紫外光固化涂料及其制备方法与应用.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010657882.4 (22)申请日 2020.07.09 (71)申请人 湖南松井新材料股份有限公司 地址 410000 湖南省长沙市宁乡经济技术 开发区三环北路777号 (72)发明人 王卫国刘唐辉符饶生凌云剑 伍松缪培凯吕国强杨波 曾煜 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 赵琴娜 (51)Int.Cl. C09D 175/14(2006.01) C09D 133/04(2006.01) C09D 7/20(2018.01) B。

2、05D 7/24(2006.01) B05D 3/06(2006.01) C23C 14/12(2006.01) (54)发明名称 一种紫外光固化涂料及其制备方法与应用 (57)摘要 本发明公开了一种紫外光固化涂料及其制 备方法与应用， 所述紫外光固化涂料包括以重量 份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂2040份、 丙烯酸树脂525份、 丙烯酸酯单体515份、 附 着力促进剂15份、 光引发剂16份、 稀释剂20 60份和流平剂0.051份。 本发明的紫外光固 化涂料具有显纹性好、 附着力强和耐磨性能佳等 优点； 在进行真空镀膜涂装过程中不需要使用底 漆， 工艺简单、 成本低， 极大地提高了使用。

3、过程中 的生产效率， 具有更好的工业应用前景。 权利要求书1页 说明书7页 CN 111944415 A 2020.11.17 CN 111944415 A 1.一种紫外光固化涂料， 其特征在于， 包括以重量份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂 2040份、 丙烯酸树脂525份、 丙烯酸酯单体515份、 附着力促进剂15份、 光引发剂1 6份、 稀释剂2060份和流平剂0.051份。 2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料， 其特征在于， 包括以重量份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂2535份、 丙烯酸树脂1020份、 丙烯酸酯单体812份、 附着力促进剂2 4份、 光引发剂46份、 稀释剂30。

4、50份和流平剂0.050.2份。 3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料， 其特征在于， 所述高官能丙烯酸树脂为6 9官能丙烯酸树脂。 4.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料， 其特征在于， 所述丙烯酸树脂为苯乙烯 改性的丙烯酸树脂。 5.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料， 其特征在于， 所述丙烯酸酯单体为三官 能丙烯酸酯单体； 优选地， 所述丙烯酸酯单体为乙/丙氧基化的三官能丙烯酸酯单体。 6.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料， 其特征在于， 所述附着力促进剂为磷酸 改性丙烯酸单体； 和/或 所述光引发剂包括 -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。

5、 至少一种； 和/或 所述稀释剂包括醇和醇醚类溶剂中的至少一种； 和/或 所述流平剂为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷。 7.权利要求1至6任一项所述的紫外光固化涂料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 在丙烯酸酯单体投中加入光引发剂、 流平剂和附着力促进剂得到混合溶液； S2、 在步骤S1的所述混合溶液中加入高官能丙烯酸树脂和丙烯酸树脂， 在3050下 搅拌2030分钟， 搅拌速度为8001000转/分钟； S3、 降低搅拌速度至400600转/分钟， 加入稀释剂， 600800转/分钟下搅拌1020分 钟。 8.权利要求1至6任一项所述的紫外光固化涂料在基材真空镀膜涂装。

6、中的应用。 9.根据权利要求8所述的应用， 其特征在于， 所述基材为带有纹理的基材； 所述纹理包 括图案、 拉丝纹和螺纹中的至少一种。 10.根据权利要求8或9所述的应用， 其特征在于， 所述涂装的工艺包括以下步骤： S01、 真空镀膜； S02、 在真空镀膜上喷涂所述紫外光固化涂料； S03、 紫外光固化。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111944415 A 2 一种紫外光固化涂料及其制备方法与应用 技术领域 0001 本发明涉及涂料技术领域， 具体涉及一种紫外光固化涂料及其制备方法与应用。 背景技术 0002 紫外光固化涂料(简称UV涂料)是20世纪60年代开发的一种环保节能型涂料，。

7、 其具 有无污染、 无毒性、 无刺激等优点， 近几年来受到人们的广泛关注。 在我国， 随着经济规模的 迅速扩大及对环保的日益重视， 作为环保型 “绿色工业” 的紫外光固化涂料的研究、 开发和 应用也越来越多。 0003 为使塑料表面具有金属的光泽和亮度， 通常采用基材UV底漆镀膜UV面漆的 方式施工， 一般金属镀膜层处于真空镀膜底漆和面漆之间。 例如， 发明专利CN101250339A公 开了一种紫外光固化真空镀膜底、 面漆， 将基材表面做上述底漆的涂装处理， 增加了真空镀 膜层的平整度和附着牢度； 在真空镀膜之后， 对真空镀膜层做UV真空镀膜面漆的表面涂装 处理， 防止金属膜层氧化， 赋予其。

8、优异表面耐磨性和极佳手感。 0004 但是上述涂料对于带有图案、 拉丝纹、 螺纹等纹理的基材， 由于其UV固化底漆有一 定的填充性， 喷涂底漆后表面纹理被填充遮盖， 镀膜后不能很好的显现基材上面的纹理， 从 而影响了表面效果。 因此， 为了满足这种效果的真空镀膜需求， 亟待研究出一种新型的紫外 光固化涂料。 发明内容 0005 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一种本 发明旨在提供一种紫外光固化涂料， 用于真空镀膜涂装过程无需使用底漆， 具有显纹性好 的特点。 0006 本发明还提出上述紫外光固化涂料的制备方法。 0007 本发明还提出上述紫外光固化涂料的应用。

9、。 0008 根据本发明的第一方面实施例的紫外光固化涂料， 包括以重量份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂2040份、 丙烯酸树脂525份、 丙烯酸酯单体515份、 附着力促进剂1 5份、 光引发剂16份、 稀释剂2060份和流平剂0.051份。 0009 根据本发明实施例的紫外光固化涂料， 至少具有如下有益效果： 本发明的紫外光 固化涂料具有显纹性好、 对真空镀膜的附着力好和耐磨性能佳等优点； 在进行真空镀膜涂 装过程中不需要使用底漆， 工艺简单、 成本低、 极大地提高了使用过程中的生产效率， 具有 更好的工业应用前景。 0010 在本发明中， 上述涂料组分中的高官能丙烯酸树脂、 纯丙烯酸树脂。

10、、 丙烯酸单体作 为主要的成膜物质， 既能保证漆膜对镀层有很好的附着力和优异的外观金属效果、 同时又 具有一定的硬度且不至于硬度过高而崩漆。 0011 本发明中的丙烯酸树脂为纯丙烯酸树脂， 在组分中使用比例较大， 其具有柔韧性 好、 对镀层及基材的附着力好、 耐水煮性能优异等优点， 同时对基材及镀层的腐蚀性相对较 说明书 1/7 页 3 CN 111944415 A 3 轻， 不会造成镀层发雾从而影响金属效果； 当纯丙烯酸树脂含量较低时， 漆膜对镀层的附着 差； 而其较高时， 附着及水煮性能优异， 但其硬度和耐磨性能较差； 因此， 需要通过比例的调 整来平衡漆膜的附着和耐磨性能。 0012 本。

11、发明所使用的高官能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及收缩小的特性， 能够起到保护物体表面、 减轻固 化收缩、 改善硬度、 提高耐磨等优点。 0013 本发明中的丙烯酸酯单体能充分溶解和稀释树脂， 调节涂料体系黏度， 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， 其对镀层的侵蚀性较强、 固化后漆膜的交 联程度较低， 漆膜硬度和耐磨损能力差； 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。 00。

12、14 优选地， 包括以重量份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂2535份、 丙烯酸树脂10 20份、 丙烯酸酯单体812份、 附着力促进剂24份、 光引发剂46份、 稀释剂3050份和 流平剂0.050.2份。 0015 更优选地， 包括以重量份计的下列组分： 高官能丙烯酸树脂30份、 丙烯酸树脂15 份、 丙烯酸酯单体10份、 附着力促进剂3份、 光引发剂5份、 稀释剂36.9份和流平剂0.1份。 0016 根据本发明的一些实施方式， 所述高官能丙烯酸树脂为69官能丙烯酸树脂。 0017 进一步地， 所述高官能丙烯酸树脂为有机-无机杂化的脂肪族聚氨酯丙烯酸。 0018 根据本发明的一些实施方式。

13、， 所述纯丙烯酸树脂为苯乙烯改性的丙烯酸树脂。 0019 根据本发明的一些实施方式， 所述丙烯酸单体为三官能丙烯酸酯单体； 优选地， 所 述丙烯酸酯单体为乙/丙氧基化的三官能丙烯酸酯单体。 本发明中， 1,6-己二醇二丙烯酸酯 (HDDA)、 二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、 季戊四醇三 丙烯酸酯(PETA)等第一代丙烯酸酯单体对基材和金属镀膜层的腐蚀性强， 存在侵蚀镀层造 成镀层发彩发白的现象， 得不到所需要的金属效果； 为平衡漆膜耐磨性能、 附着力和外观效 果， 因而选取侵蚀性较弱、 耐磨性一般的乙氧基或者丙氧基改性的三官能单体组合 0020 。

14、根据本发明的一些实施方式， 所述附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体； 和/或 0021 所述光引发剂包括 -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； 和/或 0022 所述稀释剂包括醇和醇醚类溶剂中的至少一种； 和/或 0023 所述流平剂为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷。 0024 本发明中， 稀释剂为醇和醇醚类溶剂， 可以较好的稀释树脂、 降低粘度， 同时相比 于其他脂类、 酮类溶剂， 其对镀层和基材的腐蚀性小， 对漆膜的外观影响较小。 0025 根据本发明的第二方面实施例的制备方法， 包括以下步骤： 0026 S1、 在丙烯酸单体投中加入光引发剂、 流。

15、平剂和附着力促进剂得到混合溶液； 0027 S2、 在所述步骤S1的混合溶液中加入高官能丙烯酸树脂和纯丙烯酸树脂， 在30 50下搅拌2030分钟， 搅拌速度为8001000转/分钟； 0028 S3、 降低搅拌速度至400600转/分钟， 加入稀释剂， 600800转/分钟下搅拌10 20分钟。 0029 根据本发明的第三方面实施例的应用， 所述紫外光固化涂料应用于基材的真空镀 说明书 2/7 页 4 CN 111944415 A 4 膜涂装工艺中。 0030 根据本发明的一些实施方式， 所述基材为带有纹理的基材； 所述纹理包括图案、 拉 丝纹和螺纹中的至少一种。 本发明能够用于带有图案、 。

16、拉丝纹、 螺纹等纹理的基材的真空镀 膜涂装工艺， 对该类具有纹理的基材具有很好的显纹性， 其外观具有金属光泽强和纹理清 晰等特征。 0031 根据本发明的一些实施方式， 所述涂装的工艺包括以下步骤： 0032 S01、 真空镀膜； 0033 S02、 在真空镀膜上喷涂所述紫外光固化涂料； 0034 S03、 UV固化。 0035 本发明制备的紫外光固化涂料在真空镀膜涂装工艺中无需使用底漆， 即直接使用 基材镀膜UV涂料UV固化的方式施工， 具有施工工艺简单， 显纹效果好等优点。 0036 进一步地， 所述步骤S02中， 涂装膜厚为1520微米。 0037 进一步地， 所述步骤S03中， UV固。

17、化的具体步骤包括： 60红外灯照射下流平610 分钟， 10001200mJ/cm2能量固化。 0038 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 具体实施方式 0039 为详细说明本发明的技术内容、 所实现目的及效果， 以下结合实施方式予以说明。 0040 以下实施例中， 高官能丙烯酸树脂可以为长兴的601Q-35， 601X-35； 0041 纯丙烯酸树脂为长兴的DR-A830， 沙多玛CN704； 0042 丙烯酸单体为长兴的EM2386、 EM2387； 0043 附着力促进剂为CD-9051； 0044 稀释剂为醇。

18、和醇醚类溶剂， 醇和醇醚类溶剂可选自异丙醇(isopropanol， IPA)、 丙 二醇甲醚(propryleneglycolmonomethylether， PM)、 (BCS)； 0045 光引发剂为Irgacure 184、 TPO； 0046 流平剂BYK 371。 0047 实施例1 0048 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表1中。 0049 表1实施例1中涂料各成分的重量份数 0050 0051 说明书 3/7 页 5 CN 111944415 A 5 0052 紫外光固化涂料的制备方法如下： 0053 (1)将丙烯酸单体投入容器、 边搅拌边加入光引发剂、 流。

19、平剂和附着力促进剂； 0054 (2)将所述步骤(1)中混合溶液一边搅拌一边加入高官能丙烯酸树脂和纯丙烯酸 树脂(在45下预热3小时)， 在40下搅拌25分钟， 搅拌速度为1000转/分钟； 0055 (3)降低速度至500转/分钟， 将稀释剂加入， 800转/分钟下搅拌20分钟， 用400目滤 布过滤得到成品。 0056 实施例2 0057 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表2中。 0058 表2实施例2中涂料各成分的重量份数 0059 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂25 纯丙烯酸树脂20 丙烯酸酯单体12 附着力促进剂1 光引发剂5 流平剂0.1 稀释剂36.9。

20、 0060 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0061 实施例3 0062 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表3中。 0063 表3实施例3中涂料各成分的重量份数 0064 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂30 纯丙烯酸树脂15 丙烯酸酯单体12 附着力促进剂1 光引发剂5 流平剂0.1 稀释剂36.9 0065 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0066 实施例4 0067 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表4中。 0068 表4实施例4中涂料各成分的重量份数 0069 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂3。

21、5 纯丙烯酸树脂10 丙烯酸酯单体12 附着力促进剂1 说明书 4/7 页 6 CN 111944415 A 6 光引发剂5 流平剂0.1 稀释剂36.9 0070 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0071 实施例5 0072 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表5中。 0073 表5实施例5中涂料各成分的重量份数 0074 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂40 纯丙烯酸树脂5 丙烯酸酯单体12 附着力促进剂1 光引发剂5 流平剂0.1 稀释剂36.9 0075 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0076 实施例6 0077 一种紫。

22、外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表6中。 0078 表6实施例6中涂料各成分的重量份数 0079 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂30 纯丙烯酸树脂15 丙烯酸酯单体10 附着力促进剂3 光引发剂5 流平剂0.1 稀释剂36.9 0080 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0081 实施例7 0082 一种紫外光固化涂料， 其原料组成各成分重量份数列于表7中。 0083 表7实施例7中涂料各成分的重量份数 0084 紫外光固化涂料重量份数 高官能丙烯酸树脂30 纯丙烯酸树脂15 丙烯酸酯单体8 附着力促进剂5 光引发剂5 流平剂0.1 说明书 5/7 页 。

23、7 CN 111944415 A 7 稀释剂36.9 0085 本实施例中紫外光固化涂料的制备方法与实施例1相同。 0086 测试例 0087 实施例1至7制备得到的紫外光固化涂料在具有螺纹纹理的塑料样品涂装固化方 法如下： 0088 (a)将样品用酒精擦拭干净并除尘； 0089 (b)真空镀膜； 0090 (c)在真空镀膜上喷涂紫外光固化涂料， 涂装膜厚15微米； 0091 (d)60红外灯照射下流平8分钟， 1200mJ/cm2能量固化。 0092 实施例17制备的涂料性能测试结果列于表8中。 0093 对比例1为按中国发明专利CN101250339B实施例6中提到的底、 面漆配比及方法制。

24、 备漆膜， 并按照本发明的测试条件， 进行测试得到结果列于表8中。 0094 对比例2为按中国发明专利CN101250339B实施例6中提到的面漆配比及按照本发 明的工艺制备漆膜， 并按照本发明的测试条件， 进行测试得到结果列于表8中。 0095 表8实施例17制备漆面性能测试结果 0096 0097 0098 由表8可见， 由实施例17制备得到的涂料喷涂后， 表面的漆膜性能相对于对比例 1， 在外观上具有显纹性好、 纹理清晰的特征。 同时， 均具有较好的硬度、 附着力、 水煮性能、 RCA耐磨性能和震动耐磨性等优点。 其中， 实施例6中制备得到的漆膜外观金属感好、 无发白 发雾现象， 水煮性。

25、能好、 RCA耐磨性能和震动耐磨性能(经震动耐磨测试2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)最为优异， 与对比例中所得结果相 比， 本发明制备得到的漆膜各项性能更优。 同时， 本发明相对于对比例1需要先涂底漆再涂 说明书 6/7 页 8 CN 111944415 A 8 面漆的涂装工艺， 本发明仅需在真空镀膜后进行涂装， 其施工工艺更为简单、 成本更低， 更 适用于工业生产。 0099 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发 明说明书内容所作的等同变换， 或直接或间接运用在相关的技术领域， 均同理包括在本发 明的专利保护范围内。 说明书 7/7 页 9 CN 111944415 A 9 。