CN117447902A - 一种真空电镀uv涂料及其制备方法，以及对ps基材进行真空电镀uv涂料的喷涂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空电镀UV涂料及其制备方法，以及对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺。本发明提供的真空电镀UV涂料，将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6‑己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂以一定比例搭配制得。本发明上述UV涂料，能够克服现有技术的不足，无需打处理剂就能良好的附着于PS基材上，解决了在PS素材上电镀难附着的问题，而且能够节约涂料成本和工艺成本。
Description
技术领域
本发明涉及电镀领域，特别涉及一种真空电镀UV涂料及其制备方法，以及对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺。
背景技术
电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。
电镀主要可分为以下类型：
1)水电镀，又称湿法电镀，顾名思义与水及水溶液有关，电化学反应原理，是化学过程。由于大量使用水/水溶液，污染大。
2)紫外线(UV)镀膜，使用UV涂料，在真空或超低压状态，利用电场的作用，使UV涂料迁移到被涂覆的零件表面，这个过程是物理过程。被涂覆UV涂料的零件，在紫外线(UV)的作用下，固化。该项技术广泛用于小电器、电子产品、化妆品包装盒等外观涂覆。
3)真空电镀，是在超低压容器中，利用电场的迁移作用对被镀件涂覆金属、金属化合物、或非金属涂层的一种工艺。真空电镀分类较多，应用比较广泛的是电场迁移技术。UV真空电镀，属于真空电镀范畴。普通真空电镀底漆适合使用在ABS或PC素材上。而普通PS真空电镀UV底漆喷涂之前还需要对素材进行喷涂处理剂处理。在PS素材上进行电镀的具有以下难度：(1)在PS素材上，附着力差；(2)在PS素材上，需要打处理剂处理。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种真空电镀UV涂料及其制备方法，以及对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺。本发明提供的真空电镀UV涂料，无需打处理剂就能良好的附着于PS基材上。
本发明提供了一种真空电镀UV涂料，其制备原料包括以下质量份的组分：
优选的，所述聚酯丙烯酸酯为MH5203C。
优选的，所述热塑性丙烯酸酯为AR70023。
优选的，所述二官能聚氨酯丙烯酸酯为HP6285。
优选的，所述氯醋树脂为德国瓦克E15/45。
优选的，所述引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己烷基-苯基酮、二苯甲酮和安息香双甲醚中的至少一种。
优选的，所述溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯、异丙醇和二丙酮醇中的至少一种。
优选的，所述助剂为流平剂。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的真空电镀UV涂料的制备方法，包括以下步骤：
将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂混合，得到真空电镀UV涂料。
本发明还提供了一种对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺，包括以下步骤：
A)对PS基材喷涂真空电镀UV涂料；
B)进行烘烤；
C)进行辐照固化；
其中，所述真空电镀UV涂料为上述技术方案中所述的真空电镀UV涂料。
本发明提供了一种真空电镀UV涂料(具体为一种PS基材的真空电镀UV涂料)，将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂以一定比例搭配制得。本发明上述UV涂料，能够克服现有技术的不足，无需打处理剂就能良好的附着于PS基材上，解决了在PS素材上电镀难附着的问题，而且能够节约涂料成本和工艺成本。
试验结果表明，本发明的真空电镀UV涂料，在不打处理剂的情况下，对PS基材的附着力达到5B。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本文中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本文中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
在本文中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，500～800r/min表示左端点“500”和右端点“800”的单位都是r/min。
本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
本发明提供了一种真空电镀UV涂料，其制备原料包括以下质量份的组分：
[关于聚酯丙烯酸酯]：
本发明中，所述聚酯丙烯酸酯优选为MH5203C，可由广东昊辉新材料有限公司提供。
本发明中，所述聚酯丙烯酸酯的用量为10～20份，具体可为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。
[关于热塑性丙烯酸酯]：
本发明中，所述热塑性丙烯酸酯优选为AR70023，可由广东昊辉新材料有限公司提供。
本发明中，所述热塑性丙烯酸酯的用量为10～30份，具体可为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份。
[关于二官能聚氨酯丙烯酸酯]：
本发明中，所述二官能聚氨酯丙烯酸酯优选为HP6285，可由广东昊辉新材料有限公司提供。
本发明中，所述二官能聚氨酯丙烯酸酯的用量为5～10份，具体可为5份、6份、7份、8份、9份、10份。
[关于1,6-己二醇二丙烯酸酯]：
本发明中，所述1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的结构如下式(1)所示，其来源没有特殊限制，为常规市售商业品即可。
本发明中，所述1,6-己二醇二丙烯酸酯的用量为1～5份，具体可为1份、2份、3份、4份、5份。
[关于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯]：
本发明中，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)的结构如下式(2)所示，其来源没有特殊限制，为常规市售商业品即可。
本发明中，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的用量为5～20份，具体可为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。
[关于氯醋树脂]：
本发明中，所述氯醋树脂优选为德国瓦克E15/45(或写作E1545)。
本发明中，所述氯醋树脂的用量为1～10份，具体可为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份。
[关于引发剂]：
本发明中，所述引发剂优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷(光引发剂TPO)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(简称HMPF，即光引发剂1173)、1-羟基-环己烷基-苯基酮(即光引发剂184)、二苯甲酮(即光引发剂BP)和安息香双甲醚(即光引发剂BDK)中的至少一种，更优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷(光引发剂TPO)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(简称HMPF，即光引发剂1173)、1-羟基-环己烷基-苯基酮(即光引发剂184)、二苯甲酮(即光引发剂BP)和安息香双甲醚(即光引发剂BDK)。
本发明中，所述引发剂的用量为1～6份，具体可为1份、2份、3份、4份、5份、6份。
本发明中，更优选的，所述引发剂的组成如下：
其中，光引发剂184的用量具体可为1份、2份、3份。光引发剂1173的用量具体可为2份、2.5份、3份。光引发剂TPO的用量为0.1份、0.2份。光引发剂BDK的用量具体可为0.9份、1份、1.1份、1.4份、2份、3份。光引发剂BP的用量优选不为0，具体可为0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份。
在本发明的一些实施例中，引发剂组成为：光引发剂184 1份，光引发剂1173 3份，光引发剂TPO 0.1份，光引发剂BDK 1.4份，光引发剂BP 0.5份。在本发明的另一些实施例中，引发剂组成为：光引发剂184 2份，光引发剂1173 2份，光引发剂TPO 0.1份，光引发剂BDK 1.1份，光引发剂BP 0.8份。本发明的另一些实施例中，引发剂组成为：光引发剂184 3份，光引发剂1173 1份，光引发剂TPO 0.1份，光引发剂BDK 0.9份，光引发剂BP 1份。
[关于溶剂]：
本发明中，所述溶剂优选为醋酸丁酯(BAC)、醋酸乙酯(EAC)、异丙醇(IPA)和二丙酮醇(DAA)中的至少一种，更优选为醋酸丁酯(BAC)、醋酸乙酯(EAC)、异丙醇(IPA)和二丙酮醇(DAA)的组合。
本发明中，所述溶剂的用量为30～60份，具体可为30份、35份、39.8份、40份、43.8份、45份、50份、50.8份、55份、60份。
本发明中，优选的，所述溶剂的组成如下：
其中，醋酸丁酯BAC的用量具体可为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。醋酸乙酯EAC的用量具体可为10份、13.8份、15份、20份、25份、27.8份、30份。异丙醇IPA的用量具体可为5份、6份、7份、8份、9份、10份。二丙酮醇DAA的用量具体可为2份、3份、4份、5份。
在本发明的一些实施例中，溶剂的组成为：醋酸丁酯BAC 10份，醋酸乙酯EAC 27.8份，异丙醇IPA 10份，二丙酮醇DAA 3份。在本发明的另一些实施例中，溶剂的组成为：醋酸丁酯BAC 15份，醋酸乙酯EAC 13.8份，异丙醇IPA 8份，二丙酮醇DAA 3份。在本发明的另一些实施例中，溶剂的组成为：醋酸丁酯BAC 20份，醋酸乙酯EAC 13.8份，异丙醇IPA 7份，二丙酮醇DAA 3份。
[关于助剂]：
本发明中，所述助剂优选为流平剂，更优选为BYK306。
本发明中，所述助剂的用量为0.1～0.5份，具体可为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的真空电镀UV涂料的制备方法，包括以下步骤：将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂混合，得到真空电镀UV涂料。
其中，聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂的种类及用量等均与前文技术方案中所述一致，在此不再一一赘述。
本发明中，上述制备方法优选具体包括：
S1、将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和氯醋树脂搅拌混合，得到混合物；
S2、将所述混合物与引发剂、溶剂和助剂搅拌混合，得到真空电镀UV涂料。
关于步骤S1：所述搅拌混合优选为先低速搅拌混合，再高速搅拌混合。其中，所述低速搅拌混合的转速优选为500～800r/min，具体可为500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min、800r/min。所述低速搅拌混合的时间优选为25～35min，具体可为25min、30min、35min。所述高速搅拌混合的转速优选为850～1000r/min，具体可为850r/min、900r/min、950r/min、1000r/min。所述高速搅拌混合的时间优选为0.5～2h，更优选为1h。
关于步骤S2：所述搅拌混合的转速优选为500～1000r/min，具体可为500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min、800r/min、850r/min、900r/min、950r/min、1000r/min。所述搅拌混合的时间优选为0.5～2h，更优选为1h。
本发明还提供了一种对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺，包括以下步骤：
A)对PS基材喷涂真空电镀UV涂料；
B)进行烘烤；
C)进行辐照固化；
其中，所述真空电镀UV涂料为上述技术方案中所述的真空电镀UV涂料。
关于步骤A)：
本发明中，在进行喷涂前，优选预先对PS(聚苯乙烯)基材进行表面清洁处理。所述表面清洁处理包括去除油污和灰尘。经上述处理后，无需打处理剂，直接对PS基材喷涂真空电镀UV涂料。本发明中，喷涂的厚度优选为10～20μm。
关于步骤B)：
在步骤A)喷涂结束后，进行烘烤。本发明中，所述烘烤的温度优选为40～50℃，具体可为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃。所述烘烤的时间优选为2～5min，具体可为2min、3min、4min、5min。
关于步骤C)：
在步骤B)烘烤结束后，进行辐照固化。本发明中，所述辐照固化的能量为400～800mj/cm2，具体可为400mj/cm2、450mj/cm2、500mj/cm2、550mj/cm2、600mj/cm2、650mj/cm2、700mj/cm2、750mj/cm2、800mj/cm2。经上述处理后，在PS基材表面形成真空电镀层。
本发明提供了一种真空电镀UV涂料，将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂以一定比例搭配制得。本发明上述UV涂料，能够克服现有技术的不足，无需打处理剂就能良好的附着于PS基材上，解决了在PS素材上电镀难附着的问题，而且能够节约涂料成本和工艺成本。
试验结果表明，本发明的真空电镀UV涂料，在不打处理剂的情况下，对PS基材的附着力达到5B。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
以下各实施例和对比例中，聚酯丙烯酸酯为MH5203C，由广东昊辉新材料有限公司提供。环氧丙烯酸脂为SU329，由广东昊辉新材料有限公司提供。热塑性丙烯酸酯为AR70023，由广东昊辉新材料有限公司提供。二官能聚氨酯丙烯酸酯为HP6285，由广东昊辉新材料有限公司提供。氯醋树脂为E1545，由德国瓦克提供。
实施例1～3及对比例1～2
1、真空电镀UV涂料的原料配方：
各实施例和对比例的原料配方参见表1：
表1：原料配方(用量单位：质量份)
2、真空电镀UV涂料的制备：
S1、将各树脂和单体加入分散釜中，先于600r/min下低速搅拌30min，再于1000r/min下高速搅拌1h，得到混合物；
S2、向上述分散釜中加入引发剂、助剂和溶剂，于1000r/min下高速搅拌1h，得到UV涂料产品。
3、PS基材的喷涂：
A)对PS基材进行表面清洁，去除油污和灰尘。然后，喷涂一层真空电镀UV涂料，平均厚度为18μm。
B)进行烘烤，于50℃烘烤3min。
C)进行辐照固化。
4、产品测试：
对各实施例和对比例涂料进行性能测试，结果参见表2。
其中，各项测试如下：
(1)外观：观察UV涂料状态。
(2)附着力测试：在第3项喷涂工艺结束后，进行附着力测试。附着力(百格法)的测试参照标准GB/T 9286-1998，等级越高，表示附着力越好。
(3)上镀性测试：在第3项喷涂工艺结束后，电镀一层厚度为8μm的铝金属层，然后喷涂普通UV面漆(源自广州贝尔聚合材料科技有限公司UV面漆BR6020)固化后进行上镀性测试。参考附着力(百格法)的测试参照标准GB/T 9286-1998，等级越高，表示附着力越好。
表2：实施例1-3及对比例1-2的性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 涂料状态 | 清澈透明 | 清澈透明 | 清澈透明 | 清澈透明 | 清澈透明 |
| 附着力 | 5B | 5B | 5B | 0B | 0B |
| 上镀性 | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B |
由表2测试结果可知，本发明实施例1～3所得涂料外观清澈透明，喷涂后附着力达到5B，上镀性达到5B。与实施例相比，对比例1-2引入环氧丙烯酸酯而未引入氯醋树脂，且引发剂只有4种，结果所得涂料的附着力显著下降。证明，本发明采用一定组分搭配，能够有效提高涂料的附着力。
对比例3
按照实施例1实施，不同的是，将聚酯丙烯酸酯MH5203C替换为另一种聚酯丙烯酸酯HT7216。
对比例4
按照实施例1实施，不同的是，将热塑性丙烯酸酯AR70023替换为另一种丙烯酸酯HA507-1。
对比例5
按照实施例1实施，不同的是，将二官能聚氨酯丙烯酸酯HP6285替换为另一种聚氨酯丙烯酸酯HP6207。
按照实施例1中的测试方法对对比例3～5进行测试，结果参见表3。
表3：对比例3-5的性能测试结果
| 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
| 涂料状态 | 清澈透明 | 清澈透明 | 清澈透明 |
| 附着力 | 0B | 0B | 0B |
| 上镀性 | 5B | 5B | 4B |
由表3测试结果可以看出，对比例3～5的产品性能变差，证明，本发明采用特定的树脂搭配，才能在不打处理剂的情况下有效提高对PS基材的附着力。
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方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种真空电镀UV涂料，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：
2.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述聚酯丙烯酸酯为MH5203C。
3.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述热塑性丙烯酸酯为AR70023。
4.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述二官能聚氨酯丙烯酸酯为HP6285。
5.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述氯醋树脂为德国瓦克E15/45。
6.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己烷基-苯基酮、二苯甲酮和安息香双甲醚中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯、异丙醇和二丙酮醇中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的真空电镀UV涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂。
9.一种权利要求1～8中任一项所述的真空电镀UV涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚酯丙烯酸酯、热塑性丙烯酸酯、二官能聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、氯醋树脂、引发剂、溶剂和助剂混合，得到真空电镀UV涂料。
10.一种对PS基材进行真空电镀UV涂料的喷涂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A)对PS基材喷涂真空电镀UV涂料；
B)进行烘烤；
C)进行辐照固化；
其中，所述真空电镀UV涂料为权利要求1～8中任一项所述的真空电镀UV涂料。
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