TWI472587B - 紫外光可固化有色水性塗料組合物 - Google Patents

紫外光可固化有色水性塗料組合物 Download PDF

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TWI472587B
TWI472587B TW100132877A TW100132877A TWI472587B TW I472587 B TWI472587 B TW I472587B TW 100132877 A TW100132877 A TW 100132877A TW 100132877 A TW100132877 A TW 100132877A TW I472587 B TWI472587 B TW I472587B
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紫外光可固化有色水性塗料組合物
本發明係關於一種紫外光(UV)可固化有色水性塗料組合物，尤其關於一種用於一次施工之紫外光可固化有色水性塗料組合物。
在資訊化時代的今天，各種電子產品廣泛應用於人們的生活中，如數位相機、筆記型電腦、手機、掌上型數位助理(PDA)、家電產品等，其外殼大多由塑膠製成，塑膠材料具有易成型、成本低、重量輕、不易腐蝕等優點，但是其在耐老化性和機械性能上較金屬材料差、而且在外觀的質感上亦遜於金屬材料的表現。因此，為克服上述問題，目前使用的工藝是在塑膠件的表面藉由塗佈烘烤而形成具保護性和/或裝飾性的塗層。
過去用於基材的塗料大多為溶劑型塗料，然而溶劑型塗料所排放到大氣中的揮發性有機溶劑(VOC)，卻會對環境造成惡劣影響。近年來，由於人類對環保及能源的重視，世界各國相繼對塗料中VOC的含量嚴格控制，促使塗料的研究由慣用的溶劑型塗料漸漸轉移至水性塗料。與溶劑型塗料相比，水性塗料具有不含VOC或VOC含量較低的優點，對環境污染性低。
傳統的在塑膠件表面的塗佈，一般需要經過二塗二烤或三塗三烤的程序。以二塗二烤為例，先噴塗底漆，底漆的作用為提供基材表面上所需的顏色及由於其與基材和面漆的附著力佳，故可封固基底並增強之後噴塗的面漆與基底的附著力等。底漆在經過烘烤後，再噴塗面漆，面漆與底漆搭配使整體塗層顯出各種色彩及光澤，並使塗層具有高硬度、高耐磨、高耐化性..等特性。由於其必須經過兩塗兩烤以上的多道工序之操作，不只塗料的用量大，也非常的耗工時，進而增加了成本。因此，業界均致力於開發通過一次塗裝即可達到美觀與性能兼具的塗層的塗料組合物。例如，臺灣專利第I290566號揭示一種一次噴塗用珍珠漆紫外光塗料組成物，雖然利用珍珠漆紫外光塗料組成物經一塗一烤之一次施工的工藝後即可獲得塑膠件上的塗層，但是，這樣的組成物卻僅限於使用半透明的珠光顏料，若以不具透明性的實色顏料取代珠光顏料，由於實色顏料的光吸收性質，會使得紫外光在塗層的表層就被吸收殆盡而無法穿透塗層，故在塗層的固化過程中，單體或寡聚物無法有效的進行聚合，不止容易產生塗膜不乾或半乾的問題，塗層的品質亦無法得到確保。
本發明的主要目的為提供一種紫外光可固化有色水性塗料組合物，其包含以下組分：
(a)　含有至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物，所述的水性寡聚物選自由水性環氧丙烯酸酯寡聚物、水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚丙烯酸酯寡聚物、水性胺基丙烯酸酯寡聚物、水性矽基丙烯酸酯寡聚物及其混合物所構成的群組；
(b)　水性介質；
(c)　光起始劑；
(d)　視需要，水性熱塑性樹脂；
(e)　色料
其中組分(c)以組分(a)合計100重量份計，其含量為3～10重量份；組分(d)以組分(a)合計100重量份計，其含量為0～30重量份；組分(e)以組分(a)與(d)合計100重量份計，其含量為2～50重量份。
本發明的紫外光可固化有色水性塗料組合物的應用係採一次施工的方式，當以一次噴塗即可獲得美觀與高性能兼具的塗膜，相較於傳統二次或三次的塗裝方式，本發明具有高生產效率、低耗能與低成本等優點，獲得的漆膜具有外觀好、耐刮劃佳、耐磨性和耐溶劑性佳之特點，另外，有色水性塗料組合物具有不含揮發性有機化合物(VOC)或VOC含量較低的優點，對環境污染性低，可作為環保材料。
本發明的紫外光(UV)可固化有色水性塗料組合物中所包含的組分(a)至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物，較佳為具1～10個不飽和雙鍵的水性寡聚物，更佳為具2～5個不飽和雙鍵的水性寡聚物。本發明中所使用的水性寡聚物的重均分子量沒有特別限制，一般為100～10,000、較佳為300～7,500、更佳為400～6,500、特別佳為500～5,000。
本發明中所使用的水性寡聚物是選自水性環氧丙烯酸酯(Epoxy Acrylate)寡聚物、水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯(Polyurethane Acrylate)寡聚物、水性聚酯丙烯酸酯(Polyester Acrylate)寡聚物、水性聚丙烯酸酯(Polyacrylate)寡聚物、水性胺基丙烯酸酯(Amine Acrylate)寡聚物、水性矽基丙烯酸酯(Silicon Acrylate)寡聚物及其混合物所構成群組，較佳地，所述水性寡聚物是水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚丙烯酸酯寡聚物及其混合物所構成群組，更佳地，所述水性寡聚物為水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物，所述水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物可為水性脂肪族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物或水性芳香族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物，其中以水性脂肪族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物不易有黃變問題，為較佳。
市售此類至少含有1個不飽和雙鍵的水性寡聚物例子包含：水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物：ETERCURE DR-W401,ETERCURE DR-W402及ETERCURE DR-W403等(長興化工製)；UCECOATTM 7570，UCECOATTM 7578，UCECOATTM 6558，UCECOATTM 6569，UCECOATTM 7177，UCECOAT 7571TM ，UCECOATTM 7631，UCECOATTM 7655，UCECOATTM 7660，UCECOATTM 7699，UCECOATTM 7849，UCECOATTM 7770，UCECOATTM 7772，UCECOATTM 7773，UCECOATTM 7825及UCECOATTM 7849等(CYTEC公司製)。CN9245及CN9245W80等(Sartomer公司製)；VP LS2280,XP2629,XP2420,UV 2282,VP LS 2317,VP LS 2348,XP 2689,XP2687,XP2649,XP2661及XP2720等(Bayer公司製)。水性聚酯丙烯酸酯寡聚物：CN2255,CN2256等(Sartomer公司製)；水性聚丙烯酸酯寡聚物：CN2716、CN2717、CN132及SB500K60等(Sartomer公司製)。
本發明可利用水性介質來調整塗料黏度在適合操作的範圍。水性介質可在調配各成分時添加，亦可在最終欲進行噴塗時添加，並在最終欲調整黏度時，進一步調整到噴塗的黏度，使固成份在約10%～約40%的範圍。本發明紫外光可固化有色水性塗料組合物中作為組份(b)的水性介質較佳為水、去離子水及視需要的親水性溶劑及其混合物所構成的群組。上述親水性溶劑並無特殊限制，可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所已知者，例如是選自由醇類、醇醚類、醇酯類、酮醇類和其混合物所構成的群組，其包括，但不限於，甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、第三丁醇、乙二醇及其醚類、丙二醇及其醚類、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯、二丙酮醇或其組合。其中，乙二醇及其醚類包括，但不限於，乙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單丁醚、三乙二醇單丁醚及其組合。其中，丙二醇及其醚類，包括，但不限於，丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單丁醚及其組合。在本發明所述的紫外光可固化有色水性塗料組合物中，其中固成分為約20%至60%。
本發明所使用的光起始劑(photo initiator)，並無特殊限制，是經光照射後會產生自由基，而透過自由基的傳遞引發聚合反應者。其例如選自以下組成的組群：二苯甲酮-胺共軛體系、苯偶姻醚類、苯偶醯及其縮酮類及苯乙酮衍生物類。
根據本發明，組分(c)光起始劑的用量並無特殊限制，可視需要依紫外光可固化有色水性塗料組合物所包含的水性寡聚物的種類及其用量進行調整。一般而言，以組分(a)100重量份計，組分(c)的含量為3至10重量份。由於不同的光起始劑對不同波段的光具有不同程度的吸收，因此不同顏色的色料選用的光起始劑亦不相同，可視需要選用兩種或兩種以上的光起始劑。
市售光起始劑的例子包括：安息香雙甲醚：DAROCUR MBF及IRGACURE 754(BASF公司製)。α-羥基酮類：IRGACURE 2959、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE 184(BASF公司製)及RUNTECURE 1103(常州華鈦公司製)。二苯甲酮類：DAROCUR BP、(BASF公司製)。2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦：DAROCUR TPO(BASF公司製)。雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)苯基氧化膦BAPO: IRGACURE 819及IRGACURE 819DW(BASF公司製)。1-羥基環己基苯乙酮：CHIVACURE 184(雙鍵化工(DBC)有限公司製)。上述的引發劑的選用，可視需要選用一種或幾種組合物。
由本發明的紫外光可固化有色水性塗料組合物可作為水性塗料，用於塗覆基材表面。合適的基材包括塑膠基材(包含了ABS、AS、PC、PP、PMMA、PS、HIPS、PVC、PA、PPO、PPS、P C/A B S或其混合等，較佳為ABS、PC、PC/ABS)、瓷磚、木材、皮革、石材、玻璃、金屬、合金、紙張、纖維、棉織品和其混合物所構成的群組。本發明的配方中可以不加入水性熱塑性樹脂，較佳配方是加入水性熱塑性樹脂，根據不同的基材，視需要添加組分(d)水性熱塑性樹脂；一般而言，組分(d)以組分(a)合計100重量份計，其含量為0～30重量份。所述的水性熱塑性樹脂是選自由丙烯酸樹脂、氯醋樹脂、氯化聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、醋酸丁酸纖維素(CAB)、硝化纖維素(NC)及其混合物所構成群組。前述之水性熱塑性樹酯的重均分子量沒有特殊限制，較佳為1000～200000，可為均聚物或共聚物。
根據本發明之一實施態樣，選用丙烯酸樹脂作為水性熱塑性樹脂，特別適合用於塗覆塑膠基材表面，本發明所使用的水性熱塑性丙烯酸樹脂與寡聚物的相容性佳，可直接摻混(blending)在塗料組合物中，不會與寡聚物產生反應，因此可作為一緩衝的介質，以釋放UV固化過程中，因快速固化而產生的應力。另一方面，由於此類樹脂的表乾能力強，所以在乾燥過程中，可促進溶劑由塗膜中移除，可避免垂流現象。上述丙烯酸樹脂具有大於20℃的玻璃轉移溫度，主要作用是增加處理劑塗膜與基材的密著與防止塗膜龜裂，也可視需要添加較高玻璃轉移溫度(Tg)的丙烯酸樹脂，例如，具有大於60℃的玻璃轉移溫度，較佳具有70℃至150℃的玻璃轉移溫度，可以加快塗膜的乾燥速度。玻璃轉移溫度太低，塗膜耐熱性、耐磨性、耐溶劑性及硬度表現不佳，保護力不足；反之，玻璃轉移溫過高，卻又衍生出加工不易的問題。
前述的水性熱塑性丙烯酸樹脂，可為均聚物或共聚物，其是衍生自至少一種選自以下單體的聚合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯以及甲基丙烯酸烷基酯。所述烷基為碳原子數1～30、較佳為碳原子數1～20、更佳為碳原子數1～12、特別佳為碳原子數1～8、最佳為碳原子數1～6的直鏈烷基、支鏈烷基或者環烷基。所述烷基可以由一個或多個選自羥基、鹵素原子、C1～C30(較佳C1～C20、更佳C1～C12、特別佳C1～C8、最佳C1～C6)烷氧基、C6～C14芳基、氰基、羧基、硝基和磺基的取代基取代。
所述烷基可以列舉例如：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、正庚基、異庚基、正辛基、異辛基、正壬基、異壬基、正癸基、異癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基、冰片基、異冰片基等。
市售水性熱塑性丙烯酸樹脂例子包含：ETERSOL 6923,ETERSOL 1155,ETERSOL 1155-1及ETERSOL 1191等(長興化工製)；Carboset CR-781,及Carboset PC-23等(Lubrizol公司製)。Bayhydrol AH XP2754及Bayhydrol AH XP2741等(Bayer公司製)。Primal WL-51,Primal WL-91,Primal WL-100(羅門哈斯公司(現屬陶氏化學)製)。
根據本發明之另一實施態樣，選用氯醋樹脂作為水性熱塑性樹脂，前述氯醋樹脂，可為均聚物或共聚物，其例如但不限於：氯乙烯和醋酸乙烯之共聚物或氯乙烯和醋酸乙烯和二羧酸之三元共聚物。可用於本發明之市售水性熱塑性氯醋樹脂例子包含：UCAR AW-875(陶氏化學公司製)；此外，也可選用醋酸丁酸纖維素作為水性熱塑性樹脂，可用於本發明之市售醋酸丁酸纖維素例子包含：CMCAB 641-0.2,CMCAB 641-0.5(EASTMAN公司製)。
本發明所使用的色料組份(e)可為透明、半透明或不透明的材料，是可給予本發明的組合物及由所述組合物形成的塗層實質顏色或修飾素材表面缺陷的顏料、染料或填料。所述顏料、染料和填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
根據本發明的一實施態樣，本發明所使用的色料為顏料，塗佈於基材，可覆蓋基材的原色。可賦予顏色的顏料為本領域普通技術人員所知，其可為有機顏料或無機顏料。無機顏料一般是礦物性物質，包括：鈦白粉顏料、氧化鐵顏料、鉻系顏料、黑鈦、碳黑、銀漿等。無機顏料的具體例子包括C.I.顏料黃34、C.I.顏料紅104。鋁銀漿STAPAHYDROLAN系列：STAPA HYDROLAN 2154,STAPA HYDROLAN 156,STAPA HYDROLAN 2197,STAPA HYDROLAN 3580,STAPA HYDROLAN 3590等(ECKART公司製)。鋁銀漿ZW954,ZW955,ZW956,ZW959系列(長沙族興金屬材料有限公司製)；有機顏料主要包括：偶氮顏料、菁類顏料等，有機顏料的實例包括C.I.顏料黃184、C.I.顏料黃109、C.1.顏料黃74、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃42、C.I.顏料橙73、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅112、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅101、C.I.顏料紅264、C.I.顏料綠7、C.I，顏料藍15、C.1.顏料藍15:3、C.I.顏料紫23、C.I.顏料黑7等為了符合各種顏色需求，可以使用一或多種的色料。
市售色料的例子包括：UNISPERSE系列：GREEN G-S、BLUE B-S、YELLOW GO-S、RED 3RS-S、ULTRA BLUE 15:3等(CIBA公司製)；Hostafine系列：Yellow HR 130-CN、Yellow HR、Red F5RK、Red FGR、Red FGR-131-CN、Black T30、Black TS30。Colanyl Black N 131-CN、Colanyl white TQ-CN等(Clariant公司製)；DOR1、DBK1、DOY1、DBC1、CH2等(芬蘭希必思公司製)。
本發明所使用的色料除了顏料以外還可以搭配填料(filler)，填料可作為體質顏料，具有耐酸鹼，增加塗層膜厚、提高塗層硬度、填充基材孔洞、降低成本等功效；適合作為填料的實例包括透明填料(例如長石、矽沙、砂石、晶狀石灰石、玻璃珠、合成型樹脂珠)、彩色填料(例如大理石粉、花岡石粉、蛇紋石粉、螢石、著色矽沙粉及著色陶石粉)、增充劑(例如碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、雲母、黏土、矽藻土及重晶石)、波特蘭水泥或氧化鋅。
依照所需成品塗膜的用途，本發明塗料組成物可進一步包含一或多種的組分(f)添加劑，作為水性助劑。可選用的助劑選自由分散劑、消光劑、消泡劑、抗氧化劑，搖變助劑、穩定劑、殺菌劑、流平劑、潤濕劑、密著促進劑、防浮色劑及其混合物所構成的組，這些助劑的種類是本領域普通技術人員所習知的，而其用量亦為本領域普通技術人員依不同需求而可輕易確定，較佳的，以紫外光可固化有色水性塗料組合物總合計100重量份計，組分(f)添加劑之含量是0～13重量份，更佳是0.5～10重量份。
本發明視需要使用的水性分散劑主要作為顏料分散解絮凝劑，分散劑可以選自含顏料親和基團的聚合物共聚體成份、不飽和聚醯胺酸與胺類、高分子量不飽和聚羧酸類及非離子型有機表面活性劑。
市售分散劑例子包括：ANTI-TERRA-206、ANTI-TERRA-250、BYK-151、BYK-154、Disperbyk180、Disperbyk181、Disperbyk183、Disperbyk184、Disperbyk185、Disperbyk187、Disperbyk190、Disperbyk191、Disperbyk192、Disperbyk193、Disperbyk2015、Disperbyk2090、Disperbyk2091、Disperbyk2095、Disperbyk2096(BYK公司製)；TEGO Dispers 650、TEGO Dispers 651、TEGO Dispers652、TEGO Dispers 655、TEGO Dispers 660C、TEGO Dispers 715W、TEGO Dispers 735W、TEGO Dispers 740W、TEGO Dispers 745W、TEGO Dispers 750W、TEGO Dispers 752W、TEGO Dispers 755W、TEGO Dispers 760W、TEGO Dispers 762W、Colorol E、Lipotin A、TEGO Wet 500及TEGO-Foamex 840(TEGO公司製);HYDROPALAT-1080、HYDROPALAT-3065、HYDROPALAT-3204、HYDROPALAT-3216及HYDROPALAT-3275(COGNIS公司製)；AQ-320、AQ-330(楠本化成株式會社製)；EFKA-4500、EFKA-4510、EFKA-4520、EFKA-4530、EFKA-4540、EFKA-4550、EFKA-4560、EFKA-4570、EFKA-4580、EFKA-4590及EFKA-5071(荷蘭EFKA助劑公司製)。所述水性分散劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
本發明視需要使用水性潤濕劑來降低基材表面張力，使塗膜易於展佈於基材表面上，本發明也可視需要使用水性流平劑，有利於基材的潤濕和塗膜的流平。市售水性潤濕劑或水性流平劑例子包括：EFKA3031、EFKA3034、EFKA3035、EFKA3288、EFKA3570、EFKA3772及EFKA3580(荷蘭EFKA公司製)；BYK-346、BYK-348、BYK-349、BYK333、BYK-380、BYK-381、BYK-381N、BYK307、BYK350 0、BYK3530及BYK-SILCLEAN 3710(畢克化學公司(BYK)製)；TEGO 410、TEGO 450、TEGO 250、TEGO 260、TEGO 265、TEGO 270、TEGO 500、TEGO 505、TEGO 510和TEGO Rad 2200N(TEGO公司製)；AFCONA-3580(埃夫科納(AFCONA)公司製)。所述水性潤濕劑或水性流平劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
本發明視需要使用的水性消光劑可使塗膜達到低光澤和消光效果，消光劑可以選自SYLOID C503、SYLOID C803、SYLOID C807、SYLOID C809、SYLOID W300及SYLOID W500(GRACE公司製);OK412、OK500、OK520及OK607(DEGUSSA公司製)以及一些水性消光臘。所述水性消光劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
本發明視需要使用的水性消泡劑可抑制塗料塗佈過程中產生氣泡而造成塗膜缺陷，消泡劑可以選自由聚醚-矽氧烷共聚物乳液、二甲基聚矽氧烷類、有機改質聚矽氧烷類、聚合物型化合物及改質聚矽氧烷類所組成的組群。市售水性消泡劑例子包括：BYK-011、BYK-017、BYK-018、BYK-020、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-044、BYK-045、BYK-080A、BYK-093、BYK-1730、BYK-1770、BYK-3520及BYK-3521(畢克化學公司(BYK)製)；Airex-901W、Airex-902W、Airex-903W、TEGO-Foamex 800、TEGO-Foamex 825及TEGO-Foamex 822(TEGO公司製)；EFKA 2526、EFKA 2035、EFKA 2527、EFKA 2721及EFKA 2526(荷蘭EFKA公司製)。以上所述水性消泡劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
本發明視需要使用的水性搖變助劑(rheology additive)可讓塗料具有穩定結構，保護已分散的顏料顆粒，保持優良的流平性，防止色料的沉降。搖變助劑可為有機膨潤土系列、蓖麻油類及其衍生物、聚醯胺類、聚長鏈烯烴類及改性脲溶液。市售水性搖變助劑例子包括：BYK-420及BYK-425(畢克化學公司(BYK)製)；TEGO ViscoPlus 3000、TEGO ViscoPlus 3010、TEGO ViscoPlus 3030及TEGO ViscoPlus 3060(TEGO公司製)；VISCALEX HV100、VISCALEX HV200、VISCALEX HV300、VISCALEX HV30、VISCALEX VM、VISCALEX VG2、RHEOVIS 112、RHEOVIS 132、RHEOVIS 152、RHEOVIS PU10及RHEOVIS PU20(荷蘭EFKA公司製)；Disparlon AQ-607(楠本化成株式會社製)。所述水性搖變助劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
另外，所述的紫外光可固化有色水性塗料組合物中也可視需要再加具有親水性或能分散於水中的組份(g)丙烯酸酯活性單體或寡聚物，進行配合使用來提高交聯密度。一般而言，以紫外光可固化有色水性塗料組合物總合計100重量份計，所述丙烯酸酯活性單體或寡聚物之含量是0～20重量份。活性單體可以為1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯)、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二甲基丙烯酸酯等。
市售的活性單體的例子有：1,6-己二醇二丙烯酸酯：EM221(長興化工製)。三丙二醇二丙烯酸酯：EM223(長興化工製)。聚乙二醇(400)二丙烯酸酯：EM226(長興化工製)及SR344(Sartomer公司製)。聚乙二醇(600)二丙烯酸酯：EM227(長興化工製)及SR610(Sartomer公司製)。三羥甲基丙烷三丙烯酸酯：EM231(長興化工製)。乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯：EM2380及EM2386(長興化工製),SR415及SR9035(Sartomer公司製)。聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯：SR252(Sartomer公司製)。2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯：SR256(Sartomer公司製)。聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯：SR603(Sartomer公司製)。聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯：SR644(Sartomer公司製)。聚乙二醇(1000)二甲基丙烯酸酯等：SR740(Sartomer公司製)。
本發明的紫外光可固化有色水性塗料組合物可藉由任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之方法塗覆至基材的表面上。舉例言之，可經由包含以下步驟的方法加以施用：
(1)　添加至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物、水性介質、光起始劑及色料高速攪拌均勻混合；
(2)　視需要添加水性熱塑性樹脂、水性助劑或丙烯酸酯活性單體或寡聚物，攪拌均勻，調整至適當黏度以形成一液態可聚合組合物；
(3)　將步驟(2)所得的液態可聚合組合物以適當溶劑稀釋，並以適當的方式塗佈於一基材上作表面處理，形成一塗層；
(4)　視需要加熱以揮發溶劑，溫度控制於約50℃～約70℃，於固定溫度下反應約3～約12分鐘；
(5)　對所得塗層照射能量射線以使所述塗層固化。
上述步驟(3)中所使用的塗佈方式，可採用刮棒塗佈(bar coating)、斜板式塗佈(slide coating)、簾流式塗佈(curtain coating)或噴霧式塗佈(spray coating)，所述塗佈方式可以單獨使用或者兩種以上組合使用，較佳為噴霧式塗佈(噴塗)。所述的基材並無特殊限制，例如可為瓷磚、木材、皮革、石材、玻璃、金屬、合金、紙張、塑膠、纖維、棉織品等，較佳為塑膠。所述塑膠基材，尤指3C電子產品、家電及化妝品用的塑膠基材，例如為ABS、AS、PC、PP、PMMA、PS、HIPS、PVC、PA、PPO、PPS、P C/A B S或其混合，較佳為ABS、PC、P C/A B S。上述金屬基材，例如但不限於不銹鋼、鋅合金、鋁、鋁合金、鎂合金及鉻。上述複合基材系指含纖維之塑膠基材，其例如但不限於含玻璃纖維之尼龍或PC。
較佳地，步驟(5)的塗層固化步驟是藉由照射能量射線產生光聚合反應而進行，所述能量射線是指一定範圍波長的光源，例如可為紫外光或熱線(放射或輻射)等，較佳為紫外光(波長為200～400 nm)。照射強度可為自500至1200毫焦耳/平方釐米(mJ/cm2 )，較佳是自600至1000 mJ/cm2 。
以下實施例用於對本發明作進一步說明，唯非用以限制本發明的範圍。任何悉此項技藝人士可輕易達成的修飾及改變均包括於本案說明書揭示內容及所附申請專利範圍的範圍內。
本發明中涉及的測試方法如下所述。
[1]膜厚
採用膜厚試片噴塗後以膜厚計(QuaNix 8500)量測。
[2]　塗膜與基板的附著性
用小刀劃100個1mm2 的方形小格需深見底材，用Scotch 3M Tape600膠帶黏貼於刻劃處30～90秒，並壓至無氣泡，以180度方向瞬間拉起，油漆剝落的比例不超過15%為OK。
[3]　塗膜硬度
用標有硬度值之三菱鉛筆，以45度角，500g的荷重，在產品表面推移6.5mm，用橡皮擦擦掉筆痕，油漆不可有脫落現象，讀取鉛筆之硬度標示即為漆膜之硬度值。
[4]　塗膜光澤度
利用光澤計(ZEHNTNER ZGM 1020)以60°的感應角度測產品表面光澤度，和標準色板進行比較差值不超過2為OK。
[5]　塗膜耐化性
施加500g的壓力　利用耐磨耗測試儀以1次來回/2s測試。採用99.9%的酒精擦拭500次不見底為通過，甲基乙基酮擦拭200次不見底為通過。
[6]　塗膜耐熱性
80℃烘箱放置48小時後利用肉眼對漆膜表面狀況進行檢查，檢查外觀無裂痕、脫落等缺陷為通過
[7]　外觀
在D65光源下利用肉眼觀察塗膜外觀。
為方便瞭解以下實施例中的描述，現將本發明所提供的紫外光可固化有色水性塗料組合物的各個組份給予編號，以利瞭解，其中，(a)含有至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物；(b)水性介質；(c)光起始劑；(d)熱塑性樹脂；(e)色料；(f)添加劑以及(g)丙烯酸酯活性單體或寡聚物。
實施例1
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：8～15 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：70
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有銀色半光效果
實施例2
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：10-15 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧F
塗膜光澤度：80
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有藍色全光效果。
實施例3
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：10～15 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：90
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有紅色全光效果。
實施例4
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試結果如下：
膜厚：10～15 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：85
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有藍色全光效果。
實施例5
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：12～20μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：80
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有黃色全光效果。
實施例6
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：10～15μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧F
塗膜光澤度：75
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有紅色全光效果。
實施例7
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：12～20 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：65
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有綠色全光效果。
實施例8
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：12～20μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：75
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有黃色全光效果。
實施例9
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：12～20 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：80
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有紅色全光效果。
實施例10
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(去離子水/乙醇=1/1(體積比))至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：12～20 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧F
塗膜光澤度：70
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有藍色全光效果。
實施例11
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(乙醇)稀釋至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60 C的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：8～10 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：≧85
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有銀色全光效果
實施例12
將上述所獲得的組合物添加稀釋劑(水/乙醇)稀釋至岩田杯10秒左右，以空氣噴槍噴塗於塑膠基板上，接著於60℃的烘箱內進行5～10分鐘的預烤，然後，經中壓水銀燈(800 mJ/cm2 )進行曝光。而後，將完成曝光後的具有塗膜的基板進行物性測試。
物性測試所得結果如下：
膜厚：8～10 μm
塗膜與基板的附著性：100/100
塗膜硬度：≧H
塗膜光澤度：≧75
塗膜耐化性：通過(外觀無劃痕、無脫落)
塗膜耐熱性：通過
外觀：平整，具有銀色全光效果
對於本發明結構所作的不同修飾或變化，皆不脫離本發明之精神或範圍。鑒於前面之鈙述內容，本發明提供之所有變化與修飾均為下列所述之申請專利範圍與申請專利範圍之等義內容所涵蓋。

Claims (11)

  1. 一種一次施工紫外光可固化有色水性塗料組合物，包含：(a)100重量份之水性寡聚物，該水性寡聚物含有至少一不飽和雙鍵且係選自由水性環氧丙烯酸酯寡聚物、水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚酯丙烯酸酯寡聚物、水性聚丙烯酸酯寡聚物、水性胺基丙烯酸酯寡聚物、水性矽基丙烯酸酯寡聚物及上述水性寡聚物中至少二水性寡聚物所組成的混合物所構成的群組；(b)水性介質，其中該水性介質為水、去離子水或水與一親水性溶劑的混合物；(c)3~10重量份之光起始劑，選自由二苯甲酮-胺共軛體系、苯偶姻醚類、苯偶醯、苯偶醯的縮酮類及苯乙酮衍生物類所組成的族群；(d)~30重量份之水性熱塑性樹脂，其中該水性熱塑性樹脂選自於由丙烯酸樹脂、氯醋樹脂、氯化聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、醋酸丁酸纖維素、硝化纖維素及上述水性熱塑性樹脂中至少二水性熱塑性樹脂的混合物所組成之群組，且該水性熱塑性樹脂的玻璃轉化溫度大於20℃；(e)2~50重量份之色料，當組分(a)與(d)合計為100重量份時。
  2. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該含有至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物為具1 ~10個不飽和雙鍵的水性寡聚物。
  3. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該含有至少一不飽和雙鍵的水性寡聚物為具2~5個不飽和雙鍵的水性寡聚物。
  4. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該水性寡聚物為水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物。
  5. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該水性聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物為水性脂肪族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物。
  6. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該親水性溶劑是選自由醇類、醇醚類、醇酯類、酮醇類和其混合物所構成的群組。
  7. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該丙烯酸樹脂為均聚物或共聚物，其是衍生自至少一種選自以下單體的聚合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯以及甲基丙烯酸烷基酯。
  8. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該色料選自由顏料、染料、填料及其混合物所 構成的群組。
  9. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該紫外光可固化有色水性塗料組合物還含有添加劑，該添加劑選自由分散劑、消光劑、消泡劑、抗氧化劑，搖變助劑、穩定劑、殺菌劑、流平劑、潤濕劑、密著促進劑、防浮色劑及其混合物所構成的群組。
  10. 如請求項1所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該紫外光可固化有色水性塗料組合物進一步包含丙烯酸酯活性單體。
  11. 如請求項10所述之紫外光可固化有色水性塗料組合物，其中該丙烯酸酯活性單體選自由1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(1000)二甲基丙烯酸酯及其混合物所構成的群組。
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