一种低成本高耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低成本高耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用，所述低成本高耐磨型UV固化涂料，按重量百分比计，包括以下组分：6官聚氨酯丙烯酸酯20～35％；9‑15官聚氨酯丙烯酸酯3‑8％；纳米粉体0.7～1％；防指纹助剂0.5～1％；流平剂0.3～1％；稳定剂0.2‑2％；光引发剂0.5％～2％；溶剂50％～75％。将所述耐磨型UV固化涂料淋涂、喷涂或手工涂布于PMMA/PC复合基材的PMMA面，用于增强PMMA/PC板材表面的耐磨擦性能。所述低成本高耐磨型UV固化涂料经UV紫外光固化后，能在PMMA/PC复合基材表面形成一层坚韧的涂料层，对PMMA/PC复合基材附着力好、表面硬度高、耐磨性能好、成本低，能有效保证产品使用过程中不易被划伤，并且具有很好地疏水疏油和易清洁的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本高耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及紫外光固化涂料领域，尤其是涉及一种用于PMMA/PC复合基材表面的低成本高耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着5G时代的来临，金属材质的手机后盖逐渐被塑料所取代。PMMA/PC复合材料具有高透明性，并且，通过表面处理可以得到视觉上的玻璃化效果，是用来代替金属的不二选择。不同于当前较热的塑料合金，PMMA/PC复合板是将PMMA和PC两种原料通过共挤制得的复合材料。PMMA/PC复合板的一面是PMMA材质，具有较高的硬度和耐磨性，用于手机盖板的外层；另一面是PC材质，其质地较软，作为内层来提高材料整体的韧性。但仅靠PMMA/PC复合基材本身的硬度和耐磨性很难达到市场的要求，因此，通过对复合基材的表面进行加硬处理，可以有效提高其硬度和耐磨性。UV涂料因具有工艺简单，操作方便，施工速度快，环保经济等优点，在现代社会得到了广泛应用，将其用于PMMA/PC复合基材的表面加硬处理上可以有效提高其硬度和耐磨性。但是，现有的UV涂料其硬度和耐磨性已经无法满足越来越高的市场需求，尤其是在耐钢丝绒摩擦上还有待进一步提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用。本专利技术提供的低成本高耐磨型UV固化涂料是一种UV紫外光固化的、硬度高、耐磨性能好且成本低的UV涂料，旨在解决现有UV紫外光固化涂料加硬PMMA/PC复合基材的硬度和耐磨问题处理。为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低成本高耐磨型UV固化涂料，按重量百分比计，包括以下组分：6官聚氨酯丙烯酸酯20～35％；9-15官聚氨酯丙烯酸酯3-8％；纳米粉体0.7～1％；防指纹助剂0.5～1％；流平剂0.3～1％；稳定剂0.2-2％；光引发剂0.5％～2％；溶剂50％～75％。上述技术方案中，进一步地，所述的9-15聚氨酯丙烯酸酯的优选官能度为9-12。进一步地，所述纳米粉体为纳米碳酸钙、纳米氧化铝、纳米硅粉、石英粉等；所述防指纹助剂为含氟丙烯酸类化合物。进一步地，所述流平剂为有机硅改性聚丙烯酸酯(带官能羟基)、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸类聚合物、聚硅氧烷-聚醚共聚物等。进一步地，所述稳定剂为氨基甲酸酯共聚物，高分子量嵌段共聚物，不饱和聚羧酸改性聚硅氧烷，高分子酸酯聚合物等中的任意一种或两种。进一步地，所述光引发剂为(2-乙基己基)过氧二碳酸酯羟基(EHP)，苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)，环己基苯基甲酮(IRGACURE184)，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DAROCUR1173)，2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)等中的任意一种或两种。进一步地，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基异丁酮、二异丁基酮、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、异丙醇等中的两种到五种。本专利技术还提供了一种上述的耐磨型UV固化涂料的制备方法，包括以下步骤：将纳米粉体、稳定剂和溶剂按所述重量百分比加入容器中，在1000～2000r/min转速条件下搅拌10-20min，然后超声10-30min，再加入防指纹助剂在1000～2000r/min转速条件下搅拌10-20min，再加入流平剂在1000～2000r/min转速条件下搅拌10-20min，超声10-20min；将6官和9-15官聚氨酯丙烯酸酯和溶剂混合均匀。将两者混合均匀，加入光引发剂在1000～2000r/min转速条件下搅拌10-30min，即得到所述耐磨型UV固化涂料。本专利技术还提供了一种上述的耐磨型UV固化涂料的应用，将所述的涂料应用于PMMA/PC复合基材的PMMA表面，具体方法为：在PMMA/PC复合基材的PMMA表面淋涂上述涂料，60～70℃烘烤3-5min；UV固化能量：1000～2100mj/cm2。本专利技术中通过添加纳米粉体并将其含量分别控制在0.7～1％范围内，从而使该UV固化涂料经UV紫外光固化后，能在PMMA/PC复合基材表面形成一层坚韧的涂料层，在PMMA面其硬度可达到1Kg力5H，在PC面其硬度可达到1Kg力H，耐磨性能优异。耐磨测试：用1kg，0000#钢丝绒，φ1cm磨头在涂层上往复摩擦10000次，在灯光下目视检查表面状况。经测试，本专利技术制备的耐磨型UV固化涂料经上述摩擦后表面无划痕。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术所提供的耐磨型UV固化涂料，淋涂于PMMA/PC复合基材的PMMA表面上，通过UV光固化机固化后，能在PMMA/PC复合基材表面形成一层坚韧耐磨漆膜，对PMMA/PC复合基材附着力好，弯折性能优异，表面硬度高：在PMMA上可达1Kg力5H；PC上可达1Kg力1H，耐磨性能好：耐钢丝绒摩擦可高达10000以上无划痕。并且，该耐磨型UV固化涂料并具有低气味、无甲苯、无卤素、无重金属等优点，符合RoHS标准，对环境危害小。现有技术中通常通过采用大量的高官树脂(质量分数20-40％，官能度大于6官)来提高材料的硬度/耐磨性，但通常也只能达到3000次耐磨，而且成本增加很多，涂层易开裂。而本专利技术首次通过在配方中加入适量的纳米粉体和防指纹助剂从而减少高官树脂(9-15官聚氨酯丙烯酸酯)的用量(质量分数为3-8％)，有效降低涂层成本；且这些组分之间能够产生协同作用，从而显著提高涂层耐磨性能(耐磨达到10000次)。附图说明图1为不同涂层的初始疏水角；图2为钢丝绒摩擦10000次后涂层表面情况。具体实施方式本专利技术提供一种耐磨型UV固化涂料及其制备方法和应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所提供的耐磨型UV固化涂料，是一种用于PMMA/PC复合基材的保护性涂料，能用于手机背盖产品使用过程中，起增硬耐磨的作用，所述耐磨型UV固化涂料具有以下优点：1、附着力好，表面硬度高、耐磨性能好，弯折性能优异，滑爽，耐污性能好；2、低气味、无甲苯、无卤素、无重金属，符合RoHS标准。实施例1-3一种耐磨型UV固化涂料，其按重量百分比计，其各组成组分如表1所示：表1上述耐磨型涂料的制备方法，具体包括下述步骤：根据上述耐磨型涂料的配方称取原料，将纳米碳酸钙粉、稳定剂和30％乙酸乙酯溶剂按所述重量百分比加入容器中，在1500r/min转速条件下搅拌10-20min，然后超声10-30min，再加入防指纹助剂在1500r/min转速条件下搅拌10-20min，再加入流平剂在1500r/min转速条件下搅拌10-20min，超声10-20min；将六官聚氨酯丙烯酸酯、九官聚氨酯丙烯酸酯和30％异丙醇溶剂混合均匀。将两者混合均匀，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：6官聚氨酯丙烯酸酯20～35％；9-15官聚氨酯丙烯酸酯3-8％；纳米粉体0.7～1％；防指纹助剂0.5～1％；流平剂0.3～1％；稳定剂0.2-2％；光引发剂0.5％～2％；溶剂50％～75％。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：6官聚氨酯丙烯酸酯20～35％；9-15官聚氨酯丙烯酸酯3-8％；纳米粉体0.7～1％；防指纹助剂0.5～1％；流平剂0.3～1％；稳定剂0.2-2％；光引发剂0.5％～2％；溶剂50％～75％。


2.根据权利要求1所述的低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，所述的9-15官聚氨酯丙烯酸酯的官能度为9-12官。


3.根据权利要求1所述的低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，所述纳米粉体为纳米碳酸钙、纳米氧化铝、纳米硅粉或石英粉，所述防指纹助剂为含氟丙烯酸类化合物。


4.根据权利要求1所述的低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，所述流平剂为带羟基的有机硅改性聚丙烯酸酯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸类聚合物或聚硅氧烷-聚醚共聚物。


5.根据权利要求1所述的低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，所述稳定剂为氨基甲酸酯共聚物、高分子量嵌段共聚物、不饱和聚羧酸改性聚硅氧烷、高分子酸酯聚合物中的任意一种或两种。


6.根据权利要求1所述的低成本高耐磨型UV固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为(2-乙基己基)过氧二碳酸酯羟基，苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，环己基苯基甲酮，2-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李友良，朱小云，张家祯，陈喆，
申请(专利权)人：宁波富纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33