CN116265542A - 一种水性pp镀膜涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种水性PP镀膜涂料，按重量份数计，其配方包括：阴离子聚氨酯丙烯酸树脂20‑70；引发剂1‑3；二官单体3‑10；溶剂3‑8；中和剂0.2‑1；水40‑60；流平剂0.02‑0.08。本发明的水性PP镀膜涂料，对PP基材的附着力优异，同时满足环保要求，且其耐化性能和耐水性都好。本发明还提供这种水性PP镀膜涂料的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及紫外光(UV)固化涂料领域，特别是用于真空镀膜的涂料，更具体地说，涉及用于真空镀膜的水性底漆涂料。
技术领域
塑料制品在很多领域得到广泛应用，例如灯具零件、汽车装饰零件、化妆品盒、玩具及日用小商品等。为提高塑料制品的表面装饰性，呈现出金属感的效果，通常采用真空镀膜的方法，在塑料基材表面生成一层金属薄膜。然而，真空镀的金属薄膜须配以底涂料(底漆)和面涂料(面漆)，底漆位于金属薄膜层与塑料基材之间，以提高镀膜的附着力。
聚丙烯(PP)是常用基材，然而，由于其为非极性材料，用于PP基材的涂料须具备很好的附着力，而这也是业内的技术难点之一。为了提高涂料在PP基材上的附着力，业内提出了多种方案，例如，在PP基材表面涂覆附着力促进剂，或者用一些手段(例如等离子)对PP基材表面进行处理等。这些方案虽然有些效果，但是增加了操作工序和成本。
也有一些技术提出对涂料进行改进，例如，对PVD底漆进行改进，使其满足对PP基材的附着力。然而，当前的技术体系属于油性体系，虽然在技术层面、性能层面无明显不足，但是最大的缺点就是VOC过高，不符合绿色环保要求。
综上，对于PP基材所使用的涂料体系来说，期待能够用水性体系来替代现有油性体系，降低VOC含量，满足环保要求。然而，目前的水性底漆体系需要使用乳化剂，对PP基材的附着力差，且其耐化性能和耐水性都不好。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的上述问题，提供一种水性PP镀膜涂料，按重量份数计，其配方包括：
阴离子聚氨酯丙烯酸树脂 20-70
引发剂 1-3
二官单体 3-10
溶剂 3-8
中和剂 0.2-1
水 40-60
流平剂 0.02-0.08。
本发明提出在水性PP镀膜涂料中使用阴离子聚氨酯丙烯酸树脂，其分子结构带有电荷，具备自乳化效果，因而，本发明的涂料中不含有乳化剂成分。从而，本发明的水性PP镀膜涂料，摒弃了乳化剂的使用，消除了使用乳化剂带来的附着力下降。同时，本发明的镀膜涂料与PP基材的附着力好，且为水性涂料，与现有油性PP基材涂料相比，本发明的水性PP镀膜涂料的环保意义重大。
阴离子聚氨酯丙烯酸树脂的添加量不能太多，否则乳液会太黏，且由于树脂中含有大量酯键，属于亲水基团，阴离子聚氨酯丙烯酸树脂用量过多会导致耐水不好，易水解，涂料的存储稳定性差。阴离子聚氨酯丙烯酸树脂是体系的主要成分，提供附着力、所需耐性，用量过少则使附着力不够、粘度偏低，成膜性能不好，遮盖力低。
二官单体的添加是为了调节乳液体系粘度和润湿性，其低皮肤刺激，低收缩率，高活性，稀释能力强，光固化速率快，价格较低。但是如果过量添加，涂料的润湿反而不好，同时带来耐性如耐水的问题，存储稳定性也不好。优选的二官单体是己二醇二丙烯酸酯。
优选地，本发明的水性PP镀膜涂料，按重量份数计，其配方包括：
阴离子聚氨酯丙烯酸树脂 30-50
引发剂 1-3
二官单体 5-8
溶剂 3-8
中和剂 0.2-1
水 40-60
流平剂 0.02-0.08。
本发明的优选溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂。
本发明的溶剂、中和剂、流平剂、引发剂可以选用本领域技术人员已知的常用溶剂、中和剂、流平剂、引发剂，并不局限于本文实施例中给出的具体示例。
根据本发明的水性PP镀膜涂料的制备方法，包括：将阴离子聚氨酯丙烯酸树脂、引发剂、二官单体、溶剂加在容器中，混合加热15-20分钟，搅拌，根据中和度需求加入中和剂和流平剂，搅拌，加入水直到粘度变到最大，边用玻璃棒搅拌边加水，再将水缓慢加入，使用乳化机进行乳化，边乳化边缓慢加水。
本发明获得的技术效果：
1、本发明的水性PP镀膜涂料为水性体系，与当前行业内常用于PP基材的油性涂料相比，本发明涂料更加环保，符合当前涂料行业期待更环保的趋势。
2、本发明的水性PP镀膜涂料对PP基材的附着力好，这是当前业内的水性涂料尚未达到的技术效果。
具体实施方式
[制备方法]
将20重量份数的阴离子聚氨酯丙烯酸树脂(六官聚氨酯丙烯酸树脂)、2重量份数的引发剂(引发剂184)、6重量份数的两官单体(己二醇二丙烯酸酯)、4重量份数的丙二醇甲醚、2重量份数的丙二醇甲醚醋酸酯加在容器中，混合加热15-20分钟，搅拌，根据中和度需求加入中和剂(三乙胺)和流平剂(丙烯酸树脂)，搅拌，加入水直到粘度变到最大，边用玻璃棒搅拌边加水，再将水缓慢加入，使用乳化机进行乳化，边乳化边缓慢加水，最终制得根据本发明实施例1的水性PP镀膜涂料。
[实施例]
按照前文所述的制备方法，根据表1所给出的配伍，制备根据本发明实施例1-5的水性PP镀膜底涂。
表1、根据本发明实施例1-5的底涂配方组成(重量份数)
[对比例]
按照前文所述的制备方法，根据表2和表3所给出的配伍，制备对比例1-5的水性PP镀膜底涂。并选用可商购的油性PP涂料(PM-5230(PP))作为对比例6。
表2、对比例1-5涂料的配伍，以重量份数计
[测试方法]
1、对实施例1-5和对比例1-6的底漆涂料，测试其外观性能。
测试存储性能，5℃冷藏、50℃热储一周，常温180天。目测，外观无问题(无沉淀无析出无分层)，在PP基材上进行喷涂固化后，目测，如PP平板漆膜无缩孔、漏底，则为OK，否则为NG。
测试涂料的pH，粒径和分布：通过pH计测量测定涂料的pH，目的是判断涂料是酸性还是碱性，我们的涂料一般是碱性，同时可以对比存储后的pH，如果存储后pH变化过大，说明涂料变质；粒径与分布通过粒径测定仪来测试，涂料分布越窄说明涂料分散的越均匀，涂料粒径过大会导致存储不稳定，易析出。也可以和存储后的粒径与分布对比，作为判断涂料存储是否稳定的依据。
2、底漆固化：对PP基材(PP平板和PP橙色盖子)进行火焰处理后，施加处理剂(1-2μm，60℃烘烤1min)，然后喷涂底漆(18-20μm，60摄氏度烘烤6min)，固化(800-1200mj/cm2能量固化)。
底漆固化后，用百格法测量底漆漆膜的附着力。
3、底漆+镀铝+面漆：在PP基材(PP平板和PP橙色盖子)上，火焰处理后，施加处理剂(1-2um，60℃烘烤1min)，然后喷涂底漆(18-20um，60摄氏度烘烤6min)，固化(800-1200mj/cm2能量固化)，镀铝，喷涂面漆(10-12um，60摄氏度烘烤3min)，固化(500-600mj/cm2能量固化)。
附着力测试(百格法，3M600胶带)：ISO 1级及ASTM4B标准，漆层沿划格边缘或者刀痕交叉位置有小片剥落，划格区内实际破损≤5％。
耐水煮：70℃水煮8H后，用百格法测附着力。
4、润湿性：底漆固化后，测润湿性。PP平板--火焰--喷涂处理剂--喷涂底漆--固化--观看润湿情况，是否有缩孔、漏底出现，如出现，则判定润湿性NG。
[测试结果]
关于本发明实施例涂料样品的测试结果见表3，关于对比例涂料样品的测试结果见表4。
表3、实施例1-5涂料的测试结果
表4、对比例1-6涂料的测试结果
经测试，本发明实施例和对比例涂料样品的外观性能目视均为乳白色不透明液体。但在储存性能上，本发明实施例要明显优于对比例，对比例1-5无论是冷藏、热储、还是常温储存，均在喷涂后出现了缩孔、漏底。对比例6为油性PP底漆，其附着于PP基材的能力是可以的，其他的性能如存储性能、漆膜外观都可以，与本发明相比，其不足在于不够环保。
在本发明要解决的技术问题上，本发明实施例的附着力非常好，无论是喷涂在PP板材上，还是喷涂在PP橙色盖上，底漆固化后的附着力测试均为5B，并且，在底漆+镀铝+面漆时，面漆固化后，附着力测试页均为5B。
相比较，对比例中，只有油性PP底漆的对比例6能够达到这样的效果，其他对比例1-5，两种测试(仅喷涂底漆，底漆+镀铝+面漆)固化后，附着力均低于5B。
在经历了水煮后，测各样品的附着力，本发明各实施例均为5B，对比例1-5的附着力均远低于5B。
从润湿性测试看，本发明实施例1-5的样品均未出现瑕疵，而对比例3-5的样品出现了缩孔、漏底的瑕疵。
虽然本说明书描述了本发明的具体实施方式，但是本发明不限于所公开的具体实施方案，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以在不脱离本发明权利要求所限定范围的情况下，对本发明进行多种变化。
Claims (5)
1.一种水性PP镀膜涂料，按重量份数计，其配方包括：
2.根据权利要求1所述的水性PP镀膜涂料，按重量份数计，其配方包括：
3.根据权利要求1所述的水性PP镀膜涂料，其中，所述二官单体是己二醇二丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的水性PP镀膜涂料，其中，所述溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂。
5.一种制备权利要求1所述水性PP镀膜涂料的方法，包括：将阴离子聚氨酯丙烯酸树脂、引发剂、二官单体、溶剂加在容器中，混合加热15-20分钟，搅拌，根据中和度需求加入中和剂和流平剂，搅拌，加入水直到粘度变到最大，边用玻璃棒搅拌边加水，再将水缓慢加入，使用乳化机进行乳化，边乳化边缓慢加水。
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