真空电镀中漆的应用方法将实施例1-6以及对比例1-4所制备的UV真空电镀中漆涂覆于手机中框表面。
表2不同UV真空电镀中漆应用在手机中框中的性能测试结果表
其中，表2中的附着力测试参考编号为GB 9286-1998的标准文件进行；
水煮测试是指将涂装物置于100℃恒温水浴锅中，经过1小时后，将涂装物取出，常温放置2小时后测试附着力，涂层附着力≥4B，且外观无起泡、无起皱、无变色才算合格。
化妆品测试是指将不同化妆品的混合物均匀地涂抹在涂装物表面后，置于70℃、85％RH的恒温恒湿箱中，经过72小时后取出，将涂装物表面的化妆品擦拭干净后，常温放置4小时后测试附着力，涂层附着力≥4B，且外观无起泡、无起皱、无变色才算合格。
本实施例中，化妆品测试是按小米公司公布的化妆品测试标准进行测试。
化妆品测试实验具体实验步骤为：
a.大宝美容日霜、妮维雅男士须后润肤露、大宝清爽保湿防晒露、凡士林倍护润手霜、大宝SOD蛋白霜、强生婴儿保湿润肤露、强生婴儿润肤油各取10g放入量杯中混合均匀；
b.用一支牙刷将以上混合物均匀涂抹到涂装物表面；
c.将涂好化妆品的涂装物放入恒温恒湿箱中，设定条件为温度70℃、湿度85％、时间72小时；
d.将涂装物表面的化妆品擦拭干净后，在常温中放置4小时，检查涂装物外观OK后，测试附着力。
从表2中可以看出，实施例1-6各项性能均优于对比例4，即优于市售中漆的各项性能，其中，实施例5和实施例6中制备得到的中漆各项性能最优，常规附着4B、水煮和化妆品均外观OK、附着力4B，满足了最佳的附着性能测试的需求；对比例1-3使用不同官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯替换三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯和两官能聚碳改性聚氨酯替换两官能脂肪族聚氨酯，其制备得到的中漆附着性能较差，无法满足使用要求；而且对比例4的市售中漆附着性能较差，亦无法满足使用要求。实施例2中当原料添加量的范围为溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯树脂10～15份、两官能聚氨酯丙烯酸树脂10～ 15份时，其附着性能差于实施例1；实施例3中部分使用四官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯其附着性能差于单独使用三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯。实施例4中部分使用二官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯其附着性能优于单独使用三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯；实施例5中两官能聚碳改性聚氨酯替换两官能脂肪族聚氨酯，进一步提升了中漆的附着性能。因此，本发明所提供的UV真空电镀中漆特别适用于NCVM工艺，在满足其高金属质感外观的同时仍具有优良的附着性能需求。
以上对本发明所提供的一种UV真空电镀中漆及其制备方法和应用进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种UV真空电镀中漆，其特征在于，包括按重量份计的以下组分：
其中，所述稀释剂为丁酮、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的UV真空电镀中漆，其特征在于，所述溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯为二官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯、三官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯和四官能溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯中的至少一种。
3.如权利要求2所述的UV真空电镀中漆，其特征在于，所述两官能聚氨酯丙烯酸树脂为两官能脂肪族聚氨酯和两官能聚碳改性聚氨酯中的至少一种。
4.如权利要求3所述的UV真空电镀中漆，其特征在于，所述单官能单体为刚性结构的单官能单体，其优选为异冰片基丙烯酸酯。
5.如权利要求4所述的UV真空电镀中漆，其特征在于，所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种。
6.如权利要求5所述的UV真空电镀中漆，其特征在于，所述稀释剂包括以重量计的以下组分：
7.一种UV真空电镀中漆的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1-6任一项所述的UV真空电镀中漆，至少包括以下步骤：
S1、将两官能聚氨酯丙烯酸树脂预热，然后加入1/3体积的稀释剂和溶剂型聚氨酯改性丙烯酸酯并搅拌均匀；
S2、再加入单官能单体、光引发剂和流平剂，搅拌均匀；
S3、最后加入剩余的2/3体积的稀释剂，搅拌均匀后过滤即得所述UV真空电镀中漆。
8.一种UV真空电镀中漆的应用，其特征在于，将权利要求1-6中任一项所述的UV真空电镀中漆或权利要求7中所制备的UV真空电镀中漆应用于电子产品中，其具体过程包括：
D1、在所述电子产品表面喷涂处理剂，并第一次流平，其中，处理剂的漆膜厚度为15-20μm，第一次流平温度为50-60℃，第一次流平时间为5-8min；
D2、在流平后的所述处理剂表面喷涂UV真空电镀底漆，并第一次干燥，其中，UV真空电镀底漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第一次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下进行第二次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第一次固化；
D3、在干燥后的所述UV真空电镀底漆表面进行真空电镀，其中，真空电镀的金属靶材为铟，真空电镀的镀层厚度为30-35nm；
D4、在电镀后的所述金属镀层表面喷涂UV真空电镀中漆，并第二次干燥，其中，所述UV真空电镀中漆的漆膜厚度为5-7μm，所述第二次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第三次流平，其流平时间为5-8min，然后在400-800mJ/cm2能量的红外灯下进行第二次固化；
D5、在干燥后的所述UV真空电镀中漆表面喷涂UV真空电镀面漆，并第三次干燥，其中，所述UV真空电镀面漆的漆膜厚度为25-30μm，所述第三次干燥包括：先在温度为50-60℃条件下第四次流平，其流平时间为5-8min，然后在900-1000mJ/cm2能量的紫外灯下进行第三次固化。
9.如权利要求8所述的UV真空电镀中漆的应用，其特征在于，所述处理剂包括按重量份计的以下组分：
10.如权利要求9所述的UV真空电镀中漆的应用，其特征在于，所述UV真空电镀底漆包括按重量份计的以下组分：
所述UV真空电镀面漆包括按重量份计的以下组分：
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