[发明专利]紫外光固化二官能度聚氨酯丙烯酸酯真空镀膜底涂树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外光固化二官能度聚氨酯丙烯酸酯真空镀膜涂料树脂，适用于汽车、家用电器、日用包装和工艺装饰等领域真空镀膜的底涂料。

背景技术

近年来，随着经济的发展，塑料（ABS、GRP、RIM、EPPM、聚氨酯、尼龙）作为工程装饰性结构材料，普遍应用于汽车、家用电器、日用包装和工艺装饰等工业领域。为提高塑料制品的表面装饰性，做成有像金、银和铜等金属感的效果，工业上通常采用真空蒸发镀和真空溅射镀的方法，在塑料基材表面生成一层光亮的金属薄膜，即塑料表面金属化。然而，真空镀的金属薄膜必须用底涂料和面涂料进行保护，提高它的光泽度、附着力、耐磨性和耐候性等理化性能。真空镀膜的底、面涂料，传统工业上常使用溶剂型涂料进行装饰性保护，如硝基涂料、丙烯酸系树脂涂料、氨酯油和乙烯基树脂涂料等。但是这些涂料存在着光泽低、丰满度差、干燥时间长、对塑料的附着力差，硬度低和耐磨性差等缺点。因此，塑料真空镀膜涂料的更新换代已经迫在眉睫，呈现了这一领域技术升级的工业难题。

对大多数塑料尤其是块状工程塑料在真空镀膜之前基本采用底涂预处理工艺。底涂预处理是真空镀膜前处理的一种处理方法。紫外光固化涂料是近年来新兴起的一类涂料新品种，该涂料具有固含量高、干燥迅速和节省能源等优点，被广泛应用于竹木制品、印刷制品和塑料制品的加工等领域。紫外光固化涂料具有低VOC含量、低耗能、快速固化、漆膜性能好等优点，其组成包括：主体树脂、复配树脂、活性单体、光引发剂、助剂等。对于紫外光固化真空镀膜底漆，聚氨酯丙烯酸酯作为主体树脂赋予涂膜良好的柔韧性和粘附力；环氧丙烯酸酯提高了涂膜的硬度、固化速度并改善了附着性能。但涂膜的脆性过高限制了它在配方中的用量；由于单官能度单体的挥发性高、活性低，因此配方中单官能度活性稀释剂的用量不宜过多，这将导致涂料粘度过大，不适于涂装。因此，早期的光固化真空镀膜底漆配方中仍然使用了一定量的惰性溶剂，一方面降低粘度，另一方面改善涂膜的流平性，得到表面更加平整的涂膜。

紫外光固化涂料反应活性高、品种多，常用的有聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和三聚氰胺丙烯酸酯等，目前主要有聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯涂料用于真空镀膜技术中[参见文献1]。在已经公开的发明专利及相关技术中，多以涂料配方的调制为特点，主体树脂的合成与制备技术仍然处于国外各大品牌公司（BAYER、SATORMER和UCB等）的掌控之中[参见文献2]。

真空镀层通常较薄（不超过0.2 μm），耐磨性等力学性能较差。面漆不仅起到保护镀层的作用，还可赋予真空镀膜制品良好的硬度、耐磨性等力学性能。面漆的主要性能要求包括：对镀层有较高的附着力，这是涂层起保护作用的基础；应具有足够的耐磨性，以保护极薄的真空镀层免受机械擦伤；具有较高的阻隔性，即本身要具有较好的耐水、耐腐蚀性及耐候性，阻止氧气等对镀膜有腐蚀性的物质直接接触真空镀层，保护镀层免受腐蚀；面漆组成本身不能含有可能腐蚀镀层的组分或杂质；对于需要突出亮度的真空镀膜场合，面漆也应保证有较高的透明性和表面光泽。某些真空镀膜工艺无需面漆，如镀膜材料为铬、不锈钢时，其镀层耐腐蚀性好、硬度高且耐划伤性强，因此对制品性能要求不高时，可不必涂装面漆。

目前，紫外光固化真空镀膜涂料技术以多官能度聚氨酯丙烯酸酯作为面漆配方的主体树脂具有通用性，其作用主要是提供固化膜良好的柔顺性和一定的附着力；通常还加入环氧丙烯酸酯以提高硬度、快速固化性能和良好的附着性能，但其过高的脆性又限制了它在配方中的用量，所以其用量不宜过高；由于单官能度单体的真空挥发性质，加之在体系中又不可能完全转化，因此配方中单官能度活性稀释剂的用量不能太高，这导致涂料粘度过大，使用不方便。

早期的专利技术有胡辉等[参见文献3]的发明专利：“真空镀膜紫外线固化涂料”（专利申请号：99115485.1，2001），描述了一种紫外光固化真空镀膜底、面漆，底漆由丙烯酸改性双酚A环氧树脂、多元醇和丙烯酸羟乙酯与甲苯二异氢酸酯加成物、反应性稀释剂、光引发剂、助剂组成，面漆由聚酯丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂、附着促进剂、助剂组成，上述组成均按一定的重量百分比配比后，混合搅拌均匀制得。但是获得的真空镀膜紫外线固化涂料总体来讲，具有耐热性不高，附着力不好，耐候性不好等缺点。

而近期公开的发明专利有：