本发明涉及涂料领域，具体涉及一种uv固化涂料及其制备方法和应用，尤其涉及一种用于单液型色漆表面的高柔韧型耐弯折uv固化涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
目前，单液型色漆+uv固化面漆在手机制造业中已经成为一种普遍的效果。通常手机外壳加工工艺为：原材料→注塑成型→清洁→喷涂单液型色漆→喷涂uv固化面漆→包装。喷涂的主要目的是在素材表面制成精美的外观效果，弥补素材表面缺陷，同时可以起到一定的保护作用，增强手机的美观实用性。但是并不是所有的涂料都能起到很好的保护作用，比如现在手机越来越倾向于超薄型，所以手机电池盖越来越薄，中框也越来越窄，有的中框窄边只有1～2毫米，而传统的uv固化涂料一般硬度偏高，生产过程中容易被弯折断裂。
对这种进行保护的涂料基本要求是：涂料除了保持现有市场流通产品的基本特性以外还要具有超高的柔韧性和耐弯折性等特性，以减少在喷涂生产过程中因涂料偏硬而造成不必要的材料及生产浪费；工艺可操作性强。
同时，随着全球环境保护意识的增强，涂料工业也开始沿着可持续性方向发展。uv涂料因具有环保、方便和经济等优点，在现代社会得到了广泛使用，尤其是在3c产品方面更是一统天下，有着无可比拟的优势，具体而言，uv涂料同传统挥发干燥型涂料相比具有如下好处：快速固化、生产效率高；优异的固化膜性能(耐磨性、耐化学药品等)；低温固化，适于热敏性基材(如塑料)；溶剂含量低或不含溶剂，对环境危害小；节省场地，能量消耗低。
但是，现有的uv涂料由于其硬度高，弯折容易断裂的劣势与现在超薄产品素材薄，中框窄边的特性不相符，因此现有技术有待完善与发展。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种uv固化涂料及其制备方法和应用，特别提供一种uv固化的、柔韧性好、耐弯折的涂料，旨在解决现有uv固化涂料由于其硬度高，弯折容易断裂的劣势与现在超薄产品素材薄，中框窄边的特性不相符的问题。
为达此目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，包括以下组分：
高官能聚氨酯丙烯酸酯30～40％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂10～20％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂10～20％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3～5％；光敏剂2～4％；溶剂10～25％。
本发明中通过将上述组分按一定配比进行组合，其各组分之间具有协同增效作用，从而使制得的uv固化涂料在保证原有uv固化涂料的基本特性的同时，大大改善了原有uv固化涂料的附着力、柔韧性和耐弯折效果。
本发明，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯所占的重量百分比为30～40％，例如30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％；所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂所占的重量百分比为10～20％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％；所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂所占的重量百分比为10～20％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％；所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯所占的重量百分比为3～5％，例如3％、3.2％、3.5％、3.6％、3.8％、4％、4.1％、4.3％、4.5％、4.8％或5％；所述光敏剂所占的重量百分比为2～4％，例如2％、2.2％、2.5％、2.6％、2.8％、3％、3.1％、3.3％、3.5％、3.8％或4％；所述溶剂所占的重量百分比为10～25％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。
优选地，所述高官能聚氨酯丙烯酸酯tg点为69，分子量为1000，粘度为2000mpa.s/60℃，伸长率为2％。
优选地，所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂粘度为4500mpa.s/60℃，伸长率为37％，之所以优选采用这种特殊性能的三官能聚氨酯丙烯酸酯树脂，其原因在于，其能够与二官能聚氨酯丙烯酸树脂进行配合，二者具有协同作用，从而使得uv固化涂料具有优异的柔韧性和耐弯折效果。
优选地，所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂粘度为9000mpa.s/60℃，分子量为1000，其能够更好地与三官能聚氨酯丙烯酸树脂相互配合，实现改善uv固化涂料高柔韧性和耐弯折的效果。
优选地，所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯酸价(koh/g)为0.2mg，折射率为1.47nd，表面张力为35dyne/cm。
优选地，所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。
根据本发明，所述uv固化涂料，按照重量百分比计，还可以包括以下组分：助剂5.0～8.0％；所述助剂在uv固化涂料中所占的重量百分比，例如可以是5.0％、5.2％、5.3％、5.5％、5.8％、6.0％、6.5％、6.8％、7.0％、7.5％、7.8％或8.0％，此处的重量百分比是指助剂在uv固化涂料中所占的重量百分比。
优选地，所述助剂包括有机硅助剂。
优选地，所述uv固化涂料，按照重量百分比计，包括以下组分：高官能聚氨酯丙烯酸酯35～40％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂10～15％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂15～20％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3～4％；光敏剂3.5～4％；有机硅助剂6.5～7％；溶剂20～22％。
本发明中，所述助剂除了包括有机硅助剂外，还可以包括流平剂和消泡剂。
优选地，所述助剂在uv固化涂料中，按照重量百分比，由以下组分组成：有机硅助剂5.0～7.0％(例如5.0％、5.2％、5.3％、5.5％、5.8％、6.0％、6.5％、6.8％或7.0％)；流平剂0.3～0.5％(例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％)；消泡剂0.3～0.5％(例如0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％)，此处的重量百分比是指助剂在uv固化涂料中所占的重量百分比。
优选地，所述有机硅助剂色数≤1max(gardner)；粘度为2500±1000(25℃，cps)；固含量为70±2％(105℃/2hr)。
优选地，所述流平剂为有机硅。
优选地，所述消泡剂为有机硅。
第二方面，本发明还提供了一种如第一方面所述的uv固化涂料的制备方法，其具体包括：将各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
第三方面，本发明还提供了如第一方面所述的uv固化涂料的应用，所述应用是将所述uv固化涂料用于单液型色漆表面喷涂的uv面漆。
在将所述uv固化涂料用于单液型色漆表面喷涂的uv面漆时，具体操作为：
(1)涂料稀释：将所述uv固化涂料与醋酸丁酯和醋酸乙酯按照100:65:35的重量比混合稀释；
(2)喷涂：在单液型色漆表面喷涂所述uv固化涂料的稀释液；
(3)干燥：喷涂后进行干燥，干燥的条件为：常温流平2～5min；ir烘烤：60～65℃温度下烘烤5～8min；uv固化：1000～1200mj/cm2。
其中，所述uv固化涂料的涂料膜厚为18～24μm(mitutoyo)；所述ir(红外线)烘烤过程中ir的温度为60～65℃，时间为5～8min；所述uv固化过程中，累计uv能量为1000～1200mj/cm2(eituvpowerpuckii)，光谱范围为180～420nm，uv灯管的功率为80～120w/cm。
将所述uv固化涂料用于单液型色漆表面喷涂的uv面漆后得到的样品进行弯折测试(180度弯折)，具体为：
将样品喷涂面朝外，取同一位置在圆柱轴直径取40mm的圆柱轴上弯曲180度，在1～2秒之内完成弯曲，测试结果显示，所有弯折素材不能断裂。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明所提供的uv固化涂料，喷涂于单液型色漆上，通过uv光固化机固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的漆膜，除能有效保证原有uv固化涂料的基本特性外，还可大大改善原有uv固化涂料的柔韧性和耐弯折效果，而且，所述uv固化涂料具有低气味、无甲苯、无卤素、无重金属等优点，符合rohs标准，对环境危害小。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施比例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，由以下组分组成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂10％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3％；光敏剂3.5％；有机硅助剂6.5％；溶剂22％。
所述高官能聚氨酯丙烯酸酯tg点为69，分子量为1000，粘度为2000mpa.s/60℃，伸长率为2％；所述三官能聚氨酯丙烯酸树脂粘度为4500mpa.s/60℃，伸长率为37％；所述二官能聚氨酯丙烯酸树脂粘度为9000mpa.s/60℃，分子量为1000；所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯酸价(koh/g)为0.2mg，折射率为1.47nd，表面张力为35dyne/cm；所述光敏剂为1-羟基-环己基苯甲酮。
将上述各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
实施例2
一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，由以下组分组成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂10％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3％；光敏剂3.5％；有机硅助剂6.5％；溶剂22％。
各组分的具体选择同实施例1。
将上述各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
实施例3
一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，由以下组分组成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯40％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂10％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5％；光敏剂3.5％；有机硅助剂6.5％；溶剂15％。
各组分的具体选择同实施例1。
将上述各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
实施例4
一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，由以下组分组成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯30％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂15％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3％；光敏剂3.5％；有机硅助剂6.5％；溶剂22％。
各组分的具体选择同实施例1。
将上述各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
实施例5
一种uv固化涂料，其按照重量百分比计，由以下组分组成：
高官能聚氨酯丙烯酸酯35％；三官能聚氨酯丙烯酸树脂20％；二官能聚氨酯丙烯酸树脂10％；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3％；光敏剂3.5％；有机硅助剂5.5％；流平剂0.5％；消泡剂0.5％；溶剂22％。
各组分的具体选择同实施例1。
将上述各组分按所述重量百分比加入容器中，在搅拌条件下混合均匀，即得到所述uv固化涂料。
对比例1
与实施例1相比，除去三官能聚氨酯丙烯酸树脂，即uv固化涂料中不含有该组分，其它与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，除去二官能聚氨酯丙烯酸树脂，即uv固化涂料中不含有该组分，其它与实施例1相同。
上述各实施例的具体组成如表1所示，表中各组分含量为重量百分比(％)。
表1
将上述实施例1～5和对比例1～2得到的uv固化涂料进行如下工艺：
工艺顺序为：底材清洁→涂料稀释→喷涂→ir烘烤→uv固化，具体工艺参数为：
涂料稀释比例为：涂料:醋酸丁酯:醋酸乙酯(重量比)＝100:65:35；
膜厚：18～24μm(mitutoyo)；
累计uv能量：1000～1200mj/cm2(eituvpowerpuckii)；
光谱范围：180～420nm；
uv灯管功率：80～120w/cm；
ir温度：60～65℃，时间5～8min。
实施例1～5和对比例1～2所得涂料层在金属表面时的性能如表2所示。
表2
通过上述表2可以看出，本发明所述uv固化涂料中的三官能聚氨酯丙烯酸树脂和二官能聚氨酯丙烯酸树脂二者具有协同作用，共同使得所述uv固化涂料具有良好的附着力好、柔韧性好、耐弯折性能好的特点。
综上所述，本发明通过将所述uv固化涂料喷涂于单液型色漆上，通过uv光固化机固化后，能在单液型色漆表面形成一层坚韧的漆膜，对单液型色漆附着力好、柔韧性好、耐弯折性能好，能有效保证产品在使用过程中不易弯折漆裂。而且，对单液型色漆本身不会造成任何影响。因此，所述柔韧型耐弯折uv光固化涂料能有效应用于单液型色漆表面。而且，所述uv固化涂料具有低气味、无甲苯、无卤素、无重金属等优点，符合rohs标准，对环境危害小。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。