应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固化颜色效果漆及制备

摘要

本发明涉及一种应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固化颜色效果漆及其制备方法，该效果漆包括以下组分和重量份含量：光固化树脂20～30；UV单体40～50；珠光颜料4～8；纳米色浆10～20；光引发剂3～5；光敏剂2～4；流平剂0.5～1,有机溶剂10～20。与现有技术相比，本发明效果漆具有UV紫外线光固化快干、涂膜表面硬度高、耐磨及耐化学性佳等特性，但又兼具颜色装饰效果等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及涂料，尤其是涉及一种应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固 化颜色效果漆及其制备方法。

背景技术

UV紫外光固化涂料经紫外光照射后，首先光引发剂吸收紫外光辐射能量而被 激活，其分子外层电子发生跳跃，在极短的时间内生成活性中心，然后活性中心与 树脂中的不饱和基团作用，引发光固化树脂和活性稀释剂分子中的双键断开，发 生连续聚合反应，从而相互交联成膜。化学动力学研究表明，紫外光促使UV涂料 固化的机理属于自由基连锁聚合。首先是光引发阶段；其次是链增长反应阶段，这 一阶段随着链增长的进行，体系会出现交联，固化成膜；最后链自由基会通过偶合 或歧化而完成链终止。

UV紫外光固化涂料与传统低温PU涂料的干燥速度相差甚远，一般UV紫外 光固化涂料在经过5分钟的低温预烘烤，及1分钟之内的紫外线光照后，即可完成 大部分涂膜的聚合交联反应；然传统低温PU涂料需至少经过30分钟以上之热风 烘烤，及1周以上之后反应熟成期，才能渐渐达到涂膜交联完成。

UV紫外光固化涂料具有节约能源、减轻空气污染、固化速度快、占地少、适 于自动化流水线涂装等特点，因而在高技术领域中得到了广泛的应用。尽管光固化 涂料具有很多优点，但难以用于含颜料的涂料中，因为UV紫外线光固化涂料之聚 合、固化、成膜需透过紫外线光照射后反应，如涂料中混合了颜料等遮光因子，容 易破坏光引发剂对于紫外光辐射能量的吸收，进而导致光引发剂的活性不足，间接 造成光固化树脂和活性稀释剂的聚合反应不完全，最终导致涂膜不干现象。

因此现有市场对于单涂有色UV紫外线光固化涂料的报导资讯极少，目前市场 上应用的UV紫外线光固化涂料多为透明光油类产品(不带任何颜色效果)，主要喷 涂于各种不同色漆之上，仅以提供下层色漆的保护功能为主。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有超快干， 漆膜表面硬度高，颜色外观好的应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固化颜色效 果漆及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应用于塑件基材上的单涂 UV紫外线光固化颜色效果漆，其特征在于，该效果漆包括以下组分和重量份含量：

(1)光固化树脂20～30；

(2)UV单体40～50；

(3)珠光颜料4～8；

(4)纳米色浆10～20；

(5)光引发剂3～5；

(6)光敏剂2～4；

(7)流平剂0.5～1；

(8)有机溶剂10～20。

所述的光固化树脂为光固化低聚物,包含不饱和聚脂、聚脂丙烯酸脂、醇酸丙 烯酸脂、聚氨脂丙烯酸脂、聚醚丙烯酸脂、丙烯酸脂化聚丙烯酸、环氧丙烯酸脂或 环氧树脂。

所述的UV单体为单官能团活性稀释剂、双官能团活性稀释剂或多官能团活性 稀释剂。

所述的珠光颜料为云母片或合成水晶片。

所述的纳米色浆为有机或无机颜料溶于溶剂后经研磨分散制得，其颜料粒径为 100纳米以下。

所述的有机颜料包括偶氮颜料或酞菁颜料；

所述的无机颜料包括天然无机颜料和人造无机颜料，所述的天然无机颜料取自 朱砂、红土或雄黄；所述的人造无机颜料包括合成之钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉 黄、立德粉、炭、黑、氧化铁红或氧化铁黄；

所述的溶剂包括芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯 类、酮类溶剂，有机或无机颜料溶于溶剂的质量百分含量约为10～30；

所述的溶剂中芳香烃类包括甲苯或二甲苯，脂肪烃类包括己烷或辛烷，脂环烃 类包括环己烷或环己酮，卤化烃类包括氯苯或二氯苯，醇类包括乙醇或异丙醇，醚 类包括乙醚或环氧丙烷，酯类包括醋酸乙脂或醋酸丁脂，酮类包括丙酮或丁酮。

所述的光引发剂为自由基聚合型光引发剂,含裂解型光引发剂或夺氢型光引 发剂。

所述的光敏剂为偶氮化合物类光敏剂；

所述的流平剂为丙烯酸聚合物；

所述的有机溶剂包括芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、 酯类、酮类溶剂，有机溶剂中芳香烃类包括甲苯或二甲苯，脂肪烃类包括己烷或辛 烷，脂环烃类包括环己烷或环己酮，卤化烃类包括氯苯或二氯苯，醇类包括乙醇或 异丙醇，醚类包括乙醚或环氧丙烷，酯类包括醋酸乙脂或醋酸丁脂，酮类包括丙酮 或丁酮。

一种应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固化颜色效果漆的制备方法，其特 征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按配方要求在光固化树脂中加入UV单体，搅拌均匀后，再加入流平剂 充分混合均匀,保持温度为30～45℃，在800～900转/分钟的搅拌速度下，搅拌5～10 分钟得混合物A；

(2)按配方要求依序将珠光颜料、纳米色浆、光引发剂、光敏剂加入混合物 A中，充分混合均匀，保持温度为30～45℃,在800～1200转/分钟的搅拌速度下， 搅拌10～20分钟得到混合物B，粘度用岩田#2杯检测,调整至9～10秒范围；

(3)过滤，即得单涂UV紫外线光固化颜色效果漆。

所述的单涂UV紫外线光固化颜色效果漆喷涂于塑料基材上，以50℃烘烤5 分钟后，通过350～600mj/cm²紫外线能量照射后即可。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)UV紫外线光固化涂膜快速干燥特性效果：因UV紫外光固化涂料经紫外 光照射后，涂料中的光引发剂会在几秒钟时间内吸收紫外光辐射能量而被激活，其 分子外层电子会被迅速激化而发生跳跃，并在极短几秒钟的时间内生成活性中心， 然后活性中心与树脂中的不饱和基团立即发生作用，引发光固化树脂和UV单体分 子中的双键断开，并在短短不到一分钟时间内完成连续聚合反应，并交联成膜。与 传统低温PU涂料之反应机制,需至少经过30分钟以上之热风烘烤，及1周以上之 后反应熟成期方能达到完全固化相比,UV紫外线光固化涂料的涂膜之成膜速度明 显快速。

(2)涂膜表面硬度高，耐磨及耐化学性佳效果：因UV紫外光固化涂料中所含 之光固化树脂为低分子量聚合物,其分子量小,单位密度高,且透过UV紫外线激 化而强烈迅速聚合反应而成之涂膜,较一般PU较高分子量长链带羟基聚合物,与 异氢酸塩键结所形成较为疏散之涂膜相比,因此UV紫外光固化涂料所形成之网状 涂膜结构较为紧实,可提供较佳涂膜表面硬度,间接提升耐磨及耐化学性。

(3)同时兼具颜色外观效果:透过较佳之光固化低聚物的选择,能提供良好的颜 料润湿性,可有效提升颜料着色力,减少色浆使用量,有效降低颜料遮光效应；采用较 佳的光引发剂系统,能提供良好的光引发性,不致因为颜料的吸光效应,干扰UV涂膜 的干燥。再者选择分散良好且粒径较小的纳米色浆,能有效降低颜料的吸光效应及 提供较好的着色力,综合以上原料的有效搭配即可产生兼具颜色外观的UV紫外线 光固化涂膜效果。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。

模仿流水线作业使用的喷幅、气压与出漆量来喷涂单涂UV涂料紫外线光固 化颜色效果漆，检测其干燥速度,及外观是否具颜色效果。

实施例1

一种应用于塑件基材上的单涂UV紫外线光固化颜色效果漆的制备方法，该方 法包括以下步骤：

(1)混合物A的制备：

(i)按配方要求先将树脂、UV单体、流平剂加入小桶中，并进行搅拌，800～900 转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(2)混合物B的制备：

(ii)按配方要求把珠光颜料、纳米色浆、光引发、光敏剂加入大缸中，800～1200 转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(iii)取样步骤(ii)所得混合物检测清洁度，用100um的湿膜制备器在刮板纸刮 涂，刮板纸上无明显颗粒；

(iv)把步骤(i)所得混合物加入(ii)所得混合物中，800～900转搅拌5～10分钟；

(v)取样步骤(iv)所得产物检测清洁度，无明显颗粒后，用岩田#2杯检测，调 整至9～10秒范围；

(vi)过滤，称量包装。

实施例2

(1)混合物A的制备：

(i)按配方要求先将树脂、UV单体、流平剂加入小桶中，并进行搅拌， 800～900转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(2)混合物B的制备：

(ii)按配方要求把珠光颜料、色浆、光引发、光敏剂加入大缸中，800～1200 转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(iii)取样(ii)检测清洁度，用100um的湿膜制备器在刮板纸刮涂，刮板纸上无 明显颗粒；

(iv)把(i)加入(ii)中，800～900转搅拌5～10分钟；

(v)取样(iv)检测清洁度，无明显颗粒后，用岩田#2杯检测，调整至9～10秒范 围；

(vi)过滤，称量包装。

实施例3

(1)混合物A的制备：

(i)按配方要求先将树脂、UV单体、流平剂加入小桶中，并进行搅拌，800～900 转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(2)混合物B的制备：

(ii)按配方要求把珠光颜料、色浆、光引发、光敏剂加入大缸中，800～1200 转/分钟，搅拌5～10分钟，保持温度在30～50℃；

(iii)取样(ii)检测清洁度，用100um的湿膜制备器在刮板纸刮涂，刮板纸上无 明显颗粒；

(iv)把(i)加入(ii)中，800～900转搅拌5～10分钟；

(v)取样(iv)检测清洁度，无明显颗粒后，用岩田#2杯检测，调整至9～10秒范 围；

(vi)过滤，称量包装。

本方案使用时,将单涂UV紫外线光固化颜色效果漆喷涂于塑料基材上，以 50℃烘烤5分钟后，通过350～600mj/cm²紫外线能量照射后即可。

上述各实施例所得涂料的性能如下表所示：