一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料及其製備方法
2023-07-25 05:23:56
一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料，按重量份數計，其包括下述組分：十反應官能度聚氨酯丙烯酸酯10～30份；六反應官能度聚氨酯丙烯酸酯15～30份；超支化聚氨酯丙烯酸酯20～50份；活性稀釋單體5～15份；光引發劑1～5份；流平劑0.1～1份；有機溶劑10～30份。本發明的塗料具有很好的施工性、硬度、耐磨性和力學性能，可以應用在塑料表面的硬化處理。本發明同時提供給了製備上述紫外光固化塗料的方法。
【專利說明】一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及紫外光固化塗料領域，特別涉及一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]塑料與金屬和玻璃等各種材料相比，具有成本低、重量輕、成型加工容易和耐衝擊等方面的優良特性。然而，塑料的耐擦傷性和表面硬度不好，長期使用後塑料表面容易擦傷影響物理性能如表面光學性能等。例如，平板顯示領域用三醋酸纖維素(TAC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)等塑料都需要表面硬化處理。
[0003]塑料表面塗覆一層加硬層，可以由以下兩類方法實現:(I)溼法塗布一層塗料，然後採用熱固化或紫外光固化得到交聯體系層；(2)採用化學蒸發沉積法、濺射法、真空蒸鍍法等方法在塑料表面沉積或鍍上無機氧化物或金屬/金屬氧化物層。相比於第(2)類方法，第(I)類方法具有設備投資較小、施工性好、能耗低和生產效率高等優點廣泛應用在各領域用塑料的加硬處理。另一方面，第(I)類方法中相比於熱固化塗料，紫外光固化塗料不使用或使用少量溶劑、固化速率快、不需加熱固化、設備佔地小。因此，紫外光固化塗料具有環境友好性、能耗低、生產效率高和產品性能優異等優點。[0004]中國專利CN102643596A公開了 PET基材用UV硬化塗料組合物及其製備方法，該塗膜具有良好的光學性能和硬度(2H/3H)，但是使用了大量的高折射率單體和有機溶劑，嚴重危害了施工人員的身體健康以及導致塗膜材料收縮翹曲。
[0005]中國專利CN 103333604A公開了一種用於ML的UV光固化塗料及其製備方法和中國專利CN 102786874A公開了模內裝飾用透明硬化膜均得到了良好的光學性能和耐磨性，但是均使用了無機納米材料，勢必造成體系粘度上升、顆粒分散性和體系相容性的問題。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的缺點，本發明的目的之一在於克服現有技術中存在的缺點，提供一種環保、耐磨性且含少量活性稀釋單體和有機溶劑的塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料。
[0007]本發明的另一目的在於提供上述紫外光固化塗料的製備方法。
[0008]一方面，為了實現上述目的，本發明提供了一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料，按重量份數計，其包括下述組分:
[0009]
【權利要求】
1.一種塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料，按重量份數計，其包括下述組分: 十反應官能度聚氨酯丙烯酸酯 10 ~ 30份 六反應官能度聚氨酯丙烯酸酯15 ~ 30份 超支化聚氨酯丙烯酸酯20 ~ 50份 活性稀釋單體5-15#。光引發劑1~5份流平劑0.1-1份 有機溶劑10~30份
2.如權利要求1所述的紫外光固化塗料，其中，所述活性稀釋單體選自如下一種、或一種以上的混合:1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二甲基丙烯酸酯、二縮三乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
3.如權利要求1所述的紫外光固化塗料，其中，所述光引發劑選自如下一種、或一種以上的混合:2_羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環己基丙酮、2，4，6-三甲基-苯甲醯二苯基氧化膦、雙(2，4，6-三甲基苯甲醯)苯基氧化膦、二苯甲酮、安息香乙醚、安息香雙甲醚。
4.如權利要求1所述的紫外光固化塗料，其中，所述流平劑選自如下一種、或一種以上的混合:聚醚改性聚矽氧烷、聚酯改性聚矽氧烷、丙烯酸共聚物。
5.如權利要求1所述的紫外光固化塗料，其中，所述有機溶劑選自如下一種、或一種以上的混合:丙酮、丁酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯。
6.一種製備權利要求1-5之一所述紫外光固化塗料的方法，其包括如下步驟: 將10~30重量份十反應官能度聚氨酯丙烯酸酯，15~30重量份六反應官能度聚氨酯丙烯酸酯，20~50重量份超支化聚氨酯丙烯酸酯,5~15重量份活性稀釋單體，I~5重量份光引發劑，0.1~1份重量流平劑，10~30重量份有機溶劑混合併攪拌均勻，製備得到塑料表面硬化處理用紫外光固化塗料。
7.如權利要求6所述的方法，其中，所述十反應官能度聚氨酯丙烯酸酯通過如下步驟製備: A、將分子量為500~2000的二元醇在110~120°C減壓脫水2~3h; B、降溫至60~80°C，氮氣氣氛下加入按摩爾比NCO/OH=l.3~1.8計量的二異氰酸酯和基於總質量的質量分數為0.01%-0.05%的催化劑； C、在60~80°C反應2~4h; D、加入計量的二季戊四醇五丙烯酸酯和基於總質量的質量分數為0.03%-0.08%的阻聚劑對苯二酚或對苯二酚單甲醚，在60~80°C反應2~4h。
8.如權利要求6所述的方法，其中，所述六反應官能度聚氨酯丙烯酸酯通過如下步驟製備: A、將分子量為500~2000的二元醇在110~120°C減壓脫水2~3h; B、降溫至60~80°C，氮氣氣氛下加入按摩爾比NCO/OH=l.3~1.8計量的二異氰酸酯和基於總質量的質量分數為0.01%-0.05%的催化劑； C、在60~80°C反應2~4h; D、加入計量的季戊四醇三丙烯酸酯和基於總質量的質量分數為0.03%-0.08%的阻聚劑對苯二酚或對苯二酚單甲醚，在60~80°C反應2~4h。
9.如權利要求6所述的方法，其中，所述超支化聚氨酯丙烯酸酯通過如下步驟製備: A、氮氣氣氛下，向反應釜中加入等摩爾比的1，3，3-三甲基-5-異氰酸基-1-異氰酸基甲基環己烷與丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸酯羥乙酯，基於總質量的質量分數0.05%-0.3%的對苯二酚和基於總質量的質量分數0.05%-0.3%的二月桂酸二丁基錫，在20°C _80°C反應2-6h得到半封端異氰酸酯縮聚物； B、氮氣氣氛下，將步驟A得到的半封端異氰酸酯縮聚物加入到裝有BoltornTMP500的反應釜中，在40°C -80°C反應l_5h。
10.如權利要求7-9之一所述的方法，其中，反應過程加入少量的丙酮調節體系的粘度，反應完成後減壓脫去丙酮。
【文檔編號】C08G18/67GK103740265SQ201310752386
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】周錳, 劉新, 何嘉傑, 植滿溪, 潘璐 申請人:佛山佛塑科技集團股份有限公司