低VOC水性UV固化单层涂料组合物、涂覆方法和经其涂覆的基底技术

本发明专利技术提供一种低VOC水性UV固化单层涂料组合物，其包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯‑丙烯酸酯树脂。本发明专利技术还提供用所述涂料组合物涂覆基底的方法以及用其涂覆的基底。

【技术实现步骤摘要】
低VOC水性UV固化单层涂料组合物、涂覆方法和经其涂覆的基底
本专利技术涉及具有低VOC含量的水性UV固化涂料组合物，具体而言涉及包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂的水性UV固化涂料组合物。本专利技术还涉及用所述水性UV固化涂料组合物涂覆基底的方法以及用其涂覆的基底。
技术介绍
在包括计算机、通信和消费电子涂料在内的3C涂料中，用于聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯+丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(PC+ABS),聚碳酸酯+碳纤维(PC+CF)以及聚碳酸酯+玻璃纤维(PC+GF)等塑胶材质的水性UV固化单涂层漆非常少见。这类水性UV固化单涂层漆即使存在也具有诸多问题，如附着力较差，耐磨性差，水煮性能差等。因此，目前对能够降低VOC含量且能满足各种性能需求的单涂层水性UV固化涂料存在需求。附图说明图1A-1D显示在PC基材上经历附着力测试后涂层脱落状况的示意图。
技术实现思路
本专利技术提供低VOC水性UV固化单层涂料组合物，其包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂。本专利技术还提供一种在基底上形成涂层的方法，包括将低VOC水性UV固化单层涂料组合物涂覆在至少部分基底上，其中所述低VOC水性UV固化单层涂料组合物包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂。本专利技术还提供一种经涂覆的基底，其包括基底和涂覆在所述基底的至少一部分上的低VOC水性UV固化单层涂料组合物，其中所述低VOC水性UV固化单层涂料组合物包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂。具体实施方式除了实施例中的或另外明确说明的，应当认为说明书和权利要求书中使用的所有代表成分的数量、反应条件等的数值在所有情况下均可按照术语“约”进行变化。因此，除非有相反的说明，否则以下的说明书和权利要求书中所列出的数值参数均为近似值，可以按照本专利技术想要获得的性能而变化。起码，而不是为了限制相当于权利要求范围的这一原则的实施，每个数值参数至少应当按照有效数字来解释并运用普通的舍入法。尽管列出本专利技术宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值记录得尽可能准确。但是，任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量方法中得出的标准偏差的必然结果。而且，应理解的是，本文中引述的任何数值范围都意图包括其中涵盖的所有子范围。例如，“1到10”的范围意图包括所有所引述的最小值1和所引述的最大值10之间的所有子范围(并包括端点值)，也就是说，最小值等于或大于1且最大值等于或小于10。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，冠词“一个”、“一种”和“该”包括多个指代对象，除非明确无误地限制为一个指代对象。本文中所使用的聚合物的重均分子量是通过凝胶渗透色谱法采用适当的标准物，例如聚苯乙烯标准物测定的。本专利技术旨在提供一种具有低VOC含量的用于PC/PC+ABS/PC+CF/PC+GF等塑料基底的单层水性涂料组合物，该涂料组合物是UV可固化的。UV固化具有固化时间短、应用设备简单、能量利用率高和不影响环境等优势，因此被广泛应用于涂料、油墨、交联剂、结构材料的快速固化，尤其适用于电子消费产品的表面涂层。根据本专利技术的水性UV固化单层涂料组合物包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂。在该涂料组合物中，所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂是由聚碳酸酯改性的聚氨酯水性分散体，其具有约30-40％的固含量，例如约35％的固含量(按重量计)。所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂具有25℃下约50-500cp的粘度。该树脂具有优良的重工附着力。通常，所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂以基于涂料组合物的重量计约60-70wt％的量存在于该涂料组合物中。当该树脂的含量不在该范围时，重工附着力变差。很多商业可得的聚氨酯树脂可用于本专利技术中。例如，可用于本专利技术的此类树脂的实例包括但不限于来自Hauthaway的L-3685。在该涂料组合物中，所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂是一种经丙烯酸改性的聚氨酯水性分散体，其具有约45-55％的固含量，例如约50％的固含量(按重量计)。该无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂具有良好的硬度、耐磨性能和耐水煮性能。所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂具有约500-4000、优选约1000-3000的重均分子量，这可赋予该树脂良好的耐磨性和耐水煮性。所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂还具有约120-180℃、优选约140-160℃的玻璃化转变温度(Tg)，这可赋予树脂硬度和优良的耐磨性。通常，所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂以基于涂料组合物的重量计约20～30wt％的量存在于该涂料组合物中。当该树脂的量低于20wt％时，由该涂料组合物形成的涂层的水煮性能变差。当该量高于30wt％时，由该涂料组合物形成的涂层的硬度会变差。很多商业可得的无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂可用于本专利技术中。例如，可用于本专利技术的此类树脂的实例包括但不限于来自三井的RA7011等。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物还包含基于该涂料组合物的重量计约1-3wt％的光引发剂。对所使用的光引发剂并没有特别限定，只要其能够经光照射后发生裂解而产生自由基，从而引发光聚合反应。可用的光引发剂包括但不限于苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氢化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、卤代甲基芳酮、有机含硫化合物、苯甲酰甲酸酯等。根据需要，可以选择两种或超过两种的光引发剂。很多商业可得的光引发剂可用于本专利技术中。例如，可用于本专利技术的光引发剂的实例包括但不限于：来自IRGACURE的819DW、来自IRGACURE的2959来自Ciba的184/BP/MBF/819，来自IGM的KIP160，以及它们的任意组合。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物包含约40-70wt％的水。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物还包含共溶剂。对所用的溶剂并没有特别限制，可为本领域技术人员已知的任何有机溶剂，其包括但不限于脂族或芳族烃，如Solvesso100TM，醇类，如丁醇、异丙醇或2-丁氧基乙醇，酯类，如乙酸乙酯、乙酸丁酯或醋酸异丁酯，酮类，如丙酮、甲基异丁基酮或丁酮，酶、醚醇或醚酯，如3-乙氧基丙酸乙酯，或上述的任意混合物。所述溶剂的用量通常占所述涂料组合物的约5～15wt％。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物还包含一种或多种其他添加剂，其包括但不限于湿润剂、分散剂、pH调节剂、颜填料、消泡剂、流变改性剂等。这些添加剂的类型是本领域技术人员熟知的，而且其用量是本领域技术人员根据实际需求容易确定的。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物可通过本领域已知的任何技术施用于基底的至少一部分，其包括例如喷涂、辊涂、淋涂、浸泡/浸渍、刷涂或流涂方法。然后，对所形成的涂膜施加UV固化，例如可通过下述步骤实现：在60-80℃烘烤约10-15min，使溶剂和水挥发，然后在UV能量为700-900mJ/cm2，光强在100-300mW/cm2的照射强度下进行UV辐照。涂层膜厚通常在15-20μm的范围内。根据本专利技术的低VOC水性UV固化单层涂料组合物可涂覆于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性UV固化单层涂料组合物，其包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯‑丙烯酸酯树脂。

【技术特征摘要】
1.一种水性UV固化单层涂料组合物，其包含基于碳酸酯的聚氨酯树脂和无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂。2.如权利要求1所述的水性UV固化单层涂料组合物，其中所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂包括固含量为约30-40％的聚碳酸酯改性的聚氨酯水性分散体。3.如权利要求1所述的水性UV固化单层涂料组合物，其中所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂具有25℃下约50-500cp的粘度。4.如权利要求1所述的水性UV固化单层涂料组合物，其中所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂包括固含量为约45-55％的丙烯酸改性的聚氨酯水性分散体。5.如权利要求1所述的水性UV固化单层涂料组合物，其中所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂具有约500-4000的重均分子量和约120-180℃的玻璃化转变温度。6.如上述权利要求任一项所述的水性UV固化单层涂料组合物，其VOC含量低于4...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏福章，刘海峰，罗正松，
申请(专利权)人：PPG涂料天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12