专利名称：紫外光固化漆的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外光固化漆技术领域，具体而言，涉及用于真空镀膜的耐磨紫外光 固化漆。
背景技术：
为使经真空镀膜后的镀层平整且具有金属光泽和亮度，因而在镀膜前后需要分别 对待涂表面进行涂装处理，常用的漆为紫外光固化漆。如CN101250339专利中提到的紫外 光固化漆，该漆的面漆由重量百分数5 20的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、10 30的 大分子树脂、5 20的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、10 20的三官能脂肪族聚氨酯丙烯 酸酯、5 10的附着力促进树脂、1 5的光引发剂、20 60的稀释剂、0. 01 1的助剂组 成；底漆由重量百分数5 30的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、10 40的环氧丙烯酸酯、 5 25的三官能丙烯酸酯、5 25的二官能丙烯酸酯、5 10的附着力促进树脂、1 5的 光引发剂、20 60的稀释剂、0. 01 1的助剂组成，该紫外光固化漆涂装表面经RCA耐磨 测试500次以上表面无磨损。该技术中所用树脂成分过多，使得该漆成本较高，且RCA耐磨 测试中仅达500次以上，远无法满足需要。因而，为了满足真空镀膜的需求，亟待研究出一种耐磨程度较高的紫外光固化漆。
发明内容
本发明旨在提供一种紫外光固化漆，以解决现有技术中产品成本高，紫外光固化 漆膜RCA耐磨测试性能差，震动耐磨性能不确定的问题。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种紫外光固化漆，紫外光固化 漆包括底漆和面漆，其中，底漆包括10 20份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15 25份的二官能环氧丙烯酸树脂、1 6份的附着力促进树脂、2 5份的光引发剂、25 60 份的稀释剂和0. 01 0. 5份的助剂；面漆包括1 40份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树 脂、5 15份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1 5份的附着力促进剂、1 5份的光引 发剂、20 60份的稀释剂和0. 2 2份的助剂。进一步的，底漆由重量份数为10 20份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、 15 25份的二官能环氧丙烯酸树脂、10 15份的二官能丙烯酸酯单体、10 15份的三官 能丙烯酸酯单体、1 6份的附着力促进树脂、2 5份的光引发剂、25 60份的稀释剂和 0. 01 0. 5份的助剂组成；面漆由重量份数为1 40份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树 脂、5 15份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、3 8份的单官能丙烯酸酯单体、5 20 份的高官能丙烯酸酯单体、1 5份的附着力促进剂、1 5份的光引发剂、20 60份的稀 释剂和0.2 2份的助剂组成。前述面漆组成成分中高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数为20 40份、二 官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数为10 15份。前述底漆组成成分中二官能脂肪族 聚氨酯丙烯酸树脂重量份数为10 15份、二官能环氧丙烯酸树脂重量份数为20 25份。
其中，附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体，优选地，该附着力促进树脂为丙烯酸 树脂，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，或光引 发剂的任本发明的技术效果在于本发明提供的紫外光固化漆中的底漆和面漆仅需两种树脂即可达到优良的耐磨 测试性能，降低了产品成本。本发明提供的紫外光固化漆涂装样品表面在RCA耐磨测试中测试1000次以上，仍 表面无磨损；本发明提供的紫外光固化漆涂装样品表面，经震动耐磨测试4小时以上，样品表 面磨损面积小于1平方毫米或磨破区域直径小于1毫米。
具体实施例方式本发明提供的紫外光固化底漆中包含重量份数为10 20份二官能脂肪族聚氨酯 丙烯酸树脂和15 25份的二官能环氧丙烯酸树脂，以其二者作为成膜物质，即可对涂装表 面起保护作用。由这个配比可以发现，本发明的底漆中多使用官能团数量较少的高聚物， 这类物质的共同特点为柔韧性好，作为底漆使用能为真空镀膜提供平整的平面，同时所使 用的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂由于其自身分子结构上具有较多的有机-无机杂化 单元，因而具有耐磨性能好的特性，当磨损进一步侵入到底漆面时，该物质仍能保护物体表 面，防止磨损的进一步发生。面漆的主成膜物质则为1 40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂和5 15重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂；在面漆的配比中包含了多个高官能团有机 物，这种有机物由于官能度高，因而功能官能团数目较多，而链长相对较短，因而表现出硬 度高的特点，将其用为面漆能保护真空镀膜层，从而延长涂装表面的使用寿命。进一步的，本发明提供面漆中的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数优选为 20 40份、二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数优选为10 15份，在这个范围内， 面漆所成漆膜既能保证一定的硬度又不至于硬度过高而不能适应真空镀膜层表面；进一步 的，本发明提供的底漆中的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数优选为10 15份、二 官能环氧丙烯酸树脂重量份数优选为20 25份，在这个范围内，底漆则在发挥平整平面作 用的同时又不至于由于所提供表面硬度不足而使得真空镀膜工艺无法顺利实现。进一步的本发明提供的紫外光固化底漆的主要成膜物质中还包括10 15重量份 的三官能丙烯酸酯单体和10 15重量份的二官能丙烯酸酯单体；面漆中主要成膜物质还 包括3 8重量份的单官能丙烯酸酯单体和5 20重量份的单官能官丙烯酸酯单体。上 述单体能充分溶解和稀释相应底、面漆中的树脂类物质，调节漆膜体系黏度，增加漆膜流平 性；同时相应单体还参与光固化反应，通过调整漆膜的在固化时的交联程度，对漆膜的各项 性能发挥作用。当所选用单体官能度较低时，固化后漆膜的交联程度较低，漆膜密实性下 降，漆膜耐磨损能力变差；而当单体官能度过高时，由于固化时交联度高的单体会使漆膜急 剧收缩，因而所制得漆膜附着能力差，为平衡漆膜耐磨性能和附着力，因而选取上述数种单 体；另一方面，所添加单体量过多时，漆膜脆性增大使得漆膜耐冲击能力下降，而如果所加 单体量较少，则漆膜的耐磨能力无法得到加强，因而为了寻找该组合物的最优配比，所加入的单体须在本发明提供范围内。震动耐磨测试是指在高频震动下，用具有尖锐棱角的圆锥体和三角形陶瓷粒子对 涂装表面进行连续震动摩擦和冲击，要求在一定时间内，涂层无明显磨损脱落产品才算合 格。本文中震动耐磨测试是按诺基亚2010年公布的SPRa 3. 1. 381震动耐磨可靠性测 试标准，通过R0sler型震动耐磨仪(购自德国罗斯勒公司)进行测试。震动耐磨实验具体实验步骤为1)将1升水和200毫升稀释的清洁剂(Rosier清洁剂FC120 水体积比为1 50) 放入R0sler型震动耐磨仪的槽体内，并放入震动介质以润湿之；2)放入样品，每隔半小时加入0. 5L药水(震动耐磨试验专用药水，型号FC-120， 购自德国罗斯勒公司)，持续2个小时以上，观察样品表面磨损面积小于1平方毫米或磨破 区域直径小于1毫米则判断为合格。以下实施例中，进行震动耐磨实验时所用样品重量为175g，如所用样品重量不足 175g通过增加负重达到该重量后，再进行震动耐磨实验，震动介质为15L 由占震动介质总 体积2/3的RKF IOK黄色圆锥体和占震动介质总体积1/3的RKK 15P绿色棱锥组成。本发明提供漆面固化时，底漆所需固化能量为600 lOOOmJ/cm2 ；面漆所需固化 能量为1000 1300mJ/cm2，可由紫外灯提供相应能量。本文中各类树脂均为公知的相应树脂，本文实施例中采用的单官能丙烯酸酯单 体为环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯，二官能丙烯酸酯单体为二丙二醇二丙烯酸酯、三官 能丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、高官能丙烯酸酯单体为二季戊四醇六丙烯酸 酯。本文所指高官能为具有6官能度、9官能度、12官能度、15官能度的任一官能度的聚氨 酯预聚物。本文所提到的官能为聚合物或活性单体的官能度，其中官能度是指聚合物或活 性单体所含丙烯酸酯基团中不饱和双键的数目。实施例以下实施例中，用于底漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学 的6112-100、6152-100，美国氰特公司的EBECRYL 230、EBECRYL 270，美国沙多玛公司的 CN9178NS、CN9001NS,该化合物具有良好的韧性；用于面漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6151-100，美国 氰特公司的EBECRYL 4858，美国沙多玛公司的CN989，该化合物良好的耐磨性；二官能环氧丙烯酸树脂购自台湾长兴化学的6215-100、623_100，美国氰特公司的 EBECRYL 3708，美国沙多玛公司的CNUVE151NS，该化合物具有良好柔韧性；高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，购自台湾长兴化学的6145-100，美国氰特公司 的 EBECRYL 1290, EBECYRL 5129，美国沙多玛公司的 CN9013。单官能丙烯酸酯单体型号为EM212 ；二官能丙烯酸酯单体型号为EM222 ；三官能丙 烯酸酯单体型号为EM232 ；高官能丙烯酸酯单体型号为EIC66，以上单体均购自台湾长兴化学。光引发剂中α-羟基环己基苯甲酮型号为Irgacure 184购自瑞士 Ciki公司、2， 4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦型号为Darocur TPO购自瑞士 Ciki公司。附着力促进树脂为丙烯酸树脂，型号6531Β40购自台湾长兴化学；附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体型号为CD9050购自美国沙多玛公司。助剂中，消泡剂为聚甲基烷基硅氧烷溶液型号为077、流平剂为聚酯改性含丙 烯酸官能团聚二甲基硅氧烷型号为371。所用助剂是为了提高紫外光固化漆的涂布性 能及使用性能，均购自德国BI公司。稀释剂乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇、丁酮为市售，分析纯。各实施例所用紫外光固化底漆制备方法(a)将按重量份数称量的紫外光固化漆组成中含丙烯酸基团的树脂在40 50°C 下预热1 2小时，用按紫外光固化漆组成中稀释剂的重量份数称取的2/3体积的稀释剂， 充分溶解紫外光固化漆组成中含丙烯酸基团的树脂；(b)将按紫外光固化漆组成中重量份数称量的光引发剂、附着力促进树脂(以及 丙烯酸类单体)加入，在40 50°C下搅拌20 30分钟，搅拌速度500 600转/分钟；(c)将按比例称量的助剂和(a)步骤中剩余的1/3体积的稀释剂加入，900 1200 转/分钟下搅拌10 20分钟，用400目滤布过滤得到成品。上述方法用于制备紫外光固化面漆时，仅将(b)步中不加附着力促进树脂，而代 之以在(C)步骤中按比例加入附着力促进剂。各实施例样品涂装固化方法(a)将实施例1 6制得的紫外光固化底漆喷涂于PC基材上，涂装膜厚为20微 米，50°C红外灯照射下流平7分钟，800mJ/cm2能量固化；(b)然后真空镀膜；(c)在真空镀膜上喷涂紫外光固化面漆，涂装膜厚15微米，60°C红外灯照射下流 平7分钟，llOOmJ/cm2能量固化。各实施例样品震动耐磨测试方法为按前述震动耐磨测试方法进行。各实施例中所制得完整漆面RCA耐磨测试方法为常规RCA耐磨测试方法，采用 NormanRCA耐磨测试仪，样品重量或漆膜负重为175g条件下进行。各实施例漆面铅笔硬度测试按GB/T 6739-2006标准测试，负重IOOOg ；附着力测 试按GB9286-1998标准测试。实施例1实施例1中紫外光固化底、面漆各成分重量份数列于表1和表2中。表1实施例1中底漆各成分的重量份数
权利要求
1.一种紫外光固化漆，所述紫外光固化漆包括底漆和面漆，其特征在于所述底漆包括10 20份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15 25份的二官能环氧丙烯酸树脂、 1 6份的附着力促进树脂、2 5份的光引发剂、25 60份的稀释剂和0. 01 0. 5份的 助剂；所述面漆包括1 40份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5 15份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸 树脂、1 5份的附着力促进剂、1 5份的光引发剂、20 60份的稀释剂和0. 2 2份的 助剂。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化漆，其特征在于所述底漆由重量份数为10 20份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15 25份的二官能环氧丙烯酸树脂、 10 15份的二官能丙烯酸酯单体、10 15份的三官能丙烯酸酯单体、1 6份的附着力促 进树脂、2 5份的光引发剂、25 60份的稀释剂和0. 01 0. 5份的助剂组成；所述面漆由重量份数为1 40份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5 15份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸 树脂、3 8份的单官能丙烯酸酯单体、5 20份的高官能丙烯酸酯单体、1 5份的附着力 促进剂、1 5份的光引发剂、20 60份的稀释剂和0. 2 2份的助剂组成。
3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述面漆组成成分中高官 能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数为20 40份、二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量 份数为10 15份。
4.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述底漆组成成分中二官 能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂重量份数为10 15份、二官能环氧丙烯酸树脂重量份数为 20 25份。
5.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述附着力促进剂为磷酸 改性丙烯酸单体。
6.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述附着力促进树脂为丙 烯酸树脂。
7.根据权利要求1或2所述的紫外光固化漆，其特征在于所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦或者其混合物。
全文摘要
本发明提供一种紫外光固化漆，该紫外光固化漆包括底漆和面漆，其中底漆包括10～20份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25份的二官能环氧丙烯酸树脂、1～6份的附着力促进树脂、2～5份的光引发剂、25～60份的稀释剂和0.01～0.5份的助剂；面漆包括1～40份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、1～5份的附着力促进剂、1～5份的光引发剂、20～60份的稀释剂和0.2～2份的助剂。涂覆有本发明所提供的紫外光固化漆的样品表面在RCA耐磨测试中经受1000次以上的耐磨试验表面无磨损，经震动耐磨测试4小时以上，样品表面磨损面积小于1平方毫米或磨破区域直径小于1毫米。
文档编号C09D163/10GK102140307SQ20111012131
公开日2011年8月3日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者缪培凯 申请人:湖南松井新材料有限公司