本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種uv固化涂料及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及一種用于單液型色漆表面的抗污型uv固化涂料及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，單液型色漆在手機(jī)制造業(yè)中成為了一種普遍的效果。通常手機(jī)外殼加工工藝：原材料→注塑成型→清潔→噴涂→包裝。噴涂的主要目的是在素材表面制成精美的外觀效果，同時(shí)可以起到一定的保護(hù)作用，增強(qiáng)手機(jī)的美觀實(shí)用性。但是并不是所有的涂料都能起到很好的保護(hù)作用，比如手機(jī)外殼在生產(chǎn)過程中表面容易被油污，指紋弄臟，難以擦拭干凈。
對(duì)這種進(jìn)行保護(hù)的涂料基本要求是：涂料除了保持現(xiàn)有市場流通產(chǎn)品的基本特性以外還要具有特殊的抗污染特性，比如油性筆筆跡，指紋在涂膜表面無殘留等都能起到較好的保護(hù)作用；另外涂料還有一定滑爽性，手感細(xì)膩；工藝可操作性強(qiáng)。
同時(shí)，隨著全球環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，涂料工業(yè)也開始沿著可持續(xù)性方向發(fā)展。uv涂料因具有環(huán)保、方便和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代社會(huì)得到了廣泛使用，尤其是在3c產(chǎn)品方面更是一統(tǒng)天下，有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)，具體而言，uv涂料同傳統(tǒng)揮發(fā)干燥型涂料相比具有如下好處：快速固化、生產(chǎn)效率高；優(yōu)異的固化膜性能(耐磨性、耐化學(xué)藥品等)；低溫固化，適于熱敏性基材(如塑料)；溶劑含量低或不含溶劑，對(duì)環(huán)境危害??；節(jié)省場地，能量消耗低。
但是，現(xiàn)有的uv涂料由于其不耐臟污(如油性筆筆跡擦拭不掉，指紋明顯等)而影響產(chǎn)品的外觀效果。因此現(xiàn)有技術(shù)有待完善與發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗污型uv固化涂料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的抗污型uv固化涂料是一種uv紫外光固化的、抗污效果好的塑膠涂料，旨在解決現(xiàn)有uv紫外光固化涂料由于不耐臟污而影響產(chǎn)品外觀效果的問題。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供了一種抗污型uv固化涂料，其按重量百分比計(jì)，包括以下組分：
高官能聚氨酯丙烯酸酯25～35％；三官能聚氨酯丙烯酸樹脂15～25％；聚乙烯蠟漿15～20％；氣相二氧化硅5～15％；氟改性的丙烯酸酯化合物5～10％；光敏劑2～4％；溶劑10～25％。
本發(fā)明中通過添加氟改性的丙烯酸酯化合物，并將其含量控制在5～10％范圍內(nèi)，從而使該uv固化涂料經(jīng)uv紫外光固化后，能在單液型色漆表面形成一層堅(jiān)韌的涂料層，對(duì)單液型色漆附著力好，可達(dá)到5b；表面硬度高，抗污性能好，能有效保證產(chǎn)品使用過程中不被污染，而且，對(duì)單液型色漆本身不會(huì)造成任何影響。
本發(fā)明中，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯所占的重量百分比為25～35％，例如25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％；所述三官能聚氨酯丙烯酸樹脂所占的重量百分比為15～25％，例如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％；所述聚乙烯蠟漿所占的重量百分比為15～20％，例如15％、16％、17％、18％、19％或20％；所述氣相二氧化硅所占的重量百分比為5～15％，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％；所述氟改性的丙烯酸酯化合物所占的重量百分比為5～10％，例如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％；所述光敏劑所占的重量百分比為2～4％，例如2％、2.2％、2.5％、2.6％、2.8％、3％、3.1％、3.3％、3.5％、3.8％或4％；所述溶劑所占的重量百分比為10～25％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。
本發(fā)明中所述氟改性的丙烯酸酯化合物，其需要滿足如下條件：色數(shù)≤5max(gardner)，粘度為＜1.5mm2/s·23℃，密度為0.89±0.01g/ml·25℃，活性物含量為40％。
本發(fā)明中所述高官能聚氨酯丙烯酸酯為本領(lǐng)域公知結(jié)構(gòu)的高官能聚氨酯丙烯酸酯；其中，優(yōu)選所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的tg點(diǎn)為69，分子量為1000，粘度為2000mpa.s/60℃，伸長率為2％。
優(yōu)選地，所述三官能聚氨酯丙烯酸樹脂的粘度為4500mpa.s/60℃，伸長率為37％。
優(yōu)選地，所述聚乙烯蠟漿的粒徑為3～5μm，例如3μm、3.5μm、4μm或5μm。
優(yōu)選地，所述氣相二氧化硅的粒徑為3～4μm，例如3μm、3.5μm或4μm；ph值為3.3，孔隙率為2ml/g。
本發(fā)明通過采用上述優(yōu)選的高官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚乙烯蠟漿和氣相二氧化硅，其能夠與氟改性的丙烯酸酯化合物協(xié)同作用，使得配制得到的uv固化涂料具有更好的抗污性，采用marck油性筆進(jìn)行抗污試驗(yàn)時(shí)，擦拭后完全不留筆跡，抗污效果好，并且附著力強(qiáng)。
優(yōu)選地，所述抗污型uv固化涂料，按重量百分比計(jì)，由以下組分組成：高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸樹脂20％；聚乙烯蠟漿20％；氣相二氧化硅6％；氟改性的丙烯酸酯化合物5％；光敏劑4％；溶劑15％。
根據(jù)本發(fā)明，所述抗污型uv固化涂料還可以進(jìn)一步包括流平劑、消泡劑和分散劑，可以單獨(dú)加入其中一種或以至少兩者混合的形式加入。
優(yōu)選地，在所述抗污型uv固化涂料中，流平劑所占的重量百分比為0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。
優(yōu)選地，在所述抗污型uv固化涂料中，消泡劑所占的重量百分比為0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。
優(yōu)選地，在所述抗污型uv固化涂料中，分散劑所占的重量百分比為0.3～0.5％，例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。
優(yōu)選地，所述消泡劑為有機(jī)硅化合物。
優(yōu)選地，所述流平劑為有機(jī)硅化合物。
優(yōu)選地，所述分散劑為聚氨酯。
第二方面，本發(fā)明還提供了一種如第一方面所述抗污型uv固化涂料的制備方法，其具體包括：將各組分按所述重量百分比加入容器中，在攪拌條件下混合均勻，即得到所述抗污型uv固化涂料。
第三方面，本發(fā)明還提供了如第一方面所述抗污型uv固化涂料的應(yīng)用，該應(yīng)用是將所述uv固化涂料用于單液型色漆表面罩光的抗污效果。
將所述抗污型uv固化涂料用于單液型色漆表面罩光的抗污效果的具體施工流程如下：
(1)底材清潔：對(duì)素材表面進(jìn)行清洗，烘干；
(2)涂料稀釋：將所述抗污型uv固化涂料與醋酸丁酯、醋酸乙酯按照10:6:4的重量比混合稀釋；
(3)噴涂：在單液型色漆表面噴涂所述抗污型uv固化涂料的稀釋液；
(4)干燥：常溫流平2～5min；ir烘烤60～65℃×5～8min；uv固化能量：1000～1200mj/cm2(eituvpowerpuckii)。
抗污性測試：用marck油性筆在所述uv固化涂料成膜后的表面劃一條約3cm的直線，于室溫下放置5min，將無塵布醮滿水，用不小于3kg力對(duì)線條擦拭200次，目視檢查表面狀況。經(jīng)測試，本發(fā)明制備的抗污型uv固化涂料成膜后表面無明顯污漬殘留，與限度板一致。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
本發(fā)明所提供的抗污型uv固化涂料，噴涂于單液型色漆上，通過uv光固化機(jī)固化后，能在單液型色漆表面形成一層堅(jiān)韌的漆膜，對(duì)單液型色漆附著力好，表面硬度高、滑爽，耐污性能好，能有效保證單液型色漆表面抗污性；而且，對(duì)單液型色漆本身不會(huì)造成任何影響，因此，該抗污型uv固化涂料能有效應(yīng)用于單液型色漆表面涂膜，并具有低氣味、無甲苯、無鹵素、無重金屬等優(yōu)點(diǎn)，符合rohs標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境危害小。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種抗污型uv固化涂料及其制備方法和應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明所提供的抗污型uv固化涂料，是一種用于單液型色漆表面罩光的保護(hù)性涂料，能用于單液型色漆產(chǎn)品使用過程中，起保護(hù)單液型色漆的作用，所述抗污型uv固化涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、對(duì)單液型色漆附著力好，表面硬度高，滑爽性好，抗污性好；
2、低氣味、無甲苯、無鹵素、無重金屬，符合rohs標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例1
一種抗污型uv固化涂料，其按重量百分比計(jì)，由以下組分組成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸樹脂20％；聚乙烯蠟漿20％；氣相二氧化硅6％；氟改性的丙烯酸酯化合物5％；消泡劑0.5％；流平劑0.5％；分散劑0.5％；光敏劑4％；溶劑13.5％。
所述高官能聚氨酯丙烯酸酯的tg點(diǎn)為69，分子量為1000，粘度為2000mpa.s/60℃，伸長率為2％；所述三官能聚氨酯丙烯酸樹脂粘度為4500mpa.s/60℃，伸長率為37％；所述氣相二氧化硅的粒徑為3.5μm，ph值為3.3，孔隙率為2ml/g；所述聚乙烯蠟漿的粒徑為4μm；所述消泡劑為有機(jī)硅；所述流平劑為有機(jī)硅；所述分散劑為聚氨酯；所述光敏劑為1-羥基-環(huán)己基苯甲酮。
將上述各組分按重量百分比加入容器中，在攪拌條件下混合均勻，即得到所述抗污型uv固化涂料，其物性指標(biāo)如表2所示。
實(shí)施例2～4：
制作工藝與實(shí)施例1相同，配方組成如表1所示，物性指標(biāo)如表2所示。
對(duì)比例1～5：
制作工藝與實(shí)施例1相同，配方組成如表1所示，物性指標(biāo)如表2所示。
表1
表1中，所述氟改性的丙烯酸酯化合物選自日本dic的rs-75；所述有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯選自byk3700；所述多丙烯酸酯官能團(tuán)改性聚二甲基硅氧烷選自byk3505。
將表1中實(shí)施例1～4和對(duì)比例1～5的各組分按所述比例加入容器中，在攪拌條件下混合均勻后按如下工藝和參數(shù)施工。
工藝順序：
底材清潔→涂料稀釋→噴涂→ir烘烤→uv固化工藝參數(shù)：
稀釋比例：涂料：醋酸丁酯：醋酸乙酯＝100:60:40；
膜厚：18～24μm(mitutoyo)；
累計(jì)uv能量：1000～1200mj/cm2(eituvpowerpuckii)；
光譜范圍：180～420nm；
uv燈管功率：80～120w/cm；
ir溫度：60～65℃，時(shí)間5～8min。
實(shí)施例1～4和對(duì)比例1～5所得涂料層涂覆在金屬表面，測定其附著力、硬度、抗污效果和粘度，結(jié)果如表2所示。
抗污效果測試：用marck油性筆在所述uv固化涂料成膜后的表面劃一條約3cm的直線，于室溫下放置5min，將無塵布醮滿水，用不小于3kg力對(duì)線條擦拭200次，目視檢查表面狀況。要求表面無明顯污漬殘留或者與限度板一致。
表2
通過表2可以看出，實(shí)施例1～4制備得到的抗污型uv固化涂料經(jīng)測試，其附著力均可達(dá)到5b，而對(duì)比例1～3僅能達(dá)到3b或4b的附著力程度，由此可以說明，本發(fā)明通過采用將氟改性的丙烯酸酯化合物含量控制在5～10％內(nèi)，其相比其它添加量時(shí)能夠獲得更好的附著力。
另外，實(shí)施例1～4制備得的抗污型uv固化涂料，其抗污效果表現(xiàn)優(yōu)異，5分鐘后擦拭無筆跡殘留；而對(duì)比例1得到的涂料在1分鐘后擦拭筆跡明顯，無法擦拭；對(duì)比例2得到的涂料在1分鐘后擦拭筆跡明顯，筆跡殘留清晰；對(duì)比例3得到的涂料在5分鐘后用力可擦，但有筆跡殘留；對(duì)比例4得到的涂料在5分鐘后用力可擦，但有明顯筆跡殘留；對(duì)比例5得到的涂料在1分鐘后擦拭筆跡明顯，無法擦拭，說明其完全不具備抗污能力，由此可以說明，本發(fā)明通過選擇氟改性的丙烯酸酯化合物，其相比添加其它類的可uv交聯(lián)的助劑，例如有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯和多丙烯酸酯官能團(tuán)改性聚二甲基硅氧烷，能夠獲得更好的抗污效果。
通過上述結(jié)果的比較可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1～4制備得到的抗污型uv固化涂料具有更優(yōu)異的抗污效果和更好的附著力；同時(shí)也說明了，當(dāng)制備抗污型uv固化涂料時(shí)，氟改性的丙烯酸酯化合物在提高抗污效果和附著力方面發(fā)揮了重要作用，在其不添加或添加量過少時(shí)，都會(huì)影響到涂料的抗污能力和附著力，而當(dāng)將其含量控制在含量為5～10％時(shí)，其能取得最優(yōu)的抗污效果和附著力。
綜上所述，本發(fā)明通過將所述抗污型uv固化涂料噴涂于單液型色漆上，通過uv紫外光固化機(jī)固化后，能在單液型色漆表面形成一層堅(jiān)韌的漆膜，對(duì)單液型色漆附著力好、表面硬度高、耐污性能好，能有效保證產(chǎn)品在使用過程中不易被污染，而且，對(duì)單液型色漆本身不會(huì)造成任何影響，因此，該抗污型uv固化涂料能有效應(yīng)用于單液型色漆表面，除此以外，該抗污型uv固化涂料還具有低氣味、無甲苯、無鹵素、無重金屬，符合rohs標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境危害小。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。