本发明涉及涂料领域，具体涉及一种水性塑胶用紫外光固化涂料及其制备和施工方法。
背景技术：
uv固化涂料是开发之初作为一种绿色环保型涂料，它完全符合“4e”原则，一般uv固化能耗为热固化的1/5，且uv固化涂料含挥发组分较少，污染小，是一种环保型涂料；但是目前在国内市场的喷涂中，由于技术瓶颈的阻碍，大量使用40~50%的有机溶剂作为稀释剂来做配方，所得的uv漆成了现在市场大量喷涂的油性油漆，当然这就对环境带来的大量的有机溶剂的排放，从而对环境的污染。而水性uv固化涂料，进一步最大程度减少了有机溶剂的使用，随着环保要求的日益加强，而我国也在逐步研究，不久之后，将会成为主流的涂料产品。
uv固化水性涂料结合了水性涂料和光固化涂料的优点，近年来得到迅速发展，也是今后光固化涂料主要发展方向之一。
uv固化水性涂料的优点是：可以使用相对分子质量很高的齐聚体以提高对某些基材(pc,pc+abs)的粘附力并提高固化膜的其它物理性能，施工性所需要的粘度采用单体和水及乙醇结合相互调节，而不像传统紫外涂层的齐聚体相对分子质量受到施工粘度的限制；水烘干后在辐照之前就可以得到触干的涂层，这样可以用于三维物体的表面固化，这种辐照之前就触干的涂层减少了灰尘的吸附并且能在固化前对涂层的缺陷进行修补。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种水性塑胶用紫外光固化涂料，通过特殊的组分选择配比，克服了现有技术的缺陷，可以广泛应用于车载、手机、空调、电视外壳等家电及电子产品中。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种水性塑胶用紫外光固化涂料，包括如下重量百分比组分：
引发剂组合4-6%；
有机溶剂10-15%；
去离子水10-15%；
硅烷基环氧改性树脂10-20%；
改性环氧丙烯酸酯20-30%；
聚氨酯丙烯酸酯树脂15-30%；
水性丙烯酸酯单体20-30%；
流平剂0.5-1%。还可含有本领域常规的助剂，如香精。
进一步的，所述的引发剂组合包括任意比例混合的2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。采用自由基和阳离子光引发剂相结合的混合引发剂，充分发挥了自由基研发体系固化速度快的优点，且搭配阳离子光引发剂，固化时体积收缩小、粘接力强，固化过程不被氧气阻聚，反应不易终止，并使得涂料的附着力和硬度都得到提高，还保持成膜的美观性。
进一步的，所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇中的至少一种。除了选用水溶性好的树脂以外，还引入乙醇作为溶剂，利用乙醇可以和水任意比例互溶的特点，先用乙醇溶解相关物质，再和水混合，通过提高溶解搅拌时的温度和搅拌速度，使溶解度大大提高。
进一步的，所述的流平剂为特种聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂。作为涂料的润湿流平剂，较好地调节水性uv涂料的表面张力和润湿性。
进一步的，所述的水性丙烯酸酯单体包括乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。其中乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在整体配方中能起到调节固化速度，提供力学性能保证；甲基丙烯酸羟乙酯为单官能团单体，能提供协助调节整个配方的施工粘度，创造良好的施工性，并且自身具有较好对素材的溶胀力，可以增强配方的附着力。
一种所述的水性塑胶用紫外光固化涂料的制备方法，其包括如下步骤：
a.将引发剂组合添加到不锈钢容器中后加入搅拌缸釜中；
b.随后加入有机溶剂添加入搅拌缸釜中，进行搅拌，400-500转每分钟，搅拌10-15分钟，得出引发剂及有机溶剂透明混合液体；
c.然后加入去离子水，进行搅拌，200-300转每分钟，搅拌5-10分钟得出透明混合液体；
d.接着添加入水性丙烯酸酯单体，搅拌200-300转每分钟，搅拌10-15分钟至均匀混合液体；
d.接着按照质量比分别按配方质量比投入硅烷基环氧改性树脂、改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯，然后搅拌均匀600-700转每分钟，搅拌20-25分钟，得出透明混合液体；
e.最后加入流平剂，再搅拌200-300转每分钟，搅拌10-15分钟，得到透明混合液体；
f.将透明混合液体经300目滤布过滤即得塑胶用水性紫外光固化涂料；
其中，以上操作环境均在常温下进行，温度介于5~40℃。
一种所述的水性塑胶用紫外光固化涂料的施工方法，将所述水性塑胶用紫外光固化涂料喷涂于应用面上，随后采用红外线干燥。采用红外线干燥，使水分和乙醇快速挥发，减少干燥时间，大大提高了生产效率，同时可以提高成膜性能。
本发明具有如下有益效果：
本发明的解决方案是选用水溶性良好的硅烷基环氧改性树脂、改性环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯树脂，其树脂通过在单体中引入水溶性较好的基团羟基和羧基，充分提高了其水溶性，同时，羧基可以大幅提高涂料成膜后的附着力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例所用的原料型号：2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮为巴斯夫的907，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮为巴斯夫的1173，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮为darocur2959，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为em2386，甲基丙烯酸羟乙酯为hema，流平剂为迪高450，其余原料为常规市售产品。
实施例1
一种水性塑胶用紫外光固化涂料，包括如下重量百分比组分：
2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮3%；
2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮1%；
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%；
乙醇14%；
去离子水10%；
硅烷基环氧改性树脂10%；
改性环氧丙烯酸酯20%；
聚氨酯丙烯酸酯树脂15%；
乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15%；
甲基丙烯酸羟乙酯10%；
特种聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂1%。
实施例1
一种水性塑胶用紫外光固化涂料，包括如下重量百分比组分：
2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮2%；
2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮1%；
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%；
乙醇15%；
去离子水10%；
硅烷基环氧改性树脂10%；
改性环氧丙烯酸酯20%；
聚氨酯丙烯酸酯树脂15%；
乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15%；
甲基丙烯酸羟乙酯10%；
特种聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂1%。
实施例3
一种水性塑胶用紫外光固化涂料，包括如下重量百分比组分：
2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮3%；
2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮2%；
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%；
乙醇14%；
去离子水9%；
硅烷基环氧改性树脂10%；
改性环氧丙烯酸酯20%；
聚氨酯丙烯酸酯树脂15%；
乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15%；
甲基丙烯酸羟乙酯10%；
特种聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂1%。
实施例1-3的制备方法如下：
a.将2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮；2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮混合添加到不锈钢容器中后加入搅拌缸釜中；
b.随后加入有机溶剂添加入搅拌缸釜中，进行搅拌，400转每分钟，搅拌10分钟，得出引发剂及有机溶剂透明混合液体；
c.然后加入去离子水，进行搅拌，200转每分钟，搅拌5分钟得出透明混合液体；
d.接着添加入水性丙烯酸酯单体乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯，搅拌200转每分钟，搅拌10分钟至均匀混合液体；
d.接着按照质量比分别按配方质量比投入硅烷基环氧改性树脂、改性环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯，然后搅拌均匀600转每分钟，搅拌20分钟，得出透明混合液体；
e.最后加入流平剂，再搅拌200转每分钟，搅拌10分钟，得到透明混合液体；
f.将透明混合液体经300目滤布过滤即得塑胶用水性紫外光固化涂料；
其中，以上操作环境均在常温下进行，温度介于5~40℃。
实施例1所述的水性塑胶用紫外光固化涂料进行相应测试，测试指标如下：
一、施工性:
1：直接喷涂，喷涂粘度为15~20秒(盐田4#杯)，喷涂环境25~35℃（若温度有变化时可以用纯净水进行适当调节到现场合适的喷涂施工粘度）；
2：喷涂膜厚为:18~25µ；
3:烘烤条件:先进行红外预热55~60℃*5分钟，750~850j/cm2；
二、得出的水性塑胶用紫外光固化涂料性能指标如下表：
以abs/pc料为素材，喷涂水性uv涂料成膜后的主要性能指标：
由上可见，本发明实施例1成膜性能优异，附着性能良好。