CN115851104A - 一种uv加硬液及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV加硬液及其制备方法与应用，其原料及各原料的质量百分数为：高官能度聚氨酯丙烯酸酯30‑45％，低官能度聚氨酯丙烯酸酯15‑20％，短波长光引发剂2‑5％，长波长光引发剂0.05‑0.3％，有机硅助剂0.5‑2％，慢干类溶剂10‑20％，快干类溶剂10‑40％。本发明加硬液硬度高、耐钢丝绒好、附着力好、有优异的耐水煮性能、高压成型不易开裂、外观良好，可以很好的满足市场的需求。

Description

一种UV加硬液及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及紫外光固化涂料技术领域，尤其是涉及一种UV加硬液及其制备方法与应用。

背景技术

由于5G时代的来临，手机后盖去金属化趋势加快，塑料外壳再次成为了研究热点。而传统的PC强度低，硬度小，无法单独制作成轻薄耐用的外壳。具有高硬度和耐磨性的PMMA以及相对更有韧性的PC通过共挤工艺制得PC+PMMA复合材料被推向了风口。PC作为内层面可以通过转印上UV并做光学镀或是NCVM处理，最后喷涂上色漆以及遮光漆，可以达到塑胶玻璃化的外观效果；PMMA作为外层面通过加硬处理，外观纹理化处理，可以提高硬度、耐磨性以及外观效果。

人们对手机外观的美观性要求越来越高，其中手机后盖的美观性尤为重要，于是推出在PMMA+PC复合材料PMMA外表面可做各种纹理效果的加硬处理。市面上的产品容易出现耐水煮性能差，耐钢丝绒较差，高压成型容易开裂等现象

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种UV加硬液及其制备方法与应用。本发明加硬液硬度高、耐钢丝绒好、附着力好、有优异的耐水煮性能、高压成型不易开裂，可以很好的满足市场的需求。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一个目的是提供一种UV加硬液，其特征在于，所述UV加硬液的原料及各原料的质量百分数为：

在本发明的一个实施例中，所述高官能度聚氨酯丙烯酸酯为六官、九官、十官、十二官、十五官聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种。

优选地，所述高官能度聚氨酯丙烯酸酯为湛新树脂EB8602、EB8452、长兴化学6195-100、61992、广州五行材料科技W992、广州八禾新材料BW8099中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述低官能度聚氨酯丙烯酸酯为两官、三官聚氨酯丙烯酸酯中的一种。

优选地，所述低官能度聚氨酯丙烯酸酯为沙多玛CN989、长兴化学6113、湛新EB284、科宁6008中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述短波长光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、MBF中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述长波长光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述有机硅助剂为硅氧烷类流平剂、有机硅抗涂鸦助剂中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述硅氧烷类流平剂为BYK333、BYK371、Tego2100、Tego270、Tego410中的一种或多种；有机硅抗涂鸦助剂为天龙化工TiLo-L8315、杰事达DSP-3320中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述慢干类溶剂为环己酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙酮醇、乙二醇丁醚中的一种或多种；所述快干类溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲基异丁基酮、丁酮中的一种或多种。

本发明的第二个目的是提供一种所述UV加硬液的制备方法，包括如下步骤：各原料以质量百分数计；

(1)将10-20％慢干溶剂，30-45％高官能度聚氨酯丙烯酸酯，15-20％低官能度聚氨酯丙烯酸酯依次投入反应缸中混合，以500-1000转/分钟的转速搅拌20-30分钟至搅拌均匀，得到预混合物料A；

(2)将2-5％短波长光引发剂，0.05-0.3％长波长光引发剂，0.5-2％有机硅助剂，10-40％快干溶剂依次投入另一个反应缸中混合均匀，得到预混物B；

(3)将步骤(1)中所得预混物A与步骤(2)中所得预混物B混合搅拌均匀，即得所述UV加硬液。

本发明的第三个目的是提供一种所述UV加硬液的应用，用于3D高压成型外纹理。应用方法包括如下步骤：

将UV加硬液用稀释剂稀释后淋涂于PC+PMMA复合板材的PMMA面上，形成涂层并预烘；之后纹理拓印在涂层表面，并LED灯光照固化；再3D高压成型设备中高温高压处理，最后汞灯光固化，制得具有外纹理的产品。

在本发明的一个实施例中，涂层的厚度为8-18μm；预烘的条件为60-70℃下8-15min；高温高压的条件为：温度120-150℃、压力1.8-2.5MPa。

本发明有益的技术效果在于：

本发明经过大量的试验与技术分析，选择了对PMMA附着力好、耐磨好、对高压成型开裂情况影响较小的IPDI类型高官能度聚氨酯丙烯酸树脂；选择对PMMA有部分附着力、对耐磨影响相对较小、柔韧性好、固化速度不是很慢的低官能度聚氨酯丙烯酸树脂；

本发明UV硬化液的应用过程中需要过两次光固化，而第一次的LED光固化需要用到长波长光引发剂才能较好的固化，而且对长波长光引发剂的用量比较敏感，需要对长波长光引发剂的用量多次反复验证对高压成型过程中开裂情况的影响以及对脱膜情况的影响，最终确定最佳用量。短波长光引发剂主要用于第二次的汞灯光固化，对耐磨、硬度以及测试性能有较大影响。

本发明中有机硅助剂对脱膜情况影响较大，如果助剂没有选对，比如选用氟助剂或者丙烯酸助剂则容易造成脱膜不良、纹理不清晰等现象。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的手机外壳图片；

图2为本发明实施例1制得手机外壳的局部放大图(放大倍率为100倍)；

图3为本发明实施例2制得的手机外壳图片。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行具体描述。

实施例1-3

一种UV加硬液的制备方法，包括如下步骤：各原料以质量百分数计；

(1)将10-20％慢干溶剂，30-45％高官能度聚氨酯丙烯酸酯，15-20％低官能度聚氨酯丙烯酸酯依次投入反应缸中混合，以800转/分钟的转速搅拌28分钟至搅拌均匀，得到预混合物料A；

(2)将2-5％短波长光引发剂，0.05-0.3％长波长光引发剂，0.5-2％有机硅助剂，10-40％快干溶剂依次投入另一个反应缸中混合均匀，得到预混物B；

(3)将步骤(1)中所得预混物A与步骤(2)中所得预混物B混合搅拌均匀，即得所述UV加硬液。各原料种类及用量如表1所示。

对比例1-2

制备方法同实施例1-3，区别在于，对原料种类及用量做了调整，各原料种类及用量如表1所示。

表1

应用例：

将本发明实施例1-3和对比例1-2加硬液采用稀释剂稀释(稀释剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，混合比例为25:75)，之后淋涂于PC+PMMA复合板材的PMMA面上。

具有施工工艺如下：

(1)将UV硬化液用稀释剂稀释到比重在0.968-0.978g/cm³之间(通过调节合适的比重将涂层膜厚控制在8-18μm范围)，用淋涂方式淋涂在PC+PMMA复合板材的PMMA面上，预干燥烘烤60-70℃/8-15min，之后用特定的纹理膜片在拓印机上将纹理拓印到涂层表面，使得表面产生特定的纹理；

(2)过LED灯光照固化，之后揭开纹理膜片；

(3)用3D高压成型设备在高温高压下，将步骤(2)中的产品从平面形状高压成为手机后壳状的边缘弧面形状；

(4)过汞灯光照固化。

表2

按要求进行性能测试，结果如下表3所示。

表3

对比例1中，使用HDI类型九官能度聚氨酯丙烯酸酯作为高官树脂，韧性不够好、耐钢丝绒性能一般，造成3D高压成型过程中容易开裂，耐钢丝绒测试不行。

对比例2中，HDI类型六官能度聚氨酯丙烯酸酯代替实施例2中的IPDI类型六官能度聚氨酯丙烯酸酯作为高官树脂，耐热性和韧性不够好，造成3D高压成型过程中开裂严重。

实施例1-3所制备的涂膜附着力好，水煮性能佳，硬度高，耐钢丝绒好且外观良好。

以上所述仅是本发明优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种UV加硬液，其特征在于，所述UV加硬液的原料及各原料的质量百分数为：

2.根据权利要求1所述的UV加硬液，其特征在于，所述高官能度聚氨酯丙烯酸酯为六官、九官、十官、十二官、十五官聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种；所述低官能度聚氨酯丙烯酸酯为两官、三官聚氨酯丙烯酸酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的UV加硬液，其特征在于，所述短波长光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、MBF中的一种或多种；所述长波长光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的UV加硬液，其特征在于，所述有机硅助剂为硅氧烷类流平剂、有机硅抗涂鸦助剂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的UV加硬液，其特征在于，所述硅氧烷类流平剂为BYK333、BYK371、Tego2100、Tego270、Tego410中的一种或多种；所述有机硅抗涂鸦助剂为天龙化工TiLo-L8315、杰事达DSP-3320中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的UV加硬液，其特征在于，所述慢干类溶剂为环己酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙酮醇、乙二醇丁醚中的一种或多种；所述快干类溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲基异丁基酮、丁酮中的一种或多种。

7.一种权利要求1所述的UV加硬液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：各原料以质量百分数计；

(1)将10-20％慢干溶剂，30-45％高官能度聚氨酯丙烯酸酯，15-20％低官能度聚氨酯丙烯酸酯依次投入反应缸中混合，以500-1000转/分钟的转速搅拌20-30分钟至搅拌均匀，得到预混合物料A；

(2)将2-5％短波长光引发剂，0.05-0.3％长波长光引发剂，0.5-2％有机硅助剂，10-40％快干溶剂依次投入另一个反应缸中混合均匀，得到预混物B；

(3)将步骤(1)中所得预混物A与步骤(2)中所得预混物B混合搅拌均匀，即得所述UV加硬液。

8.一种权利要求1所述UV加硬液的应用，其特征在于，用于3D高压成型外纹理。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，应用方法包括如下步骤：

将UV加硬液用稀释剂稀释后淋涂于PC+PMMA复合板材的PMMA面上，形成涂层并预烘；

之后纹理拓印在涂层表面，并LED灯光照固化；

再3D高压成型设备中高温高压处理，最后汞灯光固化，制得具有外纹理的产品。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，涂层的厚度为8-18μm；预烘的条件为60-70℃下8-15min；高温高压的条件为：温度120-150℃、压力1.8-2.5MPa。

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