CN112480806A - 一种紫外线硬化水性涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种紫外线硬化水性涂料及其制备方法和应用。该紫外线硬化水性涂料包括如下重量份的原料：包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液25‑35份、水性铝粉、润湿剂1‑2份、去离子水35‑45份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.4‑1.6。本发明的紫外线硬化水性涂料，具有较佳的耐磨耗性、耐腐蚀性和耐高低温冲击性，可满足自动线喷涂要求，具有附着力好、外观效果佳以及低VOC排放的特点，可减少对环境的污染，适用于大规模生产应用。

Description

一种紫外线硬化水性涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种紫外线硬化水性涂料及其制备方法和应用。
背景技术
在酒类、化妆品、3C等消费品或电子产品领域，很多高端产品通常需要采用各种特殊涂料和涂装工艺，让它们内、外包装不仅变得更加美观，而且还要赋予其外膜保护、耐化学药品老化、耐玷污等特殊要求，而且国家生态环境保护部门对企业VOC排放指标的控制越来越严格。而现有的涂料常存在耐磨性、耐腐蚀性、耐高低温冲击等性能不高等问题，不能满足市场需求以及环保要求，
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种紫外线硬化水性涂料，具有较佳的耐磨耗性、耐腐蚀性和耐高低温冲击性，可满足自动线喷涂要求，具有附着力好、外观效果佳以及低VOC排放的特点，可减少对环境的污染，适用于大规模生产应用。
本发明的另一目的在于提供一种紫外线硬化水性涂料的制备方法，该制备方法操作简便，易于控制，制得的紫外线硬化水性涂料易于涂装施工，稳定性佳，利于工业化大生产。
本发明的又一目的在于提供一种紫外线硬化水性涂料的应用，该应用所述紫外线硬化水性涂料喷涂施工时，操作简便易控，喷涂效率高，可让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种紫外线硬化水性涂料，包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液25-35份、水性铝粉5-10份、润湿剂1-2份、去离子水35-45份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.4-1.6。
进一步的，所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯6-9份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10-15份、丙二醇甲醚30-45份、去离子水15-30份、聚二甲基硅氧烷0.5-1份、α-羟基酮2-4份。
本发明的紫外线硬化水性涂料包括水性电镀银浆和水性UV清漆，所述水性电镀银浆和水性UV清漆在不使用时分开存储，在进行喷涂施工时将水性电镀银浆和水性UV清漆按比例混合均匀即可，使用方便，且保质期长；水性电镀银浆中的丙烯酸乳液对铝粉的定向性能较好，金属闪光效果稳定，能满足自动线喷涂要求，涂装后的涂层具有高平滑、高饱和度的特点；水性UV清漆通过将改性六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去聚二甲基硅氧烷作为主原料，并添加离子水作为溶剂，各原料相互配合，使得水性涂料在喷涂基材附着力好，成膜性高，并提升了水性涂料的耐腐蚀性、耐磨耗性和耐高低温冲击性，使得产品质量稳定。本发明通过将水性电镀银浆和水性UV清漆配合，可在紫外光照射下固化成型，制得的水性涂料既能满足耐磨耗性能，也能满足自动线喷涂要求，具有高平滑、高饱和度的特点，超越传统真空镀铝效果，外观效果佳；并具有易施工、用水稀释、低VOC排放的优点，喷涂效率高，相对于传统涂料，大大减少了对环境的污染，实用性强。本发明采用六官能团聚氨酯丙烯酸酯，具有良好的固化速度以及交联密度高、粘度低的特点，与其他原料相配合，提升了喷涂效率和涂层的耐腐蚀性、柔韧性和对基材的附着力。进一步的，所述六官能团聚氨酯丙烯酸酯优选但不限于为沙多玛六官能团聚氨酯丙烯酸酯CN975。
进一步的，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。所述润湿剂优选但不限于AEO-9。通过采用上述脂肪醇聚氧乙烯醚，有助于降低水性铝粉的表面能，使水性铝粉在水性电镀银浆中具有良好的相容性和分散性。
进一步的，每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂4-6份，加入至去离子水45-50份中，混合分散均匀，然后加入28-32份第一丙烯酸单体组合物，在40-50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂4-6份，加入至去离子水45-50份中，混合分散均匀，然后加入60-65份第二丙烯酸单体组合物，在40-50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂2-4份,加入至8-12份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂1-2份、去离子水30-40份和碳酸氢钠2-3份混合均匀，再加入预乳液A1 20-25份和引发剂溶液5-8份，升温至80-90℃，搅拌50-75min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1和引发剂溶液，滴加完后恒温反应40-60min，加入双酚A型环氧树脂10-16份、纳米二氧化硅8-12份、丙烯基三甲氧基硅烷6-9份，降温，加入氨水调节pH值至7-8，得到丙烯酸乳液。
进一步的，所述乳化剂是由辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按照重量比为1:0.8-1.4组成。本发明的乳化剂通过采用采用非离子乳化剂与阴离子乳化剂相复配，能提高乳化剂的界面密度和界面效率，通过空间稳定作用，可提高丙烯酸乳液的稳定性以及在水性涂料中的分散性。
进一步的，所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯6-9份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、甲基丙烯酸羟乙酯2-3份和甲基丙烯酸1-2份。
进一步的，所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯30-36份、甲基丙烯酸乙酯10-15份、甲基丙烯酸羟乙酯5-8份和甲基丙烯酸缩水甘油酯5-8份。
本发明通过引入不饱和酸，使制得的丙烯酸乳液中引入了众多的强亲水基团，增加了乳液的稳定性，并通过采用不同的单体配合，制备得到的丙烯酸乳液具有硬核软壳的结构，提高了丙烯酸乳液的耐磨耗性、耐腐蚀性和耐高低温冲击性，增强了紫外线硬化水性涂料在ABS塑料、PC塑料、ABS和PC复合塑料等基材上的附着力。
进一步的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。上述引发剂能促进丙烯酸单体的聚合，且具有良好的稳定性。
本发明通过采用不同的单体聚合，并与双酚A型环氧树脂、纳米二氧化硅和丙烯基三甲氧基硅烷相配合，制备得到丙烯酸乳液，制得交联型丙烯酸聚合物乳液，丙烯酸聚合物分子具有网状结构，力学强度高，柔韧性好，成膜温度低，提高了水性涂料的涂装效率、耐腐蚀性和耐磨耗性，附着力强，制备得到的丙烯酸乳液具有硬核软壳的结构，硬核能为涂层提供良好的耐性，软壳中和后会膨胀，黏度变大，使其具有触变性流体的假塑性性质，使其在低剪切力下具有高黏度，在高剪切力下具有低粘度，本发明制得的丙烯酸乳液对铝粉的定向性能较好，金属闪光效果稳定，能满足自动线喷涂要求，涂装后的涂层具有高平滑、高饱和度的特点。进一步的，所述双酚A型环氧树脂优选但不限于双酚A型环氧树脂E-44(6101)。
进一步的，每份所述水性铝粉的制备方法包括如下步骤：
B1、按重量份计，将铝粉50-55份和乙醇190-220份混合后，加入碳酸钠1.3-1.6份、过氧化氢0.5-0.8份，在30-35℃温度下处理45-70min,得到组分B1；将组分B1过滤后，采用丙酮洗涤，得到组分B2；
B2、将组分B2与四氢呋喃20-25份、二月桂酸二丁基锡0.6-1.2份混合，搅拌30-40min，得到组分B3；将3-氨丙基三甲氧基硅烷50-60份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20-30份、月桂醇聚氧乙烯醚3-6份和四氢呋喃150-180份混合均匀，得到组分B4；
B3、将组分B3滴加于组分B4中，在55-65℃温度下反应120-180min后，采用丙酮洗涤，干燥后，得到水性铝粉。
本发明通过采用上述步骤对铝粉表面进行羟基化，铝粉、3-氨丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷实现羟基-羟基的缩合，铝粉表面的形成致密均一，具有耐腐蚀性和光泽性好，在水性涂料体系中与其他原料相容性好，涂层的流平性好，提升了涂层的外观效果和对基材的附着力。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种上述紫外线硬化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以300-400r/min的转速搅拌25-35min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以800-1200r/min的转速搅拌15-20min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在50-60℃温度下混合，以500-700r/min的转速搅拌15-20min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
本发明的紫外线硬化水性涂料的制备方法操作简便，易于控制，制得的紫外线硬化水性涂料易于涂装施工，稳定性佳，且附着力好，粘结强度高。利于工业化大生产。
本发明的又一目的通过下述技术方案实现：一种上述紫外线硬化水性涂料的应用，包括如下步骤：所述紫外线硬化水性涂料应用于在基材表面进行喷涂；喷涂施工时，将水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1:1.4-1.6混合均匀，压缩空气喷涂，烘烤后紫外线下曝光，得到紫外线硬化水性涂料涂层。所述紫外线硬化水性涂料可适用于喷涂于ABS塑料、PC塑料以及ABS-PC复合塑料等基材表面，让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果。
进一步的，压缩空气喷涂的压力为4-6个标准大气压，烘烤温度为65-75℃，烘烤时间为2-5min，紫外辐照能量为1000-1200mj/cm2。通过采用严格控制上述喷涂工艺，喷涂效果好，喷涂效果高，涂层具有良好的外观效果，与基材的附着力强。
本发明应用所述紫外线硬化水性涂料在基材喷涂施工时，操作简便易控，喷涂效率高，可让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果，具有附着力好、外观效果佳以及低VOC排放的特点，可减少对环境的污染。
本发明的有益效果在于：本发明的紫外线硬化水性涂料，具有较佳的耐磨耗性、耐腐蚀性和耐高低温冲击性，可满足自动线喷涂要求，具有附着力好、外观效果佳以及低VOC排放的特点，可减少对环境的污染，适用于大规模生产应用。紫外线硬化水性涂料的制备方法操作简便，易于控制，制得的紫外线硬化水性涂料易于涂装施工，稳定性佳，利于工业化大生产。本发明可应用于涂装工艺，紫外线硬化水性涂料喷涂施工时，操作简便易控，喷涂效率高，可让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种紫外线硬化水性涂料，包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液30份、水性铝粉7份、润湿剂1.份、去离子水40份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.5。
进一步的，所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯7份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯12份、丙二醇甲醚38份、去离子水22份、聚二甲基硅氧烷0.7份、α-羟基酮3份。所述六官能团聚氨酯丙烯酸酯为沙多玛六官能团聚氨酯丙烯酸酯CN975。所述润湿剂为AEO-9。
进一步的，每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂5份，加入至去离子水47份中，混合分散均匀，然后加入30份第一丙烯酸单体组合物，在45℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂5份，加入至去离子水47份中，混合分散均匀，然后加入62份第二丙烯酸单体组合物，在45℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂3份，加入至9份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂1.5份、去离子水35份和碳酸氢钠2.5份混合均匀，再加入预乳液A123份和引发剂溶液6份，升温至85℃，搅拌60min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1、引发剂溶液，滴加完后恒温反应50min，加入双酚A型环氧树脂12份、纳米二氧化硅10份、丙烯基三甲氧基硅烷7份，降温，加入氨水调节pH值至7.5，得到丙烯酸乳液。所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44(6101)。
进一步的，所述乳化剂是由辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按照重量比为1:1.2组成。
进一步的，所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯7份、甲基丙烯酸甲酯4份、甲基丙烯酸羟乙酯2.5份和甲基丙烯酸1.5份。
进一步的，所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯32份、甲基丙烯酸乙酯13份、甲基丙烯酸羟乙酯6份和甲基丙烯酸缩水甘油酯7份。
进一步的，所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵按照重量比1:2组成。
进一步的，每份所述水性铝粉的制备方法包括如下步骤：
B1、按重量份计，将铝粉52份和乙醇210份混合后，加入碳酸钠1.4份、过氧化氢0.7份，在32℃温度下处理60min,得到组分B1；将组分B1过滤后，采用丙酮洗涤，得到组分B2；
B2、将组分B2与四氢呋喃22份、二月桂酸二丁基锡0.9份混合，搅拌35min，得到组分B3；将3-氨丙基三甲氧基硅烷55份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷25份、月桂醇聚氧乙烯醚4份和四氢呋喃160份混合均匀，得到组分B4；
B3、将组分B3滴加于组分B4中，在60℃温度下反应160min后，采用丙酮洗涤，干燥后，得到水性铝粉。
一种上述紫外线硬化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以3050r/min的转速搅拌30min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以1000r/min的转速搅拌18min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在55℃温度下混合，以600r/min的转速搅拌20min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
一种上述紫外线硬化水性涂料的应用，包括如下步骤：所述紫外线硬化水性涂料应用于在基材表面进行喷涂；喷涂施工时，将水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1:1.5混合均匀，压缩空气喷涂，烘烤后紫外线下曝光，得到紫外线硬化水性涂料涂层。所述紫外线硬化水性涂料可适用于喷涂于ABS塑料、PC塑料以及ABS-PC复合塑料等基材表面，让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果。
进一步的，压缩空气喷涂的压力为5个标准大气压，烘烤温度为70℃，烘烤时间为3.5min，紫外辐照能量为1200mj/cm2。
实施例2
一种紫外线硬化水性涂料，包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液25份、水性铝粉5份、润湿剂1份、去离子水35份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.4。
进一步的，所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯6份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、丙二醇甲醚30份、去离子水15份、聚二甲基硅氧烷0.5份、α-羟基酮2份。
进一步的，每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂4份，加入至去离子水45份中，混合分散均匀，然后加入28份第一丙烯酸单体组合物，在40℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂4份，加入至去离子水45份中，混合分散均匀，然后加入60份第二丙烯酸单体组合物，在40℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂2份,加入至8份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂1份、去离子水30份和碳酸氢钠2份混合均匀，再加入预乳液A1 20份和引发剂溶液5份，升温至80℃，搅拌75min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1、引发剂溶液，滴加完后恒温反应60min，加入双酚A型环氧树脂10份、纳米二氧化硅8份、丙烯基三甲氧基硅烷6份，降温，加入氨水调节pH值至7，得到丙烯酸乳液。
进一步的，所述乳化剂是由辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按照重量比为1:0.8组成。所述引发剂为过硫酸钾。
进一步的，所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯酸甲酯3份、甲基丙烯酸羟乙酯2份和甲基丙烯酸1-2份。
进一步的，所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯30份、甲基丙烯酸乙酯10份、甲基丙烯酸羟乙酯5-8份和甲基丙烯酸缩水甘油酯5份。
进一步的，每份所述水性铝粉的制备方法包括如下步骤：
B1、按重量份计，将铝粉50份和乙醇190份混合后，加入碳酸钠1.3份、过氧化氢0.5份，在30温度下处理45min,得到组分B1；将组分B1过滤后，采用丙酮洗涤，得到组分B2；
B2、将组分B2与四氢呋喃20份、二月桂酸二丁基锡0.6份混合，搅拌30min，得到组分B3；将3-氨丙基三甲氧基硅烷50份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20份、月桂醇聚氧乙烯醚3份和四氢呋喃150份混合均匀，得到组分B4；
B3、将组分B3滴加于组分B4中，在55℃温度下反应180min后，采用丙酮洗涤，干燥后，得到水性铝粉。
一种上述紫外线硬化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以300r/min的转速搅拌35min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以800r/min的转速搅拌20min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在50℃温度下混合，以500r/min的转速搅拌20min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
一种上述紫外线硬化水性涂料的应用，包括如下步骤：所述紫外线硬化水性涂料应用于在基材表面进行喷涂；喷涂施工时，将水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1:1.4混合均匀，压缩空气喷涂，烘烤后紫外线下曝光，得到紫外线硬化水性涂料涂层。
进一步的，压缩空气喷涂的压力为4个标准大气压，烘烤温度为65℃，烘烤时间为5min，紫外辐照能量为1000mj/cm2。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
一种紫外线硬化水性涂料，包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液35份、水性铝粉10份、润湿剂1-2份、去离子水45份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.6。
进一步的，所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯9份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15份、丙二醇甲醚45份、去离子水30份、聚二甲基硅氧烷1份、α-羟基4份。
进一步的，每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂6份，加入至去离子水50份中，混合分散均匀，然后加入32份第一丙烯酸单体组合物，在50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂6份，加入至去离子水50份中，混合分散均匀，然后加入65份第二丙烯酸单体组合物，在50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂4份,加入至12份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂2份、去离子水40份和碳酸氢钠3份混合均匀，再加入预乳液A1 25份和引发剂溶液8份，升温至90℃，搅拌50min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1、引发剂溶液，滴加完后恒温反应60min，加入双酚A型环氧树脂16份、纳米二氧化硅12份、丙烯基三甲氧基硅烷9份，降温，加入氨水调节pH值至8，得到丙烯酸乳液。
进一步的，所述乳化剂是由辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按照重量比为1:1.4组成。所述引发剂为过硫酸钠。
进一步的，所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯9份、甲基丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯酸羟乙酯3份和甲基丙烯酸2份。
进一步的，所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯36份、甲基丙烯酸乙酯15份、甲基丙烯酸羟乙酯8份和甲基丙烯酸缩水甘油酯8份。
进一步的，每份所述水性铝粉的制备方法包括如下步骤：
B1、按重量份计，将铝粉55份和乙醇220份混合后，加入碳酸钠1.6份、过氧化氢0.8份，在35℃温度下处理70min,得到组分B1；将组分B1过滤后，采用丙酮洗涤，得到组分B2；
B2、将组分B2与四氢呋喃25份、二月桂酸二丁基锡1.2份混合，搅拌40min，得到组分B3；将3-氨丙基三甲氧基硅烷60份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷30份、月桂醇聚氧乙烯醚6份和四氢呋喃180份混合均匀，得到组分B4；
B3、将组分B3滴加于组分B4中，在65℃温度下反应120min后，采用丙酮洗涤，干燥后，得到水性铝粉。
一种上述紫外线硬化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以400r/min的转速搅拌35min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以1200r/min的转速搅拌15min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在60℃温度下混合，以700r/min的转速搅拌15min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
一种上述紫外线硬化水性涂料的应用，包括如下步骤：所述紫外线硬化水性涂料应用于在基材表面进行喷涂；喷涂施工时，将水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1:1.6混合均匀，压缩空气喷涂，烘烤后紫外线下曝光，得到紫外线硬化水性涂料涂层。所述紫外线硬化水性涂料可适用于喷涂于ABS塑料、PC塑料以及ABS-PC复合塑料等基材表面，让涂层表面产生类似电镀的高平滑、高饱和度效果。
进一步的，压缩空气喷涂的压力为6个标准大气压，烘烤温度为75℃，烘烤时间为2min，紫外辐照能量为1100mj/cm2。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
一种紫外线硬化水性涂料，包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液28份、水性铝粉6份、润湿剂1.2份、去离子水38份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：5。
进一步的，所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯7份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯12份、丙二醇甲醚35份、去离子水20份、聚二甲基硅氧烷0.7份、α-羟基酮2.5份。
进一步的，每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂5份，加入至去离子水46份中，混合分散均匀，然后加入29份第一丙烯酸单体组合物，在45℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂5份，加入至去离子水46份中，混合分散均匀，然后加入63份第二丙烯酸单体组合物，在45℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂2.5份,加入至9份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂1.5份、去离子水32份和碳酸氢钠2.5份混合均匀，再加入预乳液A124份和引发剂溶液7份，升温至85℃，搅拌65min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1、引发剂溶液，滴加完后恒温反应55min，加入双酚A型环氧树脂14份、纳米二氧化硅9份、丙烯基三甲氧基硅烷7份，降温，加入氨水调节pH值至7，得到丙烯酸乳液。
进一步的，所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯7份、甲基丙烯酸甲酯4份、甲基丙烯酸羟乙酯2.2份和甲基丙烯酸1.8份。
进一步的，所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯34份、甲基丙烯酸乙酯13份、甲基丙烯酸羟乙酯7份和甲基丙烯酸缩水甘油酯6份。
进一步的，每份所述水性铝粉的制备方法包括如下步骤：
B1、按重量份计，将铝粉52份和乙醇200份混合后，加入碳酸钠1.4份、过氧化氢0.7份，在32℃温度下处理55min,得到组分B1；将组分B1过滤后，采用丙酮洗涤，得到组分B2；
B2、将组分B2与四氢呋喃22份、二月桂酸二丁基锡0.69份混合，搅拌35min，得到组分B3；将3-氨丙基三甲氧基硅烷55份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷22份、月桂醇聚氧乙烯醚4份和四氢呋喃160份混合均匀，得到组分B4；
B3、将组分B3滴加于组分B4中，在60℃温度下反应150min后，采用丙酮洗涤，干燥后，得到水性铝粉。
一种上述紫外线硬化水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以350r/min的转速搅拌30min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以1100r/min的转速搅拌20min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在55℃温度下混合，以600r/min的转速搅拌20min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例的所述丙烯酸乳液为路博润丙烯酸乳液Zinpol460。将实施例1中每份所述水性铝粉的制备方法替换为：包括如下步骤：将铝粉52份、3-氨丙基三甲氧基硅烷80份混合均匀，得到铝粉混合物。
取对实施例1-4的制备的1g水性铝粉与200mL去离子水放入析氢测试瓶中，混合搅拌，在100℃下煮沸2h，观察发现并没有氢气的产出，本发明的水性铝粉具有优异的耐腐蚀并能保持良好的光泽性。
对实施例1-4和对比例1的水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1：1.5混合，进行涂装作业，涂装作业工艺参数如下：
Figure BDA0002754441460000151
Figure BDA0002754441460000161
对实施例1-4和对比例1的喷涂后形成的涂层室温放置24H后开始试验进行性能测试，测试结果如下表所示：
Figure BDA0002754441460000162
附着性测试按照GB/T9286-1998进行，采用百格刀，3M胶带剥离试验测试；铅笔硬度按照GB/T6739-2006，采用铅笔硬度测试仪，三菱铅笔进行测试；耐磨耗性按照GB/T1768-2006，采用泰伯磨耗仪，750克砝码进行测试；耐醇性测试条件为：采用无水酒精、200克力，以30-40次/min的速度循环擦拭50次进行测试；耐候性测试条件为：QUV人工老化机(模拟阳光、降雨)，240H，电脑色差仪。
本发明的紫外线硬化水性涂料，具有较佳的耐磨耗性、耐溶剂性、耐候性、耐盐雾性和耐高低温冲击性，可满足自动线喷涂要求，具有附着力好、外观效果佳以及低VOC排放的特点，可减少对环境的污染，适用于大规模生产应用。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：包括水性电镀银浆和水性UV清漆；所述水性电镀银浆包括如下重量份的原料：丙烯酸乳液25-35份、水性铝粉5-10份、润湿剂1-2份、去离子水35-45份；所述水性电镀银浆和水性UV清漆的重量比为1：1.4-1.6。
2.根据权利要求1所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：所述水性UV清漆包括如下重量份的原料：六官能团聚氨酯丙烯酸酯6-9份、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10-15份、丙二醇甲醚30-45份、去离子水15-30份、聚二甲基硅氧烷0.5-1份、α-羟基酮2-4份。
3.根据权利要求2所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：每份所述丙烯酸乳液的制备方法包括如下步骤：
A1、按重量份计，称取乳化剂4-6份，加入至去离子水45-50份中，混合分散均匀，然后加入28-32份第一丙烯酸单体组合物，在40-50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A1；
A2、按重量份计，称取乳化剂4-6份，加入至去离子水45-50份中，混合分散均匀，然后加入60-65份第二丙烯酸单体组合物，在40-50℃温度下搅拌均匀，制得预乳液A2；
A3、称取引发剂2-4份，加入至8-12份去离子水中，制得引发剂溶液；
A4、取乳化剂1-2份、去离子水30-40份和碳酸氢钠2-3份混合均匀，再加入预乳液A120-25份和引发剂溶液5-8份，升温至80-90℃，搅拌50-75min，然后同时滴加预乳液A2、剩余的预乳液A1和引发剂溶液，滴加完后恒温反应40-60min，加入双酚A型环氧树脂10-16份、纳米二氧化硅8-12份、丙烯基三甲氧基硅烷6-9份，降温，加入氨水调节pH值至7-8，得到丙烯酸乳液。
4.根据权利要求3所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：所述乳化剂是由辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按照重量比为1:0.8-1.4组成。
5.根据权利要求2所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：所述步骤A1中，每份所述第一丙烯酸单体组合物包括丙烯酸甲酯6-9份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、甲基丙烯酸羟乙酯2-3份和甲基丙烯酸1-2份。
6.根据权利要求2所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：所述步骤A2中，每份所述第二丙烯酸单体组合物包括丙烯酸丁酯30-36份、甲基丙烯酸乙酯10-15份、甲基丙烯酸羟乙酯5-8份和甲基丙烯酸缩水甘油酯5-8份。
7.根据权利要求2所述的一种紫外线硬化水性涂料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。
8.一种权利要求2-7任意一项所述紫外线硬化水性涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)水性电镀银浆的制备：将丙烯酸乳液、润湿剂、去离子水和水性铝粉按比例混合，以300-400r/min的转速搅拌25-35min，制得水性电镀银浆；
(2)水性UV清漆的制备：将六官能团聚氨酯丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙二醇甲醚、去离子水和聚二甲基硅氧烷按比例混合后，以800-1200r/min的转速搅拌15-20min，制得混合物Ⅰ；将混合物Ⅰ和α-羟基酮在50-60℃温度下混合，以500-700r/min的转速搅拌15-20min，制得水性UV清漆；
(3)水性电镀银浆和水性UV清漆的混合：需要使用时，将分开保存的水性电镀银浆和水性UV清漆按重量比混合均匀后，制得紫外线硬化水性涂料；
其中，步骤(1)-(2)可同时进行或调换顺序。
9.一种权利要求2-7任意一项所述紫外线硬化水性涂料的应用：包括如下步骤：所述紫外线硬化水性涂料应用于在基材表面进行喷涂；喷涂施工时，将水性电镀银浆和水性UV清漆按照重量比1:1.4-1.6混合均匀，压缩空气喷涂，烘烤后紫外线下曝光，得到紫外线硬化水性涂料涂层。
10.根据权利要求9所述的紫外线硬化水性涂料应用，其特征在于：压缩空气喷涂的压力为4-6个标准大气压，烘烤温度为65-75℃，烘烤时间为2-5min，紫外辐照能量为1000-1200mj/cm2。
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