一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，它包括如下质量份的组分：自固化含氟丙烯酸树脂15‑40份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物10‑35份、丙烯酸酯单体15‑40份、纳米粒子5‑15份、颜填料5‑20份、助剂1.5‑10份。本发明专利技术打破了传统靠盐溶液反应沉积和有机物涂层物理吸附的方法局限，克服了UV固化氧阻聚，实现了UV涂层的纳米级超薄厚度的固化交联，在保证不影响阳极氧化工艺带来的表观和耐磨等优异性能的前提下，进一步提高其耐指纹性和耐钢丝绒性，可以用于汽车零部件、3C电子产品、建筑装潢等对耐指纹性能和抗磨性能要求都很高的领域。

Anodic oxidation resistant steel velvet anti fingerprint nano UV coating

The invention discloses an anodic oxidation resistant steel wool fingerprint resistant nano-UV coating, which comprises the following components: self-curing fluorinated acrylic resin 15_40 parts, aliphatic polyurethane acrylate prepolymer 10_35 parts, acrylate monomer 15 40 parts, nano-particles 5 15 parts, pigment and filler 5 20 parts, additives 1.5_10 parts. . The invention breaks the limitation of traditional salt solution reactive deposition and physical adsorption of organic coatings, overcomes the inhibition of UV curing oxygen polymerization, realizes the curing and crosslinking of ultrathin nano-scale UV coatings, and further improves the finger resistance without affecting the appearance and wear resistance of the anodic oxidation process. It can be used in automotive parts, 3C electronic products, building decoration and other fields which require high fingerprint resistance and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料
本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料。
技术介绍
阳极氧化技术产生于20世纪20年代，自Dow公司公布Dow17工艺至今，该工艺配方仍然被广泛采用，另一种被广泛采用的是HAE工艺，目前又有比Dow17和HAE涂层更光滑、更致密、保护性更好的高压阳极氧化新工艺面世。文献[材料保护,2002,3(25),1-4]列出了镁合金阳极氧化的工艺参数。阳极氧化是最基本和大众化的进行镁、铝合金表面处理的方法，也是使镁、铝合金材料获得优良性能的最好方法。但是阳极氧化后的镁、铝合金材料的防腐性能欠佳，中性盐雾试验只能达到不足48小时，阳极氧化技术发展至今，单靠阳极氧化膜层的保护，已远远不能满足严酷的腐蚀环境和高耐磨环境下对产品使用性能的要求。根据不同工作电压下阳极氧化所得膜层的性能不同，可将阳极氧化电压-电流曲线划分为法拉第区、火花放电区和弧光放电区3个区间，普通阳极氧化处于法拉第区，所得膜层呈多孔结构，盐雾实验一般不超过100h，防腐蚀性能差；微弧氧化处于火花放电区中电压较高的区域，所得膜层均匀，孔隙的相对面积较小，一般膜厚度在2.5～30.0μm，其耐蚀性与耐磨性比普通阳极氧化膜高，但也需要采用涂漆的方法进一步提高耐磨性能。总之，纵然阳极氧化涂层本身具有如何优良的耐磨损和耐腐蚀性，面对严酷腐蚀环境和高耐磨需求的条件下，仍必须用树脂或涂料进行密封或喷涂。传统的树脂或涂料多为水性甚至是溶剂型的，喷涂厚度也在微米级以上，用这样的方法实现高耐磨性，提高了设备的技术成本，损耗了过多的能量，甚至是释放大量的有机挥发组分，污染环境。紫外光固化具有高效、节能、适应性广、经济、环境友好的“5E”优点，在各个行业领域均有应用。基于环保型紫外光固化实现对传统树脂或涂料的功能和应用替代，是科学研究的一项重要任务。但是，由于绝大多数光固化工艺是在空气环境中进行的，并且主要的应用是涂料和油墨等具有极大表面/体积比的材料，所以O2对光固化材料的自由基聚合反应有不容忽视的阻聚作用。特别针对纳米级的膜厚，由于氧阻聚严重，光固化反应基本很难反应，从而导致漆膜性能很差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂层。本专利技术的目的可以通过以下措施达到：一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，它包括如下质量份的组分：自固化含氟丙烯酸树脂15-40份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物10-35份、丙烯酸酯单体15-40份、纳米粒子5-15份、颜填料5-20份、助剂1.5-10份。优选的，所述自固化含氟丙烯酸树脂为氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物及氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物中的一种或几种。优选的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物为脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十丙烯酸酯中的一种或几种。优选的，所述丙烯酸酯单体为单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、多官能度丙烯酸酯单体中的一种或几种，单官能度丙烯酸酯单体可以是环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、异十三烷基丙烯酸酯中的一种或几种，双官能度丙烯酸酯单体可以是1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基二丙烯酸酯、二乙二醇甲基二丙烯酸酯、三乙二醇甲基二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯中的一种或几种，多官能度丙烯酸酯单体可以是季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。优选的，所述纳米粒子为石墨烯、碳纳米管、类石墨相氮化碳、纳米ZnO、纳米CuO、纳米SiO2、纳米TiO2、纳米二氧化锆、纳米Al2O3、纳米CaCO3中、纳米Ag一种或几种。优选的，所述纳米粒子的尺寸为1-10nm，更优选的，所述纳米粒子的尺寸为3-5nm。以铝合金的阳极氧化和电泳封端为例，铝合金的硫酸阳极氧化膜的孔径约为15nm左右，再以有机物电泳工艺为例，在有机物电泳过程中，电泳槽中的丙烯酸树脂的粒径达30nm，因此电泳用丙烯酸树脂不可能进入膜的微孔之中，而只能沉积在多孔层的表面将微孔覆盖，这就导致树脂膜层和阳极氧化膜层之间存在空隙。本专利技术掺杂3-5nm纳米粒子，树脂可以在渗入孔洞后再进行UV光固化交联反应，实现树脂的物理渗入和化学交联的相辅相成。优选的，所述颜填料为云母氧化铁、铁红、磷酸锌、锌黄、三聚磷酸铝、氟石粉中的一种或几种。优选的，助剂选自表面活性剂、消泡剂、流平剂、偶联剂中的一种或几种；其中进一步优选的，表面活性剂的质量份用量为1-8份，消泡剂0.1-1.0份，所述流平剂0.1-2.0份，所述偶联剂0.5-3.0份。优选的，所述表面活性剂为硬脂酸、季铵化物、卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盘)，聚山梨酯(吐温)中的一种或几种，且硬脂酸与季铵化物最多只能选择一种。优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油中的一种或几种。优选的，所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂、氟类流平剂中的一种或几种。优选的，所述偶联剂为硅氧烷类偶联剂、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。本专利技术还提供了一种上述阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料的使用方法，它包括如下步骤：(1)工件：选取经过阳极氧化工艺处理后的镁、铝合金工件，或者选取合金制品、不锈钢制品或金属件作为工件；(2)前处理：先将工件用70-85℃热水清洗15-45分钟，然后除油，碱蚀，草酸中和，最后用干净的棉布蘸取少量无水乙醇或异丙醇擦洗干净，并做静电除尘处理；(3)喷涂：在温度20-30℃、相对湿度40-70％的条件下，采用空气喷涂的方式喷涂权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其中喷枪孔径1.0-1.5mm，空气压力0.3-0.5mPa，喷涂间距10-20cm；(4)流平：将喷涂后的工件在60-70℃条件下流平3-10分钟；(5)UV固化：流平后的工件进行UV固化，其中固化速度5-15m/s，膜厚15-20纳米，固化能量600-1500mj/cm2；(6)后处理：UV固化后的工件包装并置于干燥环境中待用。本专利技术的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂层打破了传统靠盐溶液反应沉积和有机物涂层物理吸附的方法局限，将利用可逆加成断裂链转移(RAFT)可控聚合技术获得的一系列结构可控的氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物及氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物加入本UV涂料中，可以为涂料带来如下优异的性能：(1)由于P(MA-ran-nBA)与PFAEA的不相容性,使所合成的氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物有比较明显的微相分离结构,且以具有特定分子链结构的只带有几个FAEA单元的氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物,就能够构筑具有特定结构的表面,将其加入配方固化成膜后,涂膜与水的接触角最大能达到110°。(2)从自然仿生荷叶表面疏水现象出发,所合成的氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物涂层表面形成直径为40～70nm的粒状突起结构,其形貌相对于氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物规整有序,将其加入配方固化成膜后,涂膜与水的接触角能达到116°。氟碳丙烯酸酯嵌段及多臂星形-嵌段共聚物中含氟组分在固化过程中向表面迁移,形成具有微-纳结构的疏水疏油抗沾污涂层,涂层的抗指纹、抗皮肤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于它包括如下质量份的组分：自固化含氟丙烯酸树脂15‑40份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物10‑35份、丙烯酸酯单体15‑40份、纳米粒子5‑15份、颜填料5‑20份、助剂1.5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于它包括如下质量份的组分：自固化含氟丙烯酸树脂15-40份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物10-35份、丙烯酸酯单体15-40份、纳米粒子5-15份、颜填料5-20份、助剂1.5-10份。2.根据权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于所述自固化含氟丙烯酸树脂为氟碳丙烯酸酯嵌段共聚物及氟碳丙烯酸酯多臂星形-嵌段共聚物中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物为脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十丙烯酸酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于所述丙烯酸酯单体为单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、多官能度丙烯酸酯单体中的一种或几种，所述单官能度丙烯酸酯单体是环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、异十三烷基丙烯酸酯中的一种或几种，所述双官能度丙烯酸酯单体是1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基二丙烯酸酯、二乙二醇甲基二丙烯酸酯、三乙二醇甲基二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种，所述多官能度丙烯酸酯单体是季戊四醇三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于所述纳米粒子选自石墨烯、碳纳米管、类石墨相氮化碳、纳米ZnO、纳米CuO、纳米SiO2、纳米TiO2、纳米二氧化锆、纳米Al2O3、纳米CaCO3中、纳米Ag中的一种或几种，所述纳米粒子的尺寸为1-10nm，优选3-5nm。6.根据权利要求1所述的阳极氧化耐钢丝绒抗指纹纳米UV涂料，其特征在于所述颜填料选自云母氧化铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝岚，吴玉民，彭叶，刘琴，吴刚强，郭猛，刘晓明，卢礼灿，
申请(专利权)人：湖南宏泰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43