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经其涂覆的基底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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经其涂覆的基底。
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)等塑胶基材的水性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、水煮后的性能和外观差等。因此，目前对能够降低VOC含量且能满足各种上述性能需求的水性UV固化单涂层涂料存在需求。
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。r>附图说明图1A-1D显示在PC基底上经历附着力测试后涂层脱落状况的示意图。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。如本文所用，聚合物的重均分子量(Mw)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用于PC、PC+ABS、PC+CF、PC+GF等塑料基底的具有低VOC含量的单层水性涂料组合物，该涂料组合物是UV固化的。UV固化具有固化时间短、应用设备简单、能量利用率高和不危害环境等优势，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。如本文所用，术语“水性”是指涂料组合物包含至少，基于组合物中的总溶剂重量，量超过50wt％的水。如本文所用，术语“低VOC”是指VOC含量低于420g/L(23℃，大气压，101.3kPa)的涂料组合物。优选地，本专利技术中的水性UV固化单层涂料组合物的VOC含量在100-250g/L(无水计算)的范围内。在本专利技术中，术语“挥发性有机化合物(VOC)”是指在101.3kPa的标准大气压下测得的沸点小于或等于250℃(482°F)的任何有机化合物。有机溶剂是VOC的典型来源。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水性聚氨酯树脂。通常，为了制备本专利技术的涂料组合物，使用分散体形式的基于碳酸酯的聚氨酯，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包括45-65wt％，优选50-60wt％，和更优选53-57wt％的聚碳酸酯。所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂具有25℃下约50-500cp的粘度。该粘度是使用BrookfieldRVT粘度计，采用3号转子，以100rpm的速度并在25℃的温度下测量得到。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20-25wt％的量存在于该涂料组合物中。当该树脂的含量不在该范围内时，重工附着力(如下定义)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HauthaneL-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酯改性的水性聚氨酯树脂，和/或聚氨酯树脂和丙烯酸酯化合物的混合物。术语“HDI”是六亚甲基二异氰酸酯的缩写。本文中所用的无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯是从包含六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的材料合成的。通常，为了制备本专利技术的涂料组合物，使用分散体形式的无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂，其具有约45-55％的固含量，例如约50％的固含量(按重量计)。所述无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂在无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂中包含48-67wt％，优选50-65wt％，更优选53-61wt％的丙烯酸酯化合物。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(使用聚苯乙烯标准品，通过凝胶渗透色谱法测定)，这赋予本专利技术的涂料组合物优异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)。该玻璃化转变温度是使用TAInstrumentsQ800设备通过动态力学分析(DMA)测定的，采用的频率为10Hz，振幅为5mm，温度斜坡为-100℃至250℃，Tg根据ASTMD7028确定为tanδ曲线的峰值。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10-15wt％的量存在于该涂料组合物中。当该树脂的量低于10wt％时，由该涂料组合物形成的涂层的水煮性能变差。当该树脂的量高于15wt％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OLESTERTMRA7011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。可用的光引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170824 CN 20171073716311.一种水性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在基于碳酸酯的聚氨酯树脂中包括45-65wt％的聚碳酸酯。


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，其中所述基于碳酸酯的聚氨酯树脂占所述涂料组合物总重的20-25wt％。


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-丙烯酸酯树脂在无离子HDI型聚氨酯-丙烯酸酯树脂中包括48-67wt％的丙烯酸酯化合物。


6.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。


7.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120-180℃的玻璃化转变温...

【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