真空镀膜用紫外光固化底漆及真空镀膜用紫外光固化漆

摘要

本发明提供了一种真空镀膜用紫外光固化底漆及真空镀膜用紫外光固化漆，底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的有机硅丙烯酸酯树脂、10～15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份的稀释剂。本发明提供的真空镀膜用紫外光固化底漆通过加入季戊四醇四巯基乙酸酯使得紫外光固化底漆在素材表面仅形成厚度为0.5～3微米的底漆层时，也能避免紫外光固化时的底漆的氧阻聚负效应，从而保证底漆涂层表面充分固化，为后续真空镀膜提供良好工作平面。

说明书

技术领域

本发明涉及化学涂料技术领域，具体而言，涉及一种真空镀膜用紫外光固化底漆及真空 镀膜用紫外光固化漆。

背景技术

真空镀膜技术是利用物理、化学手段将固体表面涂覆一层特殊性能的镀膜，从而使固体 表面耐磨损、耐高温、耐腐性、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰等性能得到加强 和提高。真空镀膜一般的做法是在素材上先喷一层底漆，再做电镀，然后再上面漆。如果直 接在素材表面进行真空镀膜，由于素材表面不够平整，会造成电镀后工件表面不光滑，光泽 低，金属感差，并且会出现气泡、水泡等不良状况。喷上一层底漆以后，为真空镀膜提供了 一个光滑平整的表面，杜绝了素材本身存在的气泡水泡对电镀效果的影响。

随着消费者对紫外光固化漆运用于真空镀膜的外观要求日益提高，常需要在素材表面设 置各类纹路，如拉丝纹、火花纹、拉丝腐蚀纹等，以满足消费者的需要。而要想将素材上的 纹路清晰的显示在工件表面，就需要所涂覆底漆厚度较小。以防喷涂膜层过厚，遮盖素材纹 路。而当所用底漆涂装厚度较薄时，底漆在素材表面存在抗油性下降、氧阻聚负效应加重的 问题。使得所得底漆无法满足真空镀膜的需要，从而影响了所得工件表面涂膜的性能。使得 工件表面漆膜硬度、成膜性能均下降。

发明内容

本发明旨在提供一种真空镀膜用紫外光固化底漆及真空镀膜用紫外光固化漆，以解决现 有技术在带有纹路的素材表面涂装的底漆成膜效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种真空镀膜用紫外光固化底漆， 底漆包括10～20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的有机硅丙烯酸酯 树脂、10～15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份 的光引发剂、25～60重量份的稀释剂。

进一步地，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的有机 硅丙烯酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进树脂、4重量份 的光引发剂、34～44重量份的稀释剂。

进一步地，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的有机硅丙 烯酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光 引发剂、34重量份的稀释剂。

进一步地，光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦； 附着力促进树脂为丙烯酸树脂。

根据本发明的另一个方面，提供了一种真空镀膜用紫外光固化漆，真空镀膜用紫外光固 化漆包括底漆和面漆，底漆为如权利要求1～3中任一项的底漆；

面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的二官能脂肪 族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、1～ 5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重量份的助剂。

进一步地，面漆包括30～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的二 官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力 促进剂、2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的稀释剂。

进一步地，面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量份的二官能脂 肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力促进剂、2重量 份的光引发剂、44.2重量份的稀释剂。

进一步地，附着力促进剂为磷酸改性丙烯酸单体。

进一步地，光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮和/或2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。

本发明的技术效果在于：

本发明提供的真空镀膜用紫外光固化底漆通过加入季戊四醇四巯基乙酸酯使得紫外光固 化底漆在素材表面仅形成厚度为0.5～3微米的底漆层时，也能避免紫外光固化时的底漆的氧阻 聚负效应，从而保证底漆涂层表面充分固化，为后续真空镀膜提供良好工作平面。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面 将参照实施例，对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将结合实施例来详细说明本发明。

本发明中通过在真空镀膜底漆中加入季戊四醇四巯基乙酸酯从而降低了底漆的涂装厚度 至0.5～3微米，使得涂装后的真空镀膜能更加清晰的显现素材表面的纹路，同时所得漆膜的性 能不但没有下降，反而得到了提高。本发明提供的底漆可以用于各类常用塑料素材，如PVC、 PC、ABS等。

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。

本发明的一方面提供了一种真空镀膜用紫外光固化底漆，该底漆包括10～20重量份的二 官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的有机硅丙烯酸酯树脂、10～15重量份的季戊 四醇四巯基乙酸酯、1～2重量份的附着力促进树脂、2～5重量份的光引发剂、25～60重量份 的稀释剂。显然该底漆中还可以包括其他如催干剂、乳化剂、增稠剂、颜料分散剂等各类助 剂。各类助剂的加入量按常规方法得到。

按该底漆中的加入量加入机硅丙烯酸酯树脂后，机硅丙烯酸酯树脂分子结构中硅氧烷单 元具有的较低表面张力，能保证底漆涂装厚度为0.5～3微米时，底漆能在具有各类深浅不一纹 路的素材表面的充分润湿流平，使得底漆在该素材表面可均匀成膜，提高底漆的成膜性能。 按此比例加入的有机硅丙烯酸酯树脂能最大程度的发挥其润湿性和抗油性。按上述量加入的 有机硅丙烯酸酯树脂还能提高所得底漆膜的抗油性，以避免底漆涂装较薄时，受到素材表面 油污影响过大，造成涂装后底漆膜表面产生油点和凹坑的不良外观。按上述量加入有机硅丙 烯酸酯树脂后，无需在底漆内加入流平助剂，从而降低成本，简化生产工艺，提高了所得底 漆膜的表面性能。

按上述量加入的季戊四醇四巯基乙酸酯可减小紫外光固化底漆时由于底漆涂装厚度过薄 导致的氧阻聚负效应过大，进而导致的底漆膜固化不完全，影响真空镀膜性能的问题。加入 季戊四醇四巯基乙酸酯后能使得底漆涂装0.5微米时仍然能实现表面充分固化。季戊四醇四巯 基乙酸酯在紫外光下可显著提高涂层的表面固化程度，使得底漆固化完全。

由于所用底漆涂装厚度可进一步降低至0.5微米，因而设置于素材表面的纹路，在涂装底 漆、真空镀膜、面漆后仍能清晰的显现出来，无需加深纹路的深度和宽度，使得纹路的设计 受限减少。底漆通过按上述配方混合上述物质后，能使得所得底漆涂装厚度降低至0.5微米， 同时保证所得底漆膜的漆膜各项性能较优。使得底漆膜的铅笔硬度、附着力、RCA耐磨、水 煮和耐高温高湿均较优。

上述底漆可以与常用面漆结合使用如CN201210332439.5中的面漆即可直接用于涂装有该 底漆的真空镀膜表面。

文中所列二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂均可以按照刘世基、吕波发表于的《精细与专 用化学品》2007年9月21日的第15卷第18期的《多官能度聚氨醋丙烯酸醋的合成及性能研 究》中提到的双官能度的聚氨酯丙烯酸酯的方法制备得到。二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂 分子量1000-5000。文中所列有机硅丙烯酸酯树脂是指按常规方法制备的有机硅改性丙烯酸酯 树脂。文中所列六官能丙烯酸酯单体按范燃，曾光明，单文伟，潘东营，贺迅发表于《热固性 树脂》第23卷第2期2008年3月上的《六官能UV固化聚氨醋丙烯酸酯的合成》中的方法制 备得到。文中所列高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂为六官能度或八官能度或九官能度中的任 一一种。高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂分子量为1500-5000。

本文中稀释剂可以为常用涂料稀释剂或溶剂，优选为选自甲苯、丁酮、乙醋、二甲苯、 环己醋、环己醇、乙酸乙醋、乙酸丁醋或丙二醇乙醚中的至少一种。光引发剂为为α-羟基环 己基苯甲酮和/或2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。当光引发剂为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的混合物时，光固化效果更好，制得的紫外光固化漆的性 能更强。

优选的，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25重量份的有机硅 丙烯酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的 光引发剂、34～44重量份的稀释剂。按此比例混合后，所得底漆薄涂装时流平、固化性能进一 步得到提高。

更优选的底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的有机硅丙烯 酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光引 发剂、34重量份的稀释剂。按此比例混合后，所得底漆的流平、固化性能达到最优。

本发明另一发明还提供了一种真空镀膜用紫外光固化漆，该漆包括底漆和面漆，其中底 漆为按上述配方混合而成的底漆。优选面漆包括20～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸 树脂、5～15重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、 1～5重量份的附着力促进剂、1～5重量份的光引发剂、20～60重量份的稀释剂和0.2～2重 量份的助剂。

面漆中的主成膜物质为20～40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，在紫外光固化时，漆膜表现 出高硬度的特点，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。同时按 此比例加入的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，具有良好的韧性和耐磨性，能调整所得面漆 膜的柔韧性，使得面漆涂膜具有坚韧的特性，提高面漆膜的耐磨性。其他物质的加入使得所 得面漆具有较优的铅笔硬度、耐磨、耐高温高湿、耐水煮性能。

优选面漆包括30～40重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的二官能脂 肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、 2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的稀释剂。按此比例混合制得的面漆铅笔硬度、耐磨、 耐高温高湿、耐水煮性能更优。

更优选面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量份的二官能脂肪族 聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力促进剂、2重量份的 光引发剂、44.2重量份的稀释剂。按此比例混合的面漆铅笔硬度、耐磨、耐高温高湿、耐水 煮性能最优。

面漆与底漆的组合中优选底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15～25 重量份的有机硅丙烯酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进 树脂、4重量份的光引发剂、34～44重量份的稀释剂。面漆包括30～40重量份的高官能脂肪 族聚氨酯丙烯酸树脂、5～8重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、5～15重量份的六官 能丙烯酸酯单体、1～5重量份的附着力促进剂、2～3重量份的光引发剂、40～44.2重量份的 稀释剂。当紫外光固化涂料的底漆和面漆按照上述配方和配方量进行组合时，紫外光固化漆 的性能更佳，硬度更好，耐磨性能更佳、附着力更好，在水煮和高温高湿条件下外观和附着 力均无异常。

更优选的，底漆包括20重量份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25重量份的有机硅丙 烯酸酯树脂、15重量份的季戊四醇四巯基乙酸酯、2重量份的附着力促进树脂、4重量份的光 引发剂、34重量份的稀释剂。面漆包括30重量份的高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、8重量 份的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、15重量份的六官能丙烯酸酯单体、1重量份的附着力 促进剂、2重量份的光引发剂、44.2重量份的稀释剂。当紫外光固化漆的底漆和面漆按照上述 配方和配方量进行组合时，紫外光固化漆的性能最佳，硬度最好，耐磨性能最佳、附着力最 好，在水煮和高温高湿条件下外观和附着力均无异常。

附着力促进剂可以为常用附着力促进剂，优选为磷酸改性丙烯酸单体或。当附着力促进 剂为磷酸改性丙烯酸单体时，紫外光固化漆的附着力更强。附着力促进树脂可以为常用的其 他附着力促进树脂，优选为丙烯酸树脂。当附着力促进树脂为丙烯酸树脂时，紫外光固化漆 的附着力更强。

实施例

以下实施例中漆面固化时，底漆所需固化能量为600～800J/cm²；面漆所需固化能量为 1000～1300mJ/cm²，可由紫外灯提供相应能量。

实施例1～7中，用于底漆的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂购自美国沙多玛公司的 CN9178NS、CN9001NS，或购自购自台湾长兴化学的6121F-80、611A-85。

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EBECRYL4858，美国沙多玛公司的CN989。

有机硅丙烯酸酯树脂购自美国沙多玛公司的CN990，美国氰特公司的EB350，台湾长兴 化学的6225。

季戊四醇四巯基乙酸酯购自日本梯希爱公司。

高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，为购自美国氰特公司的六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸 树脂EBECYRL5129，购自美国沙多玛公司的九官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂CN9013，台 湾长兴化学的八官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂DR-U095。

六官能丙烯酸酯单体型号为EM266、EM2692，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Irgacure184购自瑞士Ciba公司、2，4，6-三甲基苯 甲酰基二苯基氧化膦型号为DarocurTPO购自瑞士Ciba公司。

附着力促进树脂为丙烯酸树脂，型号6531B40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。特殊聚酯树脂购自AddBond LTW(德 固赛公司)。

聚丙烯化合物的产品型号MT-8370，购自广州方景贸易有限公司；附着力促进树脂中PP 树脂的产品型号PPA1441，购自广州聚佳贸易有限公司。

底漆稀释剂乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇为市售，分析纯；面漆稀释剂乙酸乙酯、甲基 异丁基酮、丁酮为市售，分析纯。

实施例1～7面漆、底漆的涂装固化方法：

a)将实施例1～7中的紫外光固化底漆进行预处理后喷涂于具有拉丝纹的PC基材上，涂 装膜厚为1μm，50℃红外灯照射下流平5分钟，800mJ/cm²能量固化；

b)然后进行真空镀膜；

c)在真空镀膜上喷涂实施例1～7中的紫外光固化面漆，涂装膜厚20μm，60℃红外灯照 射下流平7分钟，给予1100mJ/cm²能量固化。

实施例1～7中紫外光固化底漆预处理步骤为：

a)将实施例1～7的紫外光固化底漆中含丙烯酸基团的树脂在40～50℃下预热1～2小时， 用2/3体积的稀释剂溶解得到第一溶液；

b)在第一溶液中加入实施例1～7的紫外光固化底漆中的光引发剂、附着力促进树脂加入， 在40～50℃下以500～600r/分钟进行搅拌20～30分钟得到第二溶液；

c)在第二溶液中加入实施例1～7的紫外光固化底漆中剩余的1/3体积的稀释剂和季戊四 醇四巯基乙酸酯，在900～1200r/分钟下搅拌10～20分钟，用400目滤布过滤得到紫外光固化底 漆。

实施例1～7中紫外光固化面漆预处理步骤为：

a)将实施例1～7的紫外光固化底漆中含丙烯酸基团的树脂在40～50℃下预热1～2小时， 用2/3体积的稀释剂溶解得到第一溶液；

b)在第一溶液中分别加入相应的实施例1～7的紫外光固化底漆中的丙烯酸类单体、光引 发剂、助剂加入，在40～50℃下以500～600r/分钟进行搅拌20～30分钟得到第二溶液；

c)在第二溶液中加入相应实施例1～7的紫外光固化底漆中的附着力促进剂和剩余的1/3 体积的稀释剂，在900～1200r/分钟下搅拌10～20分钟，用400目滤布过滤得到紫外光固化底漆。

实施例1～7中紫外光固化底、面漆各成分重量份数对应列于表1～7中。

表1实施例1中底漆各成分的重量份数

表2实施例2中底漆各成分的重量份数

表3实施例3中底漆各成分的重量份数

表4实施例4中底漆各成分的重量份数

表5实施例5中底漆各成分的重量份数

表6实施例6中底漆各成分的重量份数

实施例7

与实施例6的区别在于：面漆采用CN201210332439.5中公开的面漆配方混合而成，其中 附着力促进剂为含有羟基的氯乙烯一醋酸乙烯共聚物。底漆中的光引发剂为光引发剂-184，附 着力促进树脂为特殊聚酯树脂。

表7对比例1中底漆各成分的重量份数

对比例2

与实施例6的区别在于：有机硅丙烯酸酯树脂加入量为16重量份；季戊四醇四巯基乙酸 酯的加入量为9重量份。

对比例3

与实施例6的区别在于：有机硅丙烯酸酯树脂加入量为26重量份；季戊四醇四巯基乙酸 酯的加入量为16重量份。

将实施例1～7和对比例1～3中所得紫外光固化漆进行性能测试，检测结果列于表8中。

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。铅笔硬度测试按GB/T6739-2006标准测试，负重1000g；附 着力测试按GB9286-1998标准测试。漆面水煮测试在100℃沸水浸泡1小时条件下进行，评 价漆面外观及附着力。漆面高温高湿测试在80℃温度、95％湿度条件下进行96小时，评价漆 面外观及附着力。符号A表示外光和附着力无异常；符号B表示外观暗淡，紫外光固化漆易 掉落。

表8紫外光固化涂料的性能测试结果表

从表8的结果可知，实施例1～7的紫外光固化漆具有清晰闪亮的立体拉丝纹路金属效果， 而对比例1的紫外光固化漆的拉丝纹路金属效果模糊暗淡，证明按照本发明提供的配方可以 制得紫外光固化立体拉丝纹路的清晰闪亮金属效果漆，若改变了其配方中的组分，则紫外光 固化漆不具有清晰立体拉丝纹路闪亮金属效果。实施例1～7的紫外光固化涂料的附着力、耐 磨性能和稳定性均优于对比例1，证明按照本发明的配方和配方量制得的紫外光固化的清晰立 体拉丝纹路闪亮金属效果更优。其中实施例5的效果最佳，为本发明最优实施例。

表9实施例1～7和对比例1～3中所得底漆的涂装结果

通过表9中可以看到，采用本发明提供的底漆配方混合的都的底漆涂装厚度可以低至0.5 微米时，所成膜仍然光滑、均匀、固化完全。没有出现表层无法固化、固化后出现油点等问 题。说明本发明提供的底漆能克服涂装厚度过低时存在的固化不完全、漆膜凹坑等问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。