本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

物理氣相沉積(physicalvapordeposition,pvd)技術(shù)，是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。利用pvd技術(shù)獲得的真空鍍膜材料既具有金屬質(zhì)感又具有塑料輕質(zhì)的特性，近年來在3c產(chǎn)品(手機(jī)、電腦、電視)、汽車車燈反射罩與裝飾件、化妝品包裝等日用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在pvd工藝得以應(yīng)用的前提中，面漆是十分關(guān)鍵的一步。一方面，面漆對pvd鍍膜起保護(hù)作用；另一方面，面漆需要提供優(yōu)良的耐磨性、耐候性及耐黃變性。以前采用的pvd面漆多是采用溶劑型涂料，不僅污染環(huán)境，而且這種pvd面漆的耐候性不足，且提升空間有限，無法滿足廣泛的使用要求。也有通過水鍍鉻等工藝，而拋棄性能優(yōu)越的pvd技術(shù)，從而換取能夠保證耐候性等性能使用要求的面漆涂料，但是這種工藝的污染程度更甚，以環(huán)境作為犧牲，得不償失。總之，pvd技術(shù)與uv固化工藝兩種環(huán)保手段相結(jié)合，開發(fā)出能夠保證有效的耐候性使用要求的面漆涂料意義重大。

uv光固化涂料不含溶劑，環(huán)保無毒，在常溫下就可以固化，減少能耗的情況下還能提高固化效率，將其用于真空鍍膜材料具有明顯優(yōu)勢。遺憾的是，目前使用的uv光固化pvd面漆在耐候性等方面顯得有些差強(qiáng)人意。隨著應(yīng)用的深入與產(chǎn)品要求的不斷提高，uv光固化pvd面漆在與各種基材的附著力、與不同鍍層的附著力等方面還存在問題，不能滿足一些對耐候性、耐黃變性等要求高的場合，比如手機(jī)外殼、汽車車燈反射罩、以及海洋工程等特定領(lǐng)域。因此，耐候性問題是真空鍍膜uv固化涂料必須解決的一個(gè)基本問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決以水鍍鉻為代表的鍍層工藝和以傳統(tǒng)溶劑型pvd面漆為主的pvd面漆制備工藝產(chǎn)生的嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，以及目前的uv光固化pvd面漆的附著力、耐候性等綜合性能不足的問題，提供一種環(huán)保型光固化耐候性pvd面漆，它能夠應(yīng)用在高耐候性要求的領(lǐng)域，可滿足光固化pvd面漆在手機(jī)、汽車車燈反射罩、海洋工程等耐候性要求苛刻的高端領(lǐng)域的需求。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述環(huán)保型光固化耐候性pvd面漆的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到：

一種光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆，其包含如下重量份的組份：

在一種優(yōu)選方案中，本光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆包含如下重量份的組份：

優(yōu)選的，本發(fā)明中的有機(jī)硅樹脂為聚氨酯改性的有機(jī)硅樹脂、丙烯酸酯改性的有機(jī)硅樹脂中的任意一種。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的聚氨酯丙烯酸酯為二、三、六或九官能度脂肪族中的幾種，優(yōu)先選用或較多選用對金屬鍍層附著力好、固化速度快、硬度高的高能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，如六、九官能度的氨酯丙烯酸酯，分子量為1000-5000g·mol^-1。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的丙烯酸酯單體為異癸基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸羥乙酯、己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、雙-季戊四醇五/六丙烯酸酯中的一種或幾種。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的無機(jī)-有機(jī)雜化粒子中的無機(jī)粒子為納米氧化鋁，納米二氧化硅、納米氧化銅等中的一種或幾種的組合物，所述無機(jī)-有機(jī)雜化粒子中的有機(jī)粒子為含羥基的有機(jī)化合物，無機(jī)粒子和有機(jī)粒子通過硅烷偶聯(lián)劑等有機(jī)硅樹脂改性作用而雜化結(jié)合。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮(184)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(tpo)、苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲?；?氧化膦(819)、苯甲酰甲酸甲酯(mbf)中的一種或幾種。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的光穩(wěn)定劑為核-殼(也稱芯-壁，微膠囊等)結(jié)構(gòu)的緩釋型光穩(wěn)定劑，其中核結(jié)構(gòu)(芯材)為含氨基受阻胺類光穩(wěn)定劑、含醚基受阻胺類光穩(wěn)定劑、三唑類紫外光吸收劑、苯酮類紫外光吸收劑、三嗪類紫外光吸收劑中的一種或幾種，殼結(jié)構(gòu)(壁材)為空心或多孔結(jié)構(gòu)的密胺(三聚氰胺甲醛)樹脂微球、空心或多孔結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂微球、空心或多孔結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂微球等有機(jī)物中的一種或幾種。所述光穩(wěn)定劑通過多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)物包裹起光穩(wěn)定作用的試劑，利用樹脂微孔結(jié)構(gòu)獨(dú)特的形貌特征，以及與基體良好相容性能，使光穩(wěn)定劑的有效成分達(dá)到緩慢釋放的效果。一方面，可以在光引發(fā)階段減少對uv光的吸收，避免影響光引發(fā)劑的效率，提高固化速度。另一方面，在光固化完成以后，通過緩慢釋放，可以大幅度地延長光穩(wěn)定劑的使用壽命，大幅度提高pvd面漆的耐候性，保證其在高端場合的使用周期。

優(yōu)選的，本發(fā)明中的助劑為流平劑和附著力促進(jìn)劑。所述流平劑為聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、烷基改性有機(jī)硅氧烷、丙烯酸酯類流平劑、氟類流平劑中的一種或幾種。所述附著力促進(jìn)劑為含羧基丙烯酸酯、丙烯酸酯化磷酸酯、硅氧烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

本發(fā)明的光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆的一種制備方法，其包括如下步驟：

(1)先將有機(jī)硅樹脂、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯單體按照比例混合，再加熱攪拌，形成均勻體系，最后加入無機(jī)-有機(jī)雜化粒子，進(jìn)一步混合均勻。

(2)將光穩(wěn)定劑和助劑混合均勻。

(3)將步驟(2)所得的混合物加入到步驟(1)混合均勻的體系中，再加入引發(fā)劑，混合均勻，即得一種光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆。

本發(fā)明所制備的pvd面漆可以取代傳統(tǒng)的高污染的水鍍鉻工藝，固化速度快，并且對金屬鍍層的附著力好，具有優(yōu)異的耐候和耐磨性，可以用于手機(jī)外殼、汽車金屬外飾，海洋裝備等耐候性要求高的場合。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明同時(shí)加入有機(jī)硅樹脂和聚氨酯丙烯酸酯兩種耐候性好的樹脂，通過二者協(xié)同作用，保證pvd面漆具有基本的耐候性，并同時(shí)提高其耐水性等其他綜合性能。

(2)本發(fā)明的配方中加入無機(jī)-有機(jī)雜化粒子，有機(jī)粒子含有的羥基通過化學(xué)鍵作用與基體樹脂結(jié)合，并進(jìn)一步與樹脂相協(xié)同，提高面漆與pvd鍍膜的附著力，增強(qiáng)pvd面漆的耐磨性，同時(shí)對耐候性也有很大貢獻(xiàn)。

(3)本發(fā)明的配方中加入核-殼(也稱芯-壁，微膠囊等)結(jié)構(gòu)的緩釋型光穩(wěn)定劑，其一，可以避免影響光引發(fā)劑的效率，提高固化速度。其二，通過微膠囊結(jié)構(gòu)的緩釋作用，可以大幅度地延長光穩(wěn)定劑的使用壽命，大幅度提高pvd面漆的耐候性，保證其在高端場合的使用周期。

(4)本發(fā)明解決了水鍍鉻工藝和以傳統(tǒng)溶劑型pvd面漆制備工藝產(chǎn)生的嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，同時(shí)解決了目前uv光固化pvd面漆的附著力、耐候性等綜合性能不足的問題，滿足光固化pvd面漆在手機(jī)、汽車車燈反射罩、海洋裝備等耐候性要求嚴(yán)格的高端領(lǐng)域的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

為了更好地說明本發(fā)明，附實(shí)施例如下。需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)施例并不意味著本發(fā)明的范圍限制在實(shí)施例敘述的條件內(nèi)，實(shí)施例的目的是為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容及其可行性。

以下各實(shí)施例所得光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆的制備方法包括以下3個(gè)步驟：

(1)先將有機(jī)硅樹脂、聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯單體按照一定的比例混合，再在適當(dāng)溫度下加熱攪拌，形成均勻體系，最后加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的無機(jī)-有機(jī)雜化粒子，進(jìn)一步混合均勻。

(2)將光穩(wěn)定劑和助劑按照一定的比例混合均勻。

(3)將步驟(2)所得的混合物加入到步驟(1)混合均勻的體系中，再加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的引發(fā)劑，混合均勻，即得一種光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆。

實(shí)施例

實(shí)施例1-4和對比例1-4的各組分及其重量份用量詳見表1。

表1

無機(jī)有機(jī)雜化粒子可以通過溶膠-凝膠法、在位分散聚合法、插層法、共混法等方法得到。

以上各實(shí)施例和對比例的詳細(xì)測試結(jié)果如下表所示。

通過目測觀察光固化pvd面漆的外觀；

根據(jù)gb/t1725-1979測定樹脂的固含量；

通過uv固化機(jī)(上海易帕機(jī)電有限公司)測定面漆的固化能量；

根據(jù)gb/t9286-1998，通過百格實(shí)驗(yàn)測定面漆與pvd鍍膜之間的附著力；

根據(jù)gb/t6739-1996，沿45°方向以1cm/s勻速向前推進(jìn)2cm，測定面漆的鉛筆硬度；

利用rca紙帶耐磨機(jī)在荷重175g,500次試驗(yàn)條件下測定面漆的rca耐磨性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以不露底為測試通過；

根據(jù)gb/t1733-1993，在40℃條件下浸泡10天，測試面漆的耐水性；

根據(jù)gb/t1735-2009，在81℃條件下保持15hrs,測試pvd面漆的耐熱性；

根據(jù)gb/t1771-2007測試pvd面漆的耐鹽霧性，測試240hrs及以上，pvd面漆外觀無開裂、龜裂、分層等不良現(xiàn)象。

根據(jù)gmw14797測試pvd面漆的耐候性，測試1000hrs及以上，pvd面漆外觀無開裂、龜裂、分層等不良現(xiàn)象，δe＜3.0。

對比以上實(shí)施例和對比例可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明一種光固化環(huán)保型耐候性pvd面漆及其應(yīng)用，所制備的光固化pvd面漆具有優(yōu)異的耐候性，可以滿足在手機(jī)、汽車車燈反射罩、海洋裝備等耐候性要求嚴(yán)格的高端領(lǐng)域的應(yīng)用。