本發(fā)明涉及UV固化涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種水性UV銀粉涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在汽車、家電和3C等領(lǐng)域，塑料已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，而塑料表面的裝飾與保護層主要都是采用傳統(tǒng)的單組份熱塑性丙烯酸樹脂或雙組份聚氨酯樹脂，此類涂料存在能耗大、污染嚴(yán)重、耐劃傷性差等缺點，而UV固化涂料具有反應(yīng)速度快、耐化性佳、氣味低等優(yōu)點，UV固化涂料涂裝后的產(chǎn)品表面具有極佳的剛性性能，且涂裝過程大大提高了工效，節(jié)省了能源，減少了有機溶劑的排放；同時，銀粉涂料由于裝飾美觀、揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量低已經(jīng)逐步成為塑料涂層的應(yīng)用發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的銀粉涂料都是含有大量溶劑的熱固化體系，其耐化性和耐磨性差，硬度低，無重涂附著力，而且能耗高、效率低、施工工藝繁瑣，需要熱固化銀粉漆和UV固化光油配合使用，并且污染較大。
UV固化涂料一般情況下是無色透明體系，加入有色或不透明填充料之后會影響體系對紫外光的吸收，從而影響體系的固化程度，降低漆膜的整體性能，而對于UV銀粉涂料而言，很難保證銀粉的定向排列和重涂附著力，同時固化速度嚴(yán)重降低，耐劃傷性差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種水性UV銀粉涂料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的銀粉定向排列難以保證而導(dǎo)致金屬質(zhì)感差以及重涂附著力差、固化速度低、漆膜性能差的技術(shù)問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性UV樹脂45～60％，水性UV單體5～10％，水性單組份丙烯酸樹脂5～10％，PH值調(diào)整劑0.1～0.5％，水性潤濕劑0.1～0.5％，水性消泡劑0.1～0.5％，光引發(fā)劑2～6％，水性流變助劑0.5～2％，消光粉0.5～1％，水性銀粉3～6％，水性分散劑0.1～0.5％，去離子水10～20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；水性UV樹脂為水性不飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯丙烯酸樹脂、水性環(huán)氧丙烯酸樹脂中的一種或幾種。
進一步地，本發(fā)明的水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性UV樹脂50～60％，水性UV單體5～8％，水性單組份丙烯酸樹脂3～8％，PH值調(diào)整劑0.1～0.5％，水性潤濕劑0.1～0.5％，水性消泡劑0.1～0.5％，光引發(fā)劑2～6％，水性流變助劑0.5～2％，消光粉0.5～1％，水性銀粉3～6％，水性分散劑0.1～0.5％，去離子水10～20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算。
進一步地，水性UV單體為質(zhì)量比為1～3∶1的高官能水性UV單體與單官能水性UV單體的混合物、質(zhì)量比為1～2∶1的高官能水性UV單體與2～4官水性UV單體的混合物、2～4官水性UV單體、2～4官水性UV單體的混合物中的一種或幾種；所述高官能為大于4官能度。
進一步地，水性UV單體為乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯中的一種或兩種。
進一步地，光引發(fā)劑包括1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?。
進一步地，PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種水性UV銀粉涂料的制備方法，包括以下步驟：(1)將水性銀粉加入到去離子水中，再加入水性分散劑，分散得到混合液A；(2)將水性UV樹脂、水性UV單體、水性單組份丙烯酸樹脂、PH值調(diào)整劑、水性潤濕劑、水性消泡劑、光引發(fā)劑、水性流變助劑、消光粉按順序混合，分散得到混合液B，再將所步驟(1)制得的混合液A及組分配方中剩余的去離子水加入到混合液B中，得到水性UV銀粉涂料。
進一步地，步驟(1)中，水性銀粉與去離子水的質(zhì)量比為1∶2～3。
進一步地，步驟(1)中，分散速度為400～600r/min。
進一步地，步驟(2)中，制備混合液B時需要邊分散邊混合，混合完成后將分散速度提高至1000～1500r/min，分散30～60min，然后將分散速度降至400～600r/min再加入混合液A及組分配方中剩余的去離子水。
本發(fā)明具有以下有益效果：
1、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料采用水性UV樹脂、水性UV單體、水性單組份丙烯酸樹脂作為基本的成膜物質(zhì)，具有較好的涂料施工性；用本發(fā)明的水性UV銀粉涂料涂裝后的產(chǎn)品在過UV之前通過水分的揮發(fā)就能夠很好地表干，有利于生產(chǎn)時提高良率。
2、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料中，水性UV樹脂提供涂料體系的主體性能，是最主要的成膜物質(zhì)，有較好的耐摩擦性能、耐化性和耐候性，附著力穩(wěn)定，銀粉金屬質(zhì)感好。
3、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料中，水性單組份丙烯酸樹脂主要用于提高體系的銀粉金屬質(zhì)感，改善體系的重涂性能。水性單組份丙烯酸樹脂自身的分子量較大，有非常好的銀粉排列效果，并且能夠有效改善體系的重涂性能，提高體系的觸變性。
4、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料采用去離子水作為稀釋劑，有效地降低了涂料中的VOC含量，溶劑排放量小于5％，使得上述水性UV銀粉涂料在涂裝過程中無污染，極大地改善了施工環(huán)境，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料在制備時，將銀粉預(yù)先泡制，再與涂料中其它組分混合，使得涂料體系中的各組分能夠更好地分散，更能表現(xiàn)出銀粉金屬質(zhì)感。
6、本發(fā)明提供的水性UV銀粉涂料的制備方法簡單易控，生產(chǎn)效率高，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性UV樹脂45～60％，水性UV單體5～10％，水性單組份丙烯酸樹脂5～10％，PH值調(diào)整劑0.1～0.5％，水性潤濕劑0.1～0.5％，水性消泡劑0.1～0.5％，光引發(fā)劑2～6％，水性流變助劑0.5～2％，消光粉0.5～1％，水性銀粉3～6％，水性分散劑0.1～0.5％，去離子水10～20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；水性UV樹脂為水性不飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯丙烯酸樹脂、水性環(huán)氧丙烯酸樹脂中的一種或幾種。
上述水性UV銀粉涂料采用水性UV樹脂、水性UV單體、水性單組份丙烯酸樹脂作為基本的成膜物質(zhì)，具有較好的涂料施工性；用上述水性UV銀粉涂料涂裝后的產(chǎn)品在過UV之前通過水分的揮發(fā)就能夠很好地表干，有利于生產(chǎn)時提高良率。
上述水性UV銀粉涂料中，水性UV樹脂提供涂料體系的主體性能，是最主要的成膜物質(zhì)，有較好的耐摩擦性能、耐化性和耐候性，附著力穩(wěn)定，銀粉金屬質(zhì)感好。
上述水性UV銀粉涂料中，水性單組份丙烯酸樹脂主要用于提高體系的銀粉金屬質(zhì)感，改善體系的重涂性能。水性單組份丙烯酸樹脂自身的分子量較大，有非常好的銀粉排列效果，并且能夠有效改善體系的重涂性能，提高體系的觸變性；但是水性單組份丙烯酸樹脂不參與UV固化過程，加入比例太多會降低干膜的固化性能，影響漆膜的耐磨性、耐化性和耐候性。
上述水性UV銀粉涂料采用去離子水作為稀釋劑，有效地降低了涂料中的VOC含量，溶劑排放量小于5％，使得上述水性UV銀粉涂料在涂裝過程中無污染，極大地改善了施工環(huán)境，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。
其中優(yōu)選的，本發(fā)明的水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性UV樹脂50～60％，水性UV單體5～8％，水性單組份丙烯酸樹脂3～8％，PH值調(diào)整劑0.1～0.5％，水性潤濕劑0.1～0.5％，水性消泡劑0.1～0.5％，光引發(fā)劑2～6％，水性流變助劑0.5～2％，消光粉0.5～1％，水性銀粉3～6％，水性分散劑0.1～0.5％，去離子水10～20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算。
上述水性UV銀粉涂料中，水性UV單體的質(zhì)量百分含量為5～8％，此比例添加的水性UV單體能夠加快體系的反應(yīng)速率，提高體系的交聯(lián)密度，提高干膜的耐磨性、耐化性和耐候性，且不會影響涂層的銀粉金屬質(zhì)感以及重涂性能。
上述水性UV銀粉涂料中，水性單組份丙烯酸樹脂的質(zhì)量百分含量為3～8％，此比例添加的單組份丙烯酸樹脂能夠為涂料體系改善銀粉排列效果，提高銀粉金屬質(zhì)感，改善體系的重涂性能，且不影響漆膜的耐磨性、耐化性和耐候性。
其中優(yōu)選的，水性UV單體為質(zhì)量比為1～3∶1的高官水性UV單體與單官水性UV單體的混合物、質(zhì)量比為1～2∶1的高官水性UV單體與2～4官水性UV單體的混合物、2～4官水性UV單體、2～4官水性UV單體的混合物中的一種或幾種。
其中優(yōu)選的，水性UV單體為乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯中的一種或兩種。
上述水性UV銀粉涂料中，水性UV單體分為高官能度單體和單官能度單體，高官能度單體旨在加快反應(yīng)速率，提高體系交聯(lián)密度，提高干膜的耐磨性、耐化性和耐候性，但加入比例太多容易導(dǎo)致漆膜過脆，收縮太大，容易開裂等現(xiàn)象；低官能度單體旨在促進附著力，降低體系粘度。
其中優(yōu)選的，光引發(fā)劑包括1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?。
上述水性UV銀粉涂料中，由于添加了水性銀粉，光引發(fā)劑采用具有不同的最大吸收波長和吸收波范圍的1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮與2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ソY(jié)合，其中1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮是常用的水性光引發(fā)劑，2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ゼ碩PO-L，在長波范圍(350～420nm)有較強的吸收，且TPO-L為液體型的，其最大吸收波長在299nm和366nm，主要適用于低黃邊和淺色體系。
其中優(yōu)選的，PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
上述水性UV銀粉涂料的制備方法，包括以下步驟：(1)將水性銀粉加入到去離子水中，再加入水性分散劑，分散得到混合液A；(2)將水性UV樹脂、水性UV單體、水性單組份丙烯酸樹脂、PH值調(diào)整劑、水性潤濕劑、水性消泡劑、光引發(fā)劑、水性流變助劑、消光粉按順序混合，分散得到混合液B，再將所步驟(1)制得的混合液A及組分配方中剩余的去離子水加入到混合液B中，得到水性UV銀粉涂料。
上述水性UV銀粉涂料的制備方法中，將銀粉預(yù)先泡制，泡制時間不小于2個小時，再與涂料中其它組分混合，使得涂料體系中的各組分能夠更好地分散，能更好地表現(xiàn)出銀粉金屬質(zhì)感。
上述水性UV銀粉涂料的制備方法簡單易控，生產(chǎn)效率高，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
其中優(yōu)選的，步驟(1)中，水性銀粉與去離子水的質(zhì)量比為1∶2～3。
其中優(yōu)選的，步驟(1)中，分散速度為400～600r/min。
其中優(yōu)選的，步驟(2)中，制備混合液B時需要邊分散邊混合，混合完成后將分散速度提高至1000～1500r/min，分散30～60min，然后將分散速度降至400～600r/min再加入混合液A及組分配方中剩余的去離子水。
上述水性UV銀粉涂料的制備方法中，把混合液A加入到混合液B中時，分散速度降低，以免破壞銀粉表面處理層，影響效果。
實施例
以下實施例中用到的藥品均為市售。
水性UV樹脂選自長興化學(xué)DR-W455、長興化學(xué)DR-W465、長興化學(xué)DR-W475、湛新化學(xué)UCECOAT 7200、湛新化學(xué)UCECOAT 7100、歐寶迪化學(xué)LUX 220、歐寶迪化學(xué)LUX 250、歐寶迪化學(xué)LUX 255、歐寶迪化學(xué)LUX 484、斯塔爾13378。
水性UV單體選自長興化學(xué)EM2386、長興化學(xué)EM2387、沙多瑪SR344、沙多瑪SR610。
水性單組份丙烯酸樹脂選自帝斯曼E-123、弘替A-124GP、弘替A-120GP、伊斯曼9840、歐寶迪SC48。
水性潤濕劑選自畢克化學(xué)BYK333、畢克化學(xué)BYK346、畢克化學(xué)BYK180、畢克化學(xué)BYK378、迪高化學(xué)TEGO WET 270、迪高化學(xué)TEGO WET 280。
水性消泡劑選自迪高化學(xué)TEGO 810、迪高化學(xué)TEGO Foamex N、畢克化學(xué)BYK 019、畢克化學(xué)BYK012。
光引發(fā)劑選自巴斯夫IRGACURE 500、巴斯夫TPO-L、巴斯夫IRGACURE 184、巴斯夫IRGACURE 1173。
水性流變助劑選自德謙化學(xué)RHEOLATE 299、路博潤SOLTHIX A-200。
消光粉選自東曹E1011、格蕾絲ED3、德固賽OK607、格蕾絲C803。
水性銀粉選自族興ZC906、愛卡PCR214、愛卡PCR501。
去離子水為自制。
實施例1
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性不飽和聚酯樹脂45％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10％，水性單組份丙烯酸樹脂5％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑2％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉3％，水性分散劑0.5％，去離子水20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?；PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
上述水性UV銀粉涂料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將水性銀粉按照與去離子水質(zhì)量比1∶2的比例加入到去離子水中，再加入水性分散劑，低速分散得到混合液A，分散速度為500r/min；
(2)將水性UV樹脂、水性UV單體、水性單組份丙烯酸樹脂、PH值調(diào)整劑、水性潤濕劑、水性消泡劑、光引發(fā)劑、水性流變助劑、消光粉按順序邊分散邊混合，得到混合液B，混合完成后將分散速度提高至1200r/min，分散50min；然后將分散速度降低至500r/min，再將步驟(1)制得的混合液A及組分配方中剩余的去離子水加入到混合液B中，得到水性UV銀粉涂料。
實施例2
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性不飽和聚酯樹脂55％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯7％，水性單組份丙烯酸樹脂8％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑3％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉6％，水性分散劑0.5％，去離子水19.3％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯；PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
實施例3
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性聚氨酯丙烯酸樹脂50％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯5％，水性單組份丙烯酸樹脂10％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑3％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉6％，水性分散劑0.5％，去離子水19.3％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?；PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
實施例4
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性聚氨酯丙烯酸樹脂55％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯7％，水性單組份丙烯酸樹脂5％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑6％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉6％，水性分散劑0.5％，去離子水10％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯；PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
實施例5
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性聚氨酯丙烯酸樹脂55％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯8％，水性單組份丙烯酸樹脂5％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑3％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉6％，水性分散劑0.5％，去離子水17.3％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ィ籔H調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
實施例6
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性聚氨酯丙烯酸樹脂55％，丙氧化甘油三丙烯酸酯7％，水性單組份丙烯酸樹脂5％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑3％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉6％，水性分散劑0.5％，去離子水17.3％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴ィ籔H調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
實施例7
本實施例提供了一種水性UV銀粉涂料，包括以下組分：水性聚氨酯丙烯酸樹脂60％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3％，丙氧化甘油三丙烯酸酯5％，水性單組份丙烯酸樹脂5％，PH值調(diào)整劑0.2％，水性潤濕劑0.5％，水性消泡劑0.5％，光引發(fā)劑3％，水性流變助劑2％，消光粉1％，水性銀粉3％，水性分散劑0.5％，去離子水20％，以上各組分均按照質(zhì)量百分含量計算；其中光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮和2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?；PH調(diào)整劑為N，N-二甲基乙醇胺。
本實施例水性UV銀粉涂料的制備方法與實施例1相同。
將實施例1～7制備的水性UV銀粉涂料涂裝在PC基材上，噴涂工藝如下：
(1)在水性UV銀粉涂料中按照與去離子水的重量份比為100∶6的比例加入去離子水，低速分散均勻后，200目過濾；
(2)將步驟(1)得到的涂料在潔凈室中噴涂到產(chǎn)品上，潔凈室的溫度為18～25℃，濕度為50～70％，噴涂氣壓為0.5MPa，干膜膜厚為10～20μm；
(3)將步驟(2)中噴涂后的產(chǎn)品在70℃烘烤15min，然后紫外光固化，固化能量為1000mJ/cm2，得到最終樣品。
對本發(fā)明中各實施例的水性UV銀粉涂料涂裝后的最終樣品進行檢測，檢測方法均為標(biāo)準(zhǔn)的方法，測試結(jié)果如表1所示：
表1：實施例1～5水性UV銀粉涂料涂裝后的最終樣品測試結(jié)果
從表1中可以看出，實施例2的綜合性能表現(xiàn)最佳，附著力穩(wěn)定，銀粉金屬質(zhì)感佳，鉛筆硬度750g/H無明顯劃痕，RCA耐磨250次未現(xiàn)底材，鋼絲絨耐磨性能1000g/500次未現(xiàn)底材，且重涂后性能更佳。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。