一种UV肤感涂料、制备方法、使用方法和应用与流程

本发明涉及uv光固化涂料，具体为一种uv肤感涂料、制备方法、使用方法和应用。

背景技术：

1、petg（聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯‌）家居膜通过吸塑成型工艺贴合于家具板材表面，能够赋予家具产品丰富的装饰效果和良好的表面保护性能。家居膜的表面涂层是直接面对外界环境的功能层，其手感、抗刮性、耐污性和视觉效果直接影响家居产品的品质档次和用户体验。近年来，随着消费者对家居产品表面质感的追求不断提升，肤感效果，即涂层表面具有类似于人体皮肤般的细腻、温润、丝滑触感，已成为高端家居装饰膜的重要发展方向。uv（紫外光）肤感涂料通过在petg膜表面形成具有微纳凹凸结构的哑光涂层，既实现了柔和哑光的视觉效果，又赋予了独特的触感体验。

2、然而，目前uv肤感涂料主要存在以下问题。传统uv肤感涂料多通过添加大量消光粉来实现哑光肤感效果，但大量粉体的添加会显著降低涂层的抗刮性和耐磨性，肤感效果与力学性能难以兼顾。petg材料表面能相对较低，约为40～45mn/m，且为非结晶型聚酯材料，表面极性基团较少，而现有uv涂料对petg基材的润湿性和附着力不足，容易出现涂层脱落、开裂等问题。petg家居膜在吸塑成型过程中需要经历复杂的拉伸变形，涂层需要具备良好的柔韧性和伸长率，而现有uv涂料固化后往往偏脆，在吸塑深度较大或曲面复杂的产品上容易出现涂层开裂、白化等问题。此外，家居膜在长期使用中会暴露于光照环境，现有uv肤感涂料在长期紫外光照射下容易黄变，影响美观度，且传统溶剂型uv涂料含有大量有机溶剂，voc（挥发性有机化合物）排放高，不符合日益严格的环保要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种uv肤感涂料，该涂料肤感效果优异、对petg基材附着力强、柔韧性好、耐黄变且低voc，具有重要的技术价值和广阔的市场前景。

2、本发明一方面提供了一种uv肤感涂料，按重量份计，包括：两官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂25～40份；三官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂10～25份；改性环氧丙烯酸酯树脂5～15份；活性稀释剂15～30份；肤感助剂3～10份；光引发剂2～6份；消光粉3～10份；附着力促进剂1～4份；流平剂0.3～1.5份；消泡剂0.1～0.8份；分散剂0.3～1.5份；所述改性环氧丙烯酸酯树脂为含极性环氧基团和酯基的改性环氧丙烯酸酯低聚物；所述肤感助剂为改性弹性球状树脂或高分子聚合物分散体。

3、现有uv肤感涂料无法有效兼顾涂层柔韧性与表面抗刮性，本发明前期以三官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂为主体树脂构建高交联密度涂层，期望获得优异的表面抗刮性。然而吸塑成型时涂层无法适应petg膜的拉伸变形，出现大面积裂纹。本发明通过进一步引入两官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂配合肤感助剂的弹性体增韧作用，并控制两官能团树脂用量在25～40份、三官能团树脂用量在10～25份范围内时，涂层能够兼顾肤感手感、抗刮耐磨性能、柔韧性与吸塑适应性，使涂层在吸塑深度较大或曲面复杂的家居产品上不会出现开裂或白化，可满足真空吸塑一体成型的工艺要求。

4、进一步的，本发明通过将改性环氧丙烯酸酯树脂与磷酸酯类附着力促进剂同时引入以上树脂体系，通过物理亲和与化学锚固的共同作用，解决petg低表面能基材的附着问题。其中，改性环氧丙烯酸酯树脂分子结构中的极性环氧基团和酯基对petg表面提供良好的亲和力和物理吸附；磷酸酯类附着力促进剂中的磷酸羧基与petg表面极性基团形成化学键合或强氢键作用，提供化学锚固。

5、传统uv肤感涂料为实现哑光肤感效果，通常大量添加消光粉，但会严重牺牲力学性能和涂布性能。本发明通过将消光粉用量控制在3～10份的较低范围内，利用准分子灯（172nm或254nm）照射涂层表面，通过表层聚合物分子的选择性快速交联收缩形成微纳凹凸结构，从而实现哑光肤感效果，既避免了高消光粉添加导致的涂层粉化和力学性能劣化，又解决了无准分子灯时肤感效果不足的问题，实现了消光粉用量降低与肤感效果提升的统一。

6、在一种实施方式中，所述uv肤感涂料，按重量份计，包括：两官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂28～35份；三官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂15～22份；改性环氧丙烯酸酯树脂8～12份；活性稀释剂18～25份；肤感助剂4～8份；光引发剂3～5份；消光粉4～8份；附着力促进剂1.5～3份；流平剂0.5～1份；消泡剂0.2～0.5份；分散剂0.5～1份。

7、在一种实施方式中，所述两官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂包括两官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。

8、在一种实施方式中，所述两官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂的型号包括广东博兴b-241、湛新ebecryl-4740或沙多玛cn964中的至少一种。

9、在一种实施方式中，所述三官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂的型号包括湛新ebecryl-4858、沙多玛cn9013ns或三木sm-6305中的至少一种。

10、在一种实施方式中，所述改性环氧丙烯酸酯树脂的型号包括巴斯夫lr9019、昊辉he3215或湛新ebecryl-3701中的至少一种。

11、在一种实施方式中，所述活性稀释剂包括单官能团丙烯酸酯单体、双官能团丙烯酸酯单体和三官能团丙烯酸酯单体。

12、在一种实施方式中，所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯（iboa）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（hdda）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（tmpta）。

13、在一种实施方式中，所述丙烯酸异冰片酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比2～4:2～3:1～2。

14、在一种实施方式中，所述肤感助剂的型号包括tego-2300、byk-3570或蓝柯路l-3007f、l-3068中的至少一种。

15、在一种实施方式中，所述光引发剂包括酰基膦氧化物类光引发剂与α-羟基酮类光引发剂。

16、在一种实施方式中，所述光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（tpo）与1-羟基环己基苯基甲酮（184）。

17、在一种实施方式中，所述2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦与1-羟基环己基苯基甲酮的质量比1:1～1:3。

18、本发明通过同时引入酰基膦氧化物类与α-羟基酮类光引发剂，实现了led-准分子灯-汞灯多波段固化工艺的高效适配，同时兼顾了固化效率和耐黄变性能。

19、在一种实施方式中，所述消光粉的型号包括赢创acematt-ok500、东曹e-1011或金纯uv650中的至少一种。

20、在一种实施方式中，所述附着力促进剂的型号包括蓝柯路lencolo4051、dh-7340或广州谨诚km2130中的至少一种。

21、在一种实施方式中，所述流平剂的型号包括毕克byk-uv3500、毕克byk-333或迪高tego-flow300中的至少一种。

22、在一种实施方式中，所述消泡剂的型号包括迪高tego-foamex825、毕克byk-055或中山顺弘ak680中的至少一种。

23、在一种实施方式中，所述分散剂的型号包括毕克byk-110、uniqsperse510s或蓝柯路lencolo系列中的至少一种。

24、本发明另一方面提供了一种uv肤感涂料的制备方法，包括以下步骤：

25、将两官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂、三官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂和改性环氧丙烯酸酯树脂加入反应容器中，在400～600rpm转速下搅拌15～30分钟，使各树脂混合；

26、加入活性稀释剂总量的60-70wt%，在500～700rpm转速下搅拌10～20分钟；加入光引发剂，继续搅拌20～40分钟，直至光引发剂完全溶解获得混合物料；

27、将消光粉、肤感助剂与余量活性稀释剂预混合后加入混合物料中，在800～1200rpm转速下高速分散30～60分钟，至细度≤15μm；

28、加入附着力促进剂、流平剂、消泡剂和分散剂，在500～700rpm转速下继续搅拌20～40分钟，用活性稀释剂调节至25℃下的粘度为200～800cps；经200～400目滤网过滤，制得uv肤感涂料。

29、本发明第三方面提供了一种uv肤感涂料的使用方法，包括以下步骤：

30、将uv肤感涂料通过微凹涂布、辊涂或狭缝挤出方式涂布于petg膜表面，涂布量为5～20g/m2；涂布后依次经过led（发光二极管）灯预固化、准分子灯肤感成型和汞灯终固化工艺获得涂层厚度为3～10μm的petg肤感膜。

31、在一种实施方式中，所述led灯预固化采用395nmled灯，能量100～200mj/cm2；

32、在一种实施方式中，所述准分子灯肤感成型采用172nm或254nm准分子灯，使涂层表面形成微纳凹凸结构，实现肤感哑光效果；

33、在一种实施方式中，所述汞灯终固化采用uv汞灯，能量300～500mj/cm2，使涂层固化。

34、在一种实施方式中，所述petg肤感膜可进一步进行吸塑成型，与家具板材贴合。

35、本发明第四方面提供了一种uv肤感涂料在制备petg家居装饰膜、汽车内饰膜、3c电子产品装饰膜或建材装饰膜中的应用。

36、有益效果

37、1、本发明提供了一种uv肤感涂料，该涂料肤感效果优异、对petg基材附着力强、柔韧性好、耐黄变且低voc，具有重要的技术价值和广阔的市场前景。

38、2、本发明通过进一步引入两官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂配合肤感助剂的弹性体增韧作用，并控制两官能团树脂用量在25～40份、三官能团树脂用量在10～25份范围内时，涂层能够兼顾肤感手感、抗刮耐磨性能、柔韧性与吸塑适应性，使涂层在吸塑深度较大或曲面复杂的家居产品上不会出现开裂或白化，可满足真空吸塑一体成型的工艺要求。

39、3、本发明通过将改性环氧丙烯酸酯树脂与磷酸酯类附着力促进剂同时引入以上树脂体系，通过物理亲和与化学锚固的共同作用，解决petg低表面能基材的附着问题。

40、4、本发明通过将消光粉用量控制在3～10份的较低范围内，利用准分子灯（172nm或254nm）照射涂层表面，通过表层聚合物分子的选择性快速交联收缩形成微纳凹凸结构，从而实现哑光肤感效果，既避免了高消光粉添加导致的涂层粉化和力学性能劣化，又解决了无准分子灯时肤感效果不足的问题，实现了消光粉用量降低与肤感效果提升的统一。

41、5、本发明通过同时引入酰基膦氧化物类与α-羟基酮类光引发剂，实现了led-准分子灯-汞灯多波段固化工艺的高效适配，同时兼顾了固化效率和耐黄变性能。

42、6、本发明为无溶剂或极低溶剂uv固化体系，voc含量极低（<50g/l），符合环保法规要求；且原料来源广泛、制备工艺成熟、可采用微凹涂布等规模化涂布方式生产，具有良好的工业化生产前景和显著的经济效益。