水性UV涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水性UV涂料及其制备方法和应用，按重量份计，包括以下原料组分：水性聚碳酸酯分散体15～25，水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体30～60，UV活性稀释剂5～15，光引发剂1～4，助剂0.2～1，成膜助剂3～8，水5～15。本发明专利技术的水性UV涂料固化后的耐磨性能佳，且不易开裂，在汽车内饰件上的应用效果好。在汽车内饰件上的应用效果好。

【技术实现步骤摘要】
水性UV涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，特别涉及用于汽车内饰件的水性UV涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]紫外光(UV)固化涂料是利用紫外光引发剂引发涂料体系中的液态齐聚物和单体发生自由聚合实现交联固化形成涂膜的一类涂料，相比于传统固化涂料，具有固化速度快、流平性和丰满度好、耐化学品性佳以及耐擦伤性优异等特点，广泛应用于汽车内饰件上。
[0003]随着环保意识的增强，各国纷纷制定相关的法律法规来限制挥发性有机化合物(VOCs)排放，因此，汽车行业内对汽车内饰件涂料的环保要求也越来越高。水性UV固化涂料结合传统UV固化技术和水性涂料技术，具有低VOCs含量、固化速度快、效率高等优点，符合绿色环保要求，因而得到行业内的广泛关注和应用。例如，现有技术1(CN110669427A)公开了一种用于汽车内饰塑料件的技术，“双组分水性UV涂料及其制备方法和应用涂装件”。
[0004]作为汽车内饰件的涂层，其耐磨性是很重要的性能。目前，市场上大众的VW TL226是汽车内饰件行业最为严格的标准，该标准对高光涂层的耐磨性提出较高的要求，其中，采用PV3987方法对高光涂层进行摩擦，要求摩擦完的失光率≤15％。在这种标准下，为了保证汽车内饰件的良品率，涂层的膜厚往往会比较厚，但是，比较厚的膜厚使得涂层存在开裂的风险。
[0005]此外，在UV固化过程中，紫外线的穿透效果也受到涂料层厚度的影响，如果涂层厚，紫外线固化的效果会变差。
[0006]另一方面，紫外线固化的覆盖范围受基材结构的影响，而汽车内饰件的结构比较复杂，这也导致UV固化的效果不佳。
[0007]此外，很多时候汽车内饰塑料件是深色的，例如钢琴黑。业内通常会在水性UV涂料中增加水性纳米黑色浆，这样可以在喷涂固化成涂层后，用涂层的颜色弥补内饰件颜色的缺陷。然而，在这种情况下，涂料为加色涂料，在UV固化过程中，所形成漆膜中的上层与下层(表层与深层)的体积收缩差别比较大，导致漆膜丰满度差、色泽不匀等问题。
[0008]这些都限制了水性UV固化涂料在汽车内饰件领域的应用。
[0009]综上，应用到汽车内饰件的涂料领域需要开发出性能改进的水性UV固化涂料，其需要在高耐磨性与膜厚之间保持平衡，既能保证高耐磨性，又不会使喷涂的涂层厚度大以致出现涂层开裂、UV固化效果不佳的问题。

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种水性UV涂料，其喷涂后的涂层耐磨性高，不易开裂，固化效果好。
[0011]根据本专利技术的水性UV涂料，按重量份计，包括以下原料组分：
[0012][0013]本专利技术的涂料(主漆)中，水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体作为主料，由于聚氨酯丙烯酸酯分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后具有较高的耐磨性；水性聚碳酸酯分散体的主要作用为改善水性UV涂料在塑料件上的附着力，且固化后，涂膜的韧性好，不易脆裂。
[0014]优选的，水性聚碳酸酯分散体的官能度为2，其数均分子量为1000～5000。水性聚碳酸酯分散体的数均分子量越大，涂料成膜后的韧性越好，但分子量不能过大，否则会影响涂料的流平性。
[0015]优选的，水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体的官能度≥6，其数均分子量为800～3000。
[0016]官能度指水性聚碳酸酯分散体或水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体含有的不饱和双键数，官能度是影响水性UV涂料固化速度的重要因子之一，官能度越大，固化速度越快。水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体的官能度增高，一方面能够提高涂料的固化速度，另一方面可以提升漆膜的硬度和耐磨性。
[0017]优选的，水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体和水性聚碳酸酯分散体的摩尔比为4～2:1。
[0018]合理控制水性聚氨酯丙烯酸酯分散体和水性聚碳酸酯分散体的配比，是为了兼顾水性UV涂料的耐磨性能和抗开裂性能。如果水性脂肪族聚氨丙烯酸酯分散体含量过高，会使漆膜在厚喷下容易出现开裂；而如果水性聚碳酸酯分散体含量过高时，会使漆膜的耐磨性偏差，满足不了汽车内饰件行业对耐磨性的要求(例如VW TL226的高光耐磨要求)。
[0019]优选的，UV活性稀释剂选自1、6
‑
己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(G3POTA)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(PPTTA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)中的一种或多种。
[0020]优选的，光引发剂包括表层固化引发剂和深层固化引发剂，两者的摩尔比为2～4:1；
[0021]表层固化引发剂选自1
‑
羟基环己基苯基甲酮、二苯甲酮、1,1'
‑
(亚甲基二
‑
4,1
‑
亚苯基)双[2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙酮]、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
[4
‑
(2
‑
羟基乙氧基)苯基]‑1‑
丙酮的一种或多种；
[0022]深层固化引发剂选自2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6
‑
三甲基苯
甲酰基)苯基氧化膦的一种或多种。
[0023]优选的，助剂包括润湿剂和增稠剂。
[0024]优选的，按重量份计，本专利技术的水性UV涂料还包括以下原料组分：
[0025]水性纳米黑色浆1～4
[0026]水性羟基丙烯酸乳液10～20。
[0027]本专利技术涂料含有水性羟基丙烯酸乳液组分，该组分含有较多的自由羟基，羟基能与热固化剂进一步反应，增加漆膜的韧性和耐磨性，从而降低漆膜开裂的风险。因此，本专利技术可以采用UV固化和热固化结合的方式，保证固化效果的同时，降低涂膜的收缩率，避免涂层开裂。
[0028]优选的，水性羟基丙烯酸乳液的固体羟基值为60～110mgKOH/g。
[0029]如本专利技术
技术介绍
部分所提到的，对于加色涂料来说，存在所形成漆膜的体积收缩而导致漆膜色泽不匀等问题。而在本专利技术涂料中可以含有水性羟基丙烯酸乳液组分，该组分含有较多的自由羟基，羟基能与热固化剂进一步反应，增加漆膜的韧性，降低涂膜的收缩率，从而降低漆膜开裂的风险。
[0030]优选的，水性纳米黑色浆的粒径为50～300nm。
[0031]优选的，成膜助剂选自二丙酮醇、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚中的一种或多种。
[0032]优选的，本专利技术的水性UV涂料，可进一步向其中加入热固化剂，按重量份计，水性UV涂料与热固化剂的份数比为100:10～20。
[0033]本专利技术的水性UV涂料可通过UV进行固化，然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性UV涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：2.根据权利要求1所述的水性UV涂料，其特征在于，所述水性聚碳酸酯分散体的官能度为2，其数均分子量为1000～5000；所述水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体的官能度≥6，其数均分子量为800～3000。3.根据权利要求1所述的水性UV涂料，其特征在于，所述水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分散体和水性聚碳酸酯分散体的摩尔比为4～2:1。4.根据权利要求1所述的水性UV涂料，其特征在于，所述UV活性稀释剂选自乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的水性UV涂料，其特征在于，所述光引发剂包括表层固化引发剂和深层固化引发剂，两者的摩尔比为2～4:1；所述表层固化引发剂选自1
‑
羟基环己基苯基甲酮、二苯甲酮、1,1'
‑
(亚甲基二
‑
4,1
‑
亚苯基)双[2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙酮]、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
[4
‑
(2
‑
羟基乙氧基)苯基]
‑1‑
丙酮的一种或多种；所述深层固化引发剂选自2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭富亮，陈天宇，余立刚，傅冠群，
申请(专利权)人：浙江佑谦特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：