0 引言
UV 光固化涂料是 20 世紀末流行于歐美、日本等地的一種新型涂料，因其具有防止污染及節能效果，性能優良，固化快速，在多個領域被廣泛地使用。UV光固化涂料固化時間短，可以大大提高勞動生產率；固化溫度低，物件受熱時間短，可以用于不適宜高溫烘烤的材料；

無溶劑或只含少量溶劑，不含揮發性有機化合物（VOC），揮發量少，可以減少大氣污染并節省能源，光固化涂料與熱固化涂料相比，節省能源可達 90%以上。UV 光固化涂料最早應用于手機、DVD、隨身聽外殼的表面涂裝處理，后來進一步擴展到化妝品、電視機及電腦等家用電器中國建材網cnprofit.com。

UV 涂料在成膜過程（即從液態轉變為固態的施工過程） 中基本沒有溶劑的揮發，實現 VOC 的零排放或低排放，可稱為環境友好型涂料。

隨著人們生活水平的提高，對日用品的外觀要求也越來越高，一些經常用手觸摸的部位要求具有彈性手感的效果，使人有一種肉厚爽滑的感覺，因此手感涂料應運而生。手感涂料又稱為橡膠涂料、彈性涂料，噴涂于物體表面，呈亞光或半亞光狀態，同時使得接觸面變得更柔順、平滑且有彈性。使用手感涂料之后，能夠使外觀不易出現劃痕，并且手感涂料上的劃痕能夠自動修復。

本文所制備的光固化手感涂料，結合了 UV 光固化涂料和手感涂料的共同特點，既具有彈性手感的效果，又兼具光固化涂料固化速度快、節省能源、綠色環保、對人體無任何損害的優點。該涂料穩定性好，對ABS、PC、PMMA 等大部分塑膠基材具有很好的潤濕效果，且附著力優異，手感爽滑，性能突出，工藝簡單，實用性強，適合應用在化妝品、3C、汽車內飾等塑膠件的表面涂裝。

1 試驗部分
1.1 原材料及設備
彈性聚氨酯丙烯酸酯、4 官能特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物、6 官能特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物、硅改性 UV 低聚物、光引發劑 184、消光粉、流平劑及溶劑。
升降式攪拌機：奈鎂克（上海）精密機械有限公司；

OSM-UV-3602 型 UV 光固化機：東莞歐西曼機械設備有限公司；電熱鼓風干燥箱：上海一恒科技有限公司，涂膜鉛筆劃痕硬度儀、RCA 紙帶摩擦試驗機：東莞鴻翔儀器設備有限公司；Abrasion Tester Model 339 耐磨耗試驗機；BPS-100CB 型恒溫恒濕儀、電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司。

1.2 涂料配方
光固化手感涂料的基本配方見表 1。

1.3 涂料的制備
先將樹脂、溶劑、助劑等組分按比例混合，高速攪
拌將其混勻，然后在攪拌狀態下加入消光粉，繼續攪拌
使其分散均勻，調整黏度，過濾，即制得涂料。
1.4 樣板的制備
將 ABS、PC、PMMA 等基材表面用乙醇擦拭干凈后進行涂料噴涂，室溫靜置 5 min，于 60 ℃下烘烤 5 ～10 min，使溶劑充分揮發，然后通過光固化機進行固化，干膜厚度為 25 ～ 30 μm。
1.5 性能測試
為了測試該光固化手感涂料在不同塑膠基材上的附著力及物理機械性能，將該涂料噴涂在 ABS、PC、PMMA、PC +ABS 和 ABS +PMMA 基 材 上 ，60 ℃烘 烤5 min 后進行 UV 固化（輻射光量為 800 mJ/cm2），性能測試結果見表 2。

從表 2 可以看出，該涂料在各種塑膠基材上都具有良好的附著力、硬度及耐磨性，可滿足市場需求。
表 3 為制備的光固化手感涂料在 ABS 基材上應達到的性能指標及實際檢驗結果。

從表 3 可以看出，所研制的涂料附著力穩定，耐水和耐化學品性能優異，可以滿足化妝品、3C、汽車內飾等塑膠件的表面涂裝。

2 結果與討論
2.1 彈性聚氨酯丙烯酸酯對涂膜性能的影響
彈性聚氨酯丙烯酸酯是光固化手感涂料的重要組成部分，對光固化手感涂料的手感及涂膜的物理機械性能具有重要的影響。它主要是由彈性聚酯二元醇制備而成，主鏈為多碳分子直鏈，主鏈分子呈卷曲狀態，交聯成膜后在外力的作用下，卷曲的分子可以被拉伸，展現出彈性，使得彈性和柔韌性俱佳；

同時因為分子中存在著氨酯鍵和丙烯酸官能團，因此具有較快的光固化速度，良好的附著力、柔韌性、耐磨性及突出的高彈性和伸長率[3]。本涂料中的主要成分———聚氨酯丙烯酸酯（PUA）在大分子結構中同時帶有氨基甲酸酯和羧酸酯結構單元，因此聚氨酯丙烯酸酯光敏樹脂綜合了聚氨酯的高耐擦傷性、柔韌性、高撕裂強度和優異的低溫性能以及丙烯酸樹脂優良的光學性能和耐候性。彈性聚氨酯丙烯酸酯的添加量對涂膜手感和RCA 的影響見表 4 和圖 1。

由表 4 和圖 1 可以看出，隨著彈性聚氨酯丙烯酸酯添加量的增加，涂膜的手感越來越好，但是當其增加到 50%時，RCA 開始下降，因此將添加量控制在 50%左右，涂膜的手感及 RCA 保持最佳。

2.2 預聚物對涂膜性能的影響
預聚物是光固化涂料的主要成分，它的性能基本上決定了固化后材料的性能。由于聚氨酯丙烯酸酯具有氨酯鍵，可以在高聚物分子鏈間形成多種氫鍵，因而具有優異的機械耐磨性和柔韌性，斷裂伸長率高，成為制備高柔韌性 UV 光油的首選樹脂。

聚氨酯丙烯酸酯作為低聚物組分制得的 UV 固化涂料，具有優異的機械耐磨性和柔韌性，涂膜的耐化學品性好，對基材有較好的附著力。通過特殊改性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物，增加了固化膜的柔性，同時也提高了涂膜機械性能方面的影響力。

4 官能特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物和6 官能特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物在涂料中的作用不同。為了研究不同官能的特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物對涂料的影響，對涂膜的手感、外觀、消光粉的分散能力及附著力進行測試，檢測結果見表 5。

由表 5 可以看出，隨著官能度的增加，UV 光油固化后的交聯密度增加，強度提高，固化膜層結構中能自由旋轉的鏈段變短，柔性下降，手感變差，同時外觀及消光粉的分散能力也隨之下降，但附著力有所提升。

2.3 硅改性 UV 低聚物對涂膜性能的影響
有機硅具有低表面張力、疏水性、高耐候性、耐化學品性、耐熱性及優異的低溫柔順性等優點，有機硅對低聚物改性可賦予涂膜良好的耐化學品性和高機械強度，同時兼備表面性能，既可以保持材料的耐磨、抗撕裂等特點，又具有低溫柔順性好、表面張力低等優點。

本涂料所使用的硅改性 UV 低聚物作為輔助成分存在于光固化手感涂料中，參與光固化涂料的交聯，具有較高的反應交聯度，提高涂膜的耐刮傷性及耐化學品性，同時因為硅的存在，也可提高其涂膜的手感。

3 結語
制備此款光固化手感涂料，因彈性聚氨酯丙烯酸酯對涂膜的手感及性能有影響，故以其為主體樹脂，通過不同官能度的特殊改性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯預聚物作為輔樹脂對附著力及機械性能進行調節，并添加了硅改性 UV 低聚物提高其耐化學品性。該涂料的涂膜厚度在 20 ～ 35 μm，不僅具有優良的綜合性能，而且具有較為突出的柔韌性及爽滑感。

范 玉 1，黃 磊 1，張廣強 1，鄭秀娟 2
（1.鷗哈?；瘜W（青島）工業有限公司，山東 青島 266431；2.青島博正檢驗技術有限公司，山東 青島 266555）