CN109401602A - 一种电器耐刮擦uv金属光泽涂料及使用方法 - Google Patents

一种电器耐刮擦uv金属光泽涂料及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电器涂层的技术领域，提供了一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料及使用方法。该涂料的原料如下：聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、磷酸酯树脂、绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯、全氢聚硅氮烷、流平剂、光引发剂；使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于电器表面，同时采用紫外光照射，并在氨气氛围中养护，制得致密黑亮的金属光泽涂层。与传统方法相比，本发明的制备的UV金属光泽涂料，在光固化形成膜的同时形成致密的二氧化硅膜，所得涂层表现为良好的金属光泽，大幅提升了电器的质感，同时显著提高了涂层的附着力，耐磨损和耐刮擦性能优异，可广泛用于电器涂层领域。

Description

一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料及使用方法
技术领域
本发明属于电器涂层的技术领域，提供了一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料及使用方法。
背景技术
电器塑料配件是电器配件的重要组成，具有绝缘性好、质轻、加工成型性好和加工成本低的优点，广泛应用于仪器仪表和机械设备等领域。同时，电器塑料配件也存在耐磨性和耐热性差、易老化的缺点。为了解决这一问题，人们对电器塑料配件表面喷涂防护涂料，以起到保护电器塑料配件的目的。由于电器塑料配件表面光滑，因此对涂料的附着性要求很高。
现阶段用于电器的普通涂料喷涂于塑料配件后容易出现涂层厚度不一、涂层起泡甚至脱落的现象，需要进行两次或两次以上喷涂才能达到使用要求，这就增加了加工成本和延长生产周期，不利于批量化加工。UV固化涂料作为二十世纪末开始流行新型涂料品种，在家具、地板、手机、随身听外壳、化妆品容器、电视机及电脑等电器领域具有越来越广泛的应用。
同时，为了达到电器美化效果，现有电器表面通常喷涂含有金属粉等的涂料，进一步增加了涂料附着的难度。UV涂料由于良好的成膜性和快速成膜，目前在标牌装饰，铝合门窗保护，汽车外壳等领域应用，因此，研究和应用具有金属光泽的UV涂料的课题越来越受到青睐。
目前国内外在电器表面涂料技术，尤其是用于电器的UV涂料方面已取得了一定成效。其中费文进发明了一种具有金属质感的真空镀膜UV涂料及其制作方法（中国发明专利申请号201210379326.0），该涂料需要两层涂料共同搭配完成，这两层涂料以高性能聚氨酯丙烯酸脂，羟基丙烯酸脂，环氧丙烯酸酯，功能性丙烯酸酯活性单体为主要成分，以引发剂为固化剂，以流平剂为辅料，用稀释剂混合制得。其制备方法包括配料、分散、固化三个阶段；该涂料能够适应市场的需求，应用在收集、电脑、电器配件领域，真空镀膜UV涂料能产生高金属感的效果。另外，王玲发等人明了一种耐刮擦水性UV固化涂料及其制备方法（中国发明专利申请号201610087844.3），由下列重量份的原料制成：脂肪族水性聚氨酯丙烯酸酯40~45重量份、乙烯基三乙氧基硅烷2~2.5重量份、铝溶胶38~40重量份、2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮2~3、癸二酸双(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)酯2~2.5重量份、水10~15重量份；该发明以水溶性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为主料，乙烯基三乙氧基硅烷为改性添加剂，与铝溶胶混合，制备有机-无机杂化涂料。
可见，现有技术中现有UV涂料用于电器涂层时，存在对颜料、金属粉附着力较差的问题，并且在解决电器外部磨损、刮伤等方面需要进一步提升。
发明内容
针对这种情况，我们提出一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料及使用方法，可显著提高涂料的附着力、耐磨损、耐刮擦性能，并且具有优异的金属光泽。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯25~35重量份、羧基丙烯酸酯 10~15重量份、环氧丙烯酸酯10~20重量份、磷酸酯树脂3~5重量份、绢云母1~2重量份、硫酸钡2~3重量份、金属粉1~3重量份、乙炔炭黑2~3重量份、石墨烯0.5~1重量份、全氢聚硅氮烷1~5重量份、流平剂1~2重量份、光引发剂3~5重量份。
优选的，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯28~32重量份、羧基丙烯酸酯 11~14重量份、环氧丙烯酸酯12~18重量份、磷酸酯树脂3~5重量份、绢云母1~2重量份、硫酸钡2~3重量份、金属粉1~3重量份、乙炔炭黑2~3重量份、石墨烯0.5~1重量份、全氢聚硅氮烷2~4重量份、流平剂1~2重量份、光引发剂3~5重量份。
更优选的，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯30重量份、羧基丙烯酸酯 12重量份、环氧丙烯酸酯15重量份、磷酸酯树脂4重量份、绢云母1.5重量份、硫酸钡2.5重量份、金属粉2重量份、乙炔炭黑2.5重量份、石墨烯0.8重量份、全氢聚硅氮烷3重量份、流平剂1.5重量份、光引发剂4重量份。
优选的，所述金属粉为铝粉、铜粉、锡粉中的一种。
优选的，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、异佛尔酮、二丙酮醇中的至少一种。
优选的，所述光引发剂为1-羟基-环己基-苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、1-羟基-环己烷基-苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的一种。
本发明一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的制备方法为：将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂1.5重量份、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料。
本发明还提供了一种上述得到的一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于电器表面，同时采用紫外光照射，并在氨气氛围中养护，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
优选的，所述电器表面的材质为金属材质或塑料材质。
优选的，所述紫外光照射的强度为200~300μW/m2，功率为150~220W，照射时间为20~30min。
优选的，所述氨气养护的温度为80~90℃，时间为1~2h。
全氢聚硅氮烷主要由Si-N、Si-H和N-H组成，在较低温度下便可发生水解、氧化，转化成致密的SiON结构，用作涂层材料时具有粘度可控、溶解性好、工艺灵活、固化简单等特性，制得的涂层具有透明性高，介电性能优异、硬度高以及优异的耐候性、耐高低温、自清洁等特点。本发明创造性地利用光固化成分固化成膜的同时，全氢聚硅氮烷进行原位水解，Si-N、Si-H发生断裂，形成中间体Si-OH，中间体很快发生聚合、交联反应，形成致密的二氧化硅膜，在提高附着力的同时，具有优异的耐磨和耐刮擦性能。
本发明提供了一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料及使用方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的UV金属光泽涂料，可广泛用于电器表面涂层的制备中。
2.本发明的制备方法，利用聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、磷酸酯树脂光固化形成膜的同时，使全氢聚硅氮烷原位水解形成致密的二氧化硅膜，从而将绢云母、硫酸钡、石墨烯、金属粉牢固固定在电器表面，涂层表现为良好的金属光泽，大幅提升电器的质感。
3.本发明的制备方法，生成的二氧化硅膜显著提高了涂层的附着力，并且膜层性能优异，耐磨损和耐刮擦性能优异。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯29kg、羧基丙烯酸酯 13kg、环氧丙烯酸酯16kg、磷酸酯树脂4kg、绢云母1.5kg、硫酸钡2.4kg、铝粉2kg、乙炔炭黑2.6kg、石墨烯0.8kg、全氢聚硅氮烷3kg、聚二甲基硅氧烷1.6kg、1-羟基-环己基-苯基甲酮4kg；
将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为260μW/m2，功率为190W，照射时间为26min，并在氨气氛围中，温度为86℃下养护1.5h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法：
（1）金属光泽：将本发明制得的涂料均匀涂敷于塑料外壳表面，固化后，肉眼观察涂层金属光泽；
（2）附着力：将本发明制得的涂料涂敷于洁净ABS塑料板上，厚度为0.2mm，充分辐照固化后，参照GB/T 5210-2006标准，采用拉开法试验机测试涂层的附着力，测试6次计算平均值；
（3）耐刮擦性：将本发明制得的涂料涂敷于洁净ABS塑料板上，厚度为0.2mm，充分辐照固化后，参照CVTC 54115-2015标准进行耐刮擦性能测试，先用60°光泽度测试仪测定初始光泽度，然后采用不锈钢圆盘摩擦，负载1060.1N，测试1000r后的光泽度，计算光泽度损失率；
（4）耐磨性：将本发明制得的涂料涂敷于洁净ABS塑料板上，厚度为0.2mm，充分辐照固化后，采用泰伯尔法CS17进行耐磨性试验，采用砂纸进行磨转，负重1kg，测试1000r后测试并计算质量损失率；
所得数据如表1所示。
实施例2
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯25kg、羧基丙烯酸酯 10kg、环氧丙烯酸酯10kg、磷酸酯树脂3kg、绢云母1kg、硫酸钡2kg、铜粉1kg、乙炔炭黑2kg、石墨烯0.5kg、全氢聚硅氮烷1kg、聚甲基苯基硅氧烷1kg、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦3kg；
将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为200μW/m2，功率为150W，照射时间为30min，并在氨气氛围中，温度为80℃下养护2h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例3
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯35kg、羧基丙烯酸酯 15kg、环氧丙烯酸酯20kg、磷酸酯树脂5kg、绢云母2kg、硫酸钡3kg、锡粉3kg、乙炔炭黑3kg、石墨烯1kg、全氢聚硅氮烷5kg、异佛尔酮2kg、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮5kg；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为300μW/m2，功率为220W，照射时间为20min，并在氨气氛围中，温度为90℃下养护1h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例4
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯25kg、羧基丙烯酸酯 12kg、环氧丙烯酸酯12kg、磷酸酯树脂3kg、绢云母2kg、硫酸钡2kg、铝粉1kg、乙炔炭黑3kg、石墨烯0.5kg、全氢聚硅氮烷2kg、二丙酮醇1.5kg、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦4kg；
将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为220μW/m2，功率为160W，照射时间为22min，并在氨气氛围中，温度为82℃下养护2h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例5
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯34kg、羧基丙烯酸酯 14kg、环氧丙烯酸酯18kg、磷酸酯树脂5kg、绢云母1.7kg、硫酸钡2.5kg、铜粉3kg、乙炔炭黑3kg、石墨烯0.8kg、全氢聚硅氮烷4kg、聚二甲基硅氧烷2kg、1-羟基-环己烷基-苯基酮5kg；
将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为280μW/m2，功率为210W，照射时间为22min，并在氨气氛围中，温度为88℃下养护1h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
实施例6
耐刮擦UV金属光泽涂料的原料为：聚氨酯丙烯酸酯30kg、羧基丙烯酸酯 12kg、环氧丙烯酸酯15kg、磷酸酯树脂4kg、绢云母1.5kg、硫酸钡2.5kg、锡粉2kg、乙炔炭黑2.5kg、石墨烯0.8kg、全氢聚硅氮烷3kg、二丙酮醇1.5kg、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮4kg；
将聚氨酯丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯 、环氧丙烯酸酯及磷酸酯树脂按照相应重量份比例加入水中，放到电动搅拌器上低速搅拌10~15min，然后将绢云母、硫酸钡、金属粉、乙炔炭黑、石墨烯和全氢聚硅氮烷按重量份加入其中，高速搅拌10~20min；高速搅拌结束后，加入流平剂、光引发剂，高速分散约20~30min即得浆料，调节黏度和pH值，既得到所需的电器耐刮擦UV金属光泽涂料；
使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于塑料材质电器表面，同时采用紫外光照射，紫外光照射的强度为250μW/m2，功率为180W，照射时间为25min，并在氨气氛围中，温度为85℃下养护1.5h，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
对比例1
UV涂料制备及使用过程中，未添加全氢聚硅氮烷，其他制备条件与实施例6一致。
测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。
表1：

Claims (10)

1.一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯25~35重量份、羧基丙烯酸酯 10~15重量份、环氧丙烯酸酯10~20重量份、磷酸酯树脂3~5重量份、绢云母1~2重量份、硫酸钡2~3重量份、金属粉1~3重量份、乙炔炭黑2~3重量份、石墨烯0.5~1重量份、全氢聚硅氮烷1~5重量份、流平剂1~2重量份、光引发剂3~5重量份。
2.根据权利要求1所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于：所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯28~32重量份、羧基丙烯酸酯 11~14重量份、环氧丙烯酸酯12~18重量份、磷酸酯树脂3~5重量份、绢云母1~2重量份、硫酸钡2~3重量份、金属粉1~3重量份、乙炔炭黑2~3重量份、石墨烯0.5~1重量份、全氢聚硅氮烷2~4重量份、流平剂1~2重量份、光引发剂3~5重量份。
3.根据权利要求2所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于：所述耐刮擦UV金属光泽涂料的原料组成及配比为：聚氨酯丙烯酸酯30重量份、羧基丙烯酸酯 12重量份、环氧丙烯酸酯15重量份、磷酸酯树脂4重量份、绢云母1.5重量份、硫酸钡2.5重量份、金属粉2重量份、乙炔炭黑2.5重量份、石墨烯0.8重量份、全氢聚硅氮烷3重量份、流平剂1.5重量份、光引发剂4重量份。
4.根据权利要求1~3任一项所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于：所述金属粉为铝粉、铜粉、锡粉中的一种。
5.根据权利要求1~3任一项所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、异佛尔酮、二丙酮醇中的至少一种。
6.根据权利要求1~3任一项所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料，其特征在于：所述光引发剂为1-羟基-环己基-苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、1-羟基-环己烷基-苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的一种。
7.根据权利要求1~6任一项所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法，其特征在于，所述耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法为：先将耐刮擦UV金属光泽涂料充分搅拌均匀，然后喷涂于电器表面，同时采用紫外光照射，并在氨气氛围中养护，制得致密黑亮的金属光泽涂层。
8.根据权利要求7所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法，其特征在于：所述电器表面的材质为金属材质或塑料材质。
9.根据权利要求7所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法，其特征在于：所述紫外光照射的强度为200~300μW/m2，功率为150~220W，照射时间为20~30min。
10.根据权利要求7所述一种电器耐刮擦UV金属光泽涂料的使用方法，其特征在于：所述氨气养护的温度为80~90℃，时间为1~2h。
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