CN101358048A - 用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料，由以下重量百分比的组分制成：二官能聚氨酯丙烯酸酯10－30wt％，以杂化为核的高官能丙烯酸酯单体5－40wt％，乙氧基化或丙氧基化的高官能丙烯酸酯单体5－30wt％，单官能单体0－15wt％，光引发剂1－6wt％，改性纳米材料0－5wt％，流平剂0.1－2wt％，溶剂10－50wt％。本发明的紫外光固化涂料可广泛应用于手机、MP3、MP4及数码相机等电子产品的表面涂装，具有高耐磨、高透光、附着力强和高光泽等特点。

Description

用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料

技术领域

本发明属涂料领域，具体是应用于手机、光盘等用于消费电子产品表面涂装的紫外光固化涂料。

背景技术

辐射固化技术是20世纪中期出现的一种材料表面加工的先进技术，它是利用紫外光(UV)或电子束(EB)引发具有化学活性的液态材料快速聚合交联，从而固化。辐射固化技术是具有“五E”(高效、适应性广、经济、节能和环境友好)特点的工业技术。在过去的几年中，UV固化涂料在木材、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。UV固化涂料拥有巨大的市场潜力，其在整个涂料产品中的比例正在逐年增长。

紫外光固化涂料由于上述特点在电子行业也获得了越来越广泛的应用。紫外光固化涂料除了用作光盘涂料和DVD粘合剂之外，还可对电子产品，包括通讯器材、视听设备和消费性电子产品进行涂装。随着IT产业的发展，新兴电子产品涂层保护性能和美学效果的要求越来越高，不仅要求涂装效率高，而且对耐磨性、光学性能和耐冲击性能也提出了更高的要求。具体来说，用于高性能电子产品表面涂装的紫外光固化涂料需要兼具超耐磨、强附着力和高镜面平整效果。现有的涂装产品很多难于兼顾耐磨性、附着力和表面光泽，因此难于满足许多高档电子产品的涂装要求

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料，涂料经紫外光固化，用于电子产品的涂装，能快速固化、高耐磨、高光泽和对塑料和金属极佳的附着力。

本发明的用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料的重量百分比组成如下：

二官能聚氨酯丙烯酸酯                       10-30wt％

以杂化为核的高官能丙烯酸酯单体             5-40wt％

乙氧基化或丙氧基化的高官能丙烯酸酯单体     5-30wt％

单官能单体                                 0-15wt％

光引发剂                                   1-6wt％

改性纳米材料                               0-5wt％

流平剂                                     0.1-2wt％

溶剂                                       10-50wt％

本发明所述的二官能聚氨酯丙烯酸酯是指以丙烯酸酯基为端基的聚氨酯预聚物，聚氨酯预聚物由二异氰酸酯与二官能的端羟基聚酯或者聚醚预聚物预聚而成。二异氰酸酯包括脂肪族和芳香族的二异氰酸酯，例如甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。

本发明所述的以杂环为核的高官能丙烯酸酯单体是指含3～6个丙烯酸酯基的杂环单体，所述杂环是指含多个氧原子或者氮原子的杂环，例如异氰脲酸基、氰脲酸基、三嗪环等。

所述的乙氧基化或丙氧基化的高官能丙烯酸酯单体是指官能度在3～6，含1个以上乙氧基或丙氧基的丙烯酸酯单体，例如乙氧基季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基双季戊四醇五丙烯酸酯、二乙氧基双季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等。

本发明所述的单官能单体是指含刚性取代基的丙烯酸酯单体，例如丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸环环己基酯、3，3，5-三甲基环己基甲基丙烯酸酯等，或N取代的马来酰亚胺，例如N-环己基马来酰亚胺等。

本发明所述的光引发剂是指可在紫外光下引发上述单体聚合物的化合物，特别是二苯甲酮和α-羟烷基苯酮类等光引发剂。

本发明所述的改性纳米材料是指采用合适的硅烷处理的纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的粒径在5～100nm之间。所述合适的硅烷是指(甲基)丙烯酰氧基或者乙烯基官能化的硅烷，其结构可用结构式(I)表示为：

X_aSiY_bZ_4-a-b      (I)

其中X表示可水解基团

Y是指乙烯基或甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基基团

Z表示烷基、芳基、烷基芳基或者芳基烷基

a为1～3之间的整数

b为1～2之间的整数

可水解的基团是指卤素原子，例如氯原子或者溴原子或者OR基团，即烷氧基、芳基氧基、烷基芳基氧基或者芳基烷基氧基。

硅烷处理纳米二氧化硅或者二氧化钛的过程采用一般的硅烷预处理方法进行。

本发明所述的流平剂是指BYK等公司的流平剂的一种或者多种的混合物，例如BYK306，BYK358，FluoradF430等。

本发明所述的溶剂是指对上述预聚物具有良好溶解性的溶剂，例如乙醇，异丙醇，丁酮，特别是高沸点的二元醇溶剂，例如乙二醇，丙二醇，丙二醇甲醚，丙二醇乙醚等。

本发明的紫外光涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯树脂用60％的溶剂在室温充分溶解；

(2)加入其它单体和光引发剂，室温搅拌均匀；

(3)加入流平剂和剩余的溶剂，搅拌均匀后经过滤后包装。

得到的电子产品高性能紫外光固化涂料为透明胶液，室温避光储存器在6个月以上，粘度为500～2000cps。

本发明与现有技术相比具有如下优点和技术特点：

(1)采用韧性的二官能聚氨酯丙烯酸酯、高官能的丙烯酸酯单体及特殊的单官能单体的成膜树脂组合获得固化涂层的超耐磨特性，其RCA磨耗可达1500次以上；

(2)采用经硅烷出来的无机纳米颗粒进一步提高涂料的耐磨性；

(3)采用乙氧基化的单体和特殊的溶剂获得具有镜面效果的涂层；

(4)采用含大量N原子或氧原子等杂环单体，可使涂层与基质形成强烈的氢键作用，从而获得具有极佳附着力的涂层

(5)高官能度单体与合适的引发体系的组合可获得高的固化速度和效率。

综上所述，本发明的电子产品高性能紫外光固化涂料具有高耐磨、高透光、附着力强和高光泽等优点，可广泛应用于手机、MP3、MP4及数码相机等电子产品的表面涂装。

具体实施方式

实施例1

用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料的重量百分比组成如下：

Sartomer CN965                                                 20wt％

异氰脲酸三羟乙基三丙烯酸酯                                     25wt％

乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯                                     18wt％

丙烯酸异冰片酯                                                 5wt％

1-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)                               4wt％

甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷处理的处理的纳米二氧化硅         3wt％

流平剂BYK306                                                   2wt％

乙二醇单丁醚                                                   13wt％

实施例2

用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料的重量百分比组成如下：

SartomerCN959                                                  15wt％

多官能团三嗪(甲基)丙烯酸酯(BOMAR BMA-200)                      30wt％

乙氧基化双季戊四醇五甲基丙烯酸酯                               25wt％

N-环己基马来酰亚胺                                             7wt％

1-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)                               5wt％

乙烯基三乙氧基硅烷处理的纳米二氧化硅                           2wt％

BYK358                                                         1wt％

丙二醇单甲醚                                                   20wt％

实施例3

用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料的重量百分比组成如下：

Sartomer CN963E75                                              30wt％

多官能团三嗪(甲基)丙烯酸酯(BOMAR BMA-300)                      40wt％

双乙氧基化双季戊四醇四甲基丙烯酸酯                             5wt％

丙烯酸四氢呋喃酯                                               6wt％

二苯甲酮                                                       3wt％

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur1173)                       2wt％

甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷处理的纳米二氧化钛               2wt％

流平剂Fluorad FC430                                            1wt％

丙二醇单乙醚醋酸酯                                             11wt％

实施例4

用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料的重量百分比组成如下：

Sartomer CN9010                                                15wt％

三聚氰胺丙烯酸酯CN9890                                         35wt％

丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                                 25wt％

3，3，5-三甲基环己基甲基丙烯酸酯                               5wt％

1-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)                               5wt％

甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷处理的处理的纳米二氧化硅         3wt％

BYK306                                                         2wt％

丙二醇单乙醚                                                   10wt％

按以上实施例配方制得的紫外光固化涂料用于手机、MP3、MP4及数码相机等电子产品的PC/ABS等基材表面涂装，流平后经紫外光固化得到固化涂层，其主要性能远远优于现有涂料，具有高耐磨、高透光、附着力强和高光泽等优点，具体如下表所示：

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	测试方法
						硬度	2H	2H	2H	2H	GB/T6739-96
耐磨性	1500	1600	1400	1300	RCA磨耗(175g)
						附着力	100/100	100/100	100/100	100/100	GB/T9286-88
光泽度	110	100	110	110	ASTM-2457

Claims (10)

1、一种用于电子产品表面涂装的紫外光固化涂料，其特征在于由以下重量百分比的组分制成：

二官能聚氨酯丙烯酸酯                      10-30wt％

以杂化为核的高官能丙烯酸酯单体            5-40wt％

乙氧基化或丙氧基化的高官能丙烯酸酯单体    5-30wt％

单官能单体                                0-15wt％

光引发剂                                  1-6wt％

改性纳米材料                              0-5wt％

流平剂                                    0.1-2wt％

溶剂                                      10-50wt％。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述二官能聚氨酯丙烯酸酯是指以丙烯酸酯基为端基的聚氨酯预聚物，聚氨酯预聚物由二异氰酸酯与二官能的端羟基聚酯或者聚醚预聚物预聚而成；二异氰酸酯为脂肪族或芳香族的二异氰酸酯。

3.根据权利要求1或2所述的一种紫外光固化涂料，其特征是，所述以杂环为核的高官能丙烯酸酯单体是指含3～6个丙烯酸酯基的杂环单体，所述杂环是指含多个氧原子或者氮原子的杂环。

4.根据权利要求3所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述乙氧基化或丙氧基化的高官能丙烯酸酯单体是指官能度在3～6，含1个以上乙氧基或丙氧基的丙烯酸酯单体。

5.根据权利要求4所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述单官能单体是指含刚性取代基的丙烯酸酯单体或N取代的马来酰亚胺。

6.根据权利要求5所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述光引发剂是指可在紫外光下引发上述单体聚合物的化合物。

7.根据权利要求6所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述改性纳米材料是指采用硅烷处理的纳米二氧化硅或纳米二氧化钛，其粒径在5～100nm之间。

8.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述流平剂是指来自BYK公司的BYK306和/或BYK358。

9.根据权利要求8所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述溶剂是乙醇、异丙醇、丁酮、乙二醇、丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种或一种以上。

10.根据权利要求9所述的紫外光固化涂料，其特征是，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；

所述的乙氧基或丙氧基的丙烯酸酯单体为乙氧基季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基双季戊四醇五丙烯酸酯、二乙氧基双季戊四醇四丙烯酸酯或丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

所述丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸环环己基酯或3，3，5-三甲基环己基甲基丙烯酸酯，所述N取代的马来酰亚胺为N-环己基马来酰亚胺；

所述的光引发剂为二苯甲酮或α-羟烷基苯酮光引发剂；

所述的硅烷为(甲基)丙烯酰氧基或者乙烯基官能化的硅烷，其结构式为：

X_aSiY_bZ_4-a-b           (I)

其中X表示可水解基团

Y是指乙烯基或甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基基团

Z表示烷基、芳基、烷基芳基或者芳基烷基

a为1～3之间的整数

b为1～2之间的整数

可水解的基团是指卤素原子氯原子或者溴原子或者OR基团即烷氧基、芳基氧基或烷基芳基氧基或者芳基烷基氧基。