CN101775254A - 一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯，含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体，UV引发剂，助剂，溶剂，其特征在于：还添加有纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛。本发明产品固化涂料组分中添加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛，使得制得的产品具有明显的防光反射紫外光的效果；本发明产品与未添加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的产品相比，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比未加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的样品有明显降低。

Description

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料

技术领域

本发明涉及一种塑料用涂料组合物，具体地说，涉及一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料组合物，属于塑料用涂料领域。

背景技术

国际上塑料薄膜制品飞速发展，各公司积极致力于特种性能塑料薄膜的研发和推广工作，新型功能化塑料薄膜不断地被应用到生产、生活和消费的各个领域。像日本的住友电木、东丽、东山和美国的通用电气(GE)、韩国的SKC(鲜京)都拥有一些独特的功能化塑料薄膜产品。按照特殊用途研制有自主知识产权的特种塑料薄膜成为塑料行业发展的必由之路。而在塑料薄膜表面的涂覆是改善薄膜性能的重要途径，得到的功能塑料薄膜有绝缘阻燃的、具有良好印刷性能的、耐刮花的、防水雾气、环境保护、防光反射等等。

目前，关于塑料薄膜涂层的防光反射性能的研究还很少，并且不少紫外光固化涂料的防光反射性能较差，光反射作用严重影响了塑料薄膜的使用。专利ZL 03135932.9提到使用不同光折射率的单体制备得到透明的不同折射率涂料，这种方法需要选用两种或几种不同光折射的单体，成份复杂且不易控制反应程度和反应条件；同时涂覆涂层的光折射率必需通过单体种类控制，灵活性和可适用性较差。

很多的聚酯塑料薄膜都是具有高透明性、高光泽、高强度和韧性等特点，被广泛应用于手机、笔记本电脑和家用电器外表面。但是往往由于其硬度低、耐热和防光反射性能差等不足，限制了聚酯塑料薄膜的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防光反射效果好，并具有较好耐磨防刮性的涂料组合物。

本发明的目的是这样实现的：一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯，含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体，UV引发剂，助剂，溶剂，还添加有纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛。

本发明用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料的组分及含量为：含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯15～75％，含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体5～60％，UV引发剂1～10％，纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛0.1～20％，助剂0.5～10％，溶剂0～50％，以重量百分比计。

为了提高涂层的粘结性，本发明所述涂料中还包括粘结促进剂1～20％，以重量百分比计。

本发明所述涂料的成份含量优选为：所述含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯为25～65％，所述含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体为10～50％，所述UV引发剂为2～8％，所述纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛为1～20％，所述助剂为2～8％，所述溶剂为10～40％，所述粘结促进剂为5～15％，以重量百分比计。

所述含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯是通过含羟基的(甲基)丙烯酸酯与多元醇和有机多异氰酸酯的反应产物反应制得的反应产物。所述的含羟基的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸羟烷基酯，例如(甲基)丙烯酸-2-羟乙基酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙基酯；所述的多元醇为乙二醇、丙二醇或丁二醇等；所述的有机多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

所述的含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体为单官能团单体、双官能团单体、三官能团单体或多官能团单体，其中，单官能团单体，例如丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯等；双官能团单体，例如1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(PO-NPGDA)、双酚A二丙烯酸酯(DDA)、三缩四乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)或邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)等；三官能团单体，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(PO-TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)或三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯等；多官能团单体，例如季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯等。通常以上述丙烯酸酯类单体中的一种或几种的混合物作为应用，其中，优选的为丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、季戊四醇三丙烯酸酯或1，6-已二醇二丙烯酸酯。

所述UV引发剂是指在接受特殊波长光照射时能够发生光化学反应产生自由基或氢离子的一类化合物，包括苯偶姻醚类、苯偶酰缩酮类、二苯酮类、酰基瞵氧化合物类、苯甲酸酯类或双环二酮类化合物。所述的苯偶姻醚类光引发剂包括苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚或苯偶姻异丙基醚等；所述的苯偶酰缩酮类光引发剂包括苯偶酰二甲基缩酮等；所述的二苯酮类光引发剂包括二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、对甲基二苯甲酮或4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚等；所述的酰基瞵氧化合物类光引发剂包括2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、二(2，6-二甲基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦或2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基乙氧基氧化膦等；所述的苯甲酸酯类光引发剂包括苯甲酰苯甲酸甲酯或邻苯甲酰苯甲酸甲酯等；所述的双环二酮类化合物包括樟脑醌或双咪唑等。

所述纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的粒径为50～150nm。

所述助剂包括流平剂、消泡剂、润湿分散剂和阻聚剂中的任意一种或几种。其中流平剂加入量为配方总重量的0-5％(重量)，消泡剂为配方总重量的0-2％(重量)，润湿分散剂为配方总重量的0-2％(重量)，阻聚剂为配方总重量的0-1％(重量)。所述流平剂包括有机硅氧烷型流平剂，例如BYK-306、EFKA-3031、DEUCHEM-432或HX-3010等；活性有机硅氧烷型流平剂，例如BYK-373或EFKA-3883等：高分子型流平剂，例如BYK-358或EFKA-3277等；溶剂型流平剂，例如HX-3060等。可选择其中一种或几种的混合物。所述消泡剂包括不含有机硅氧烷型消泡剂，例如BYK-055、EFKA-2721、DEUCHEM-2700或HX-2100等；含有机硅氧烷型消泡剂，例如EFKA-2022、DEUCHEM-5600或HX-2000等。可选择其中一种或几种的混合物。所述润湿分散剂包括高分子量聚丙烯酸酯，例如Disperby-161或EFKA-4800等；高分子聚氨酯，例如：EFKA-4010等；高分子羧酸，例如DEUCHEM-904等；低分子量不饱和、饱和羧酸胺盐，例如HX-4010等。可选择其中一种或几种的混合物。所述阻聚剂包括氢醌、氢醌单甲基醚、吩噻嗪、N-硝基苯基羟基胺铝盐、对苯二酚或对羟基苯甲醚等。可选择其中一种或几种的混合物。

所述溶剂为有机溶剂，包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醇、异丙醇和正丁醇中的任意一种或几种。

所述的粘结促进剂包括德固赛LTW(Degussa LTW)、德固赛LTH(Degussa LTH)或沙多玛CN790中的一种。

本发明产品的制备方法为：

将本发明产品中的除助剂之外的组分放置在密闭容器中，混合均匀后，再加入助剂，混合至均匀。

本发明的有益效果为：

1、发明人经过大量试验，在固化涂料组分中添加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛，使得制得的产品具有明显的防光反射紫外光的效果；本发明产品与未添加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的产品相比，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比未加纳米级的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的样品有明显降低。

2、本发明产品通过各组分含量的合理配制，得到的产品具有很好的耐磨防刮性，涂覆于透明聚酯薄膜表面后，其表面硬度高，双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度可达3H，涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹；同时，本发明产品的延展性好，与薄膜表面的延展性具有一致性。

3、本发明产品以脂肪族多官能团聚氨酯丙烯酸酯为基体固化树脂，添加适量丙烯酸酯类活性单体、UV固化剂、无机粒子和少量的具有特定光学性能的无机材料，可广泛用于透明聚酯塑料薄膜表面的涂覆；与传统紫外光固化涂料相比，本发明的防光反射紫外光固化涂料组合物表面硬度高，目前铅笔硬度可达3H；并由于加入了少量具有特定光学性能的无机材料，降低了涂层的光反射率，达到防光反射的作用；同时其具有较好的耐磨防刮性；另外，本发明的紫外光固化涂料组合物具有固化速度快、高透明、高附着力、耐热性能优越等特点。可满足市场对手机、笔记本电脑和家用电器防光反射、外表耐磨和防刮花的需求。

4、本发明产品可以采用辊涂、喷涂、刷涂等方式来涂覆紫外光固化涂料组合物涂层，通过在UV固化设备中的紫外光辐照来完成涂层材料的涂覆和化学反应，使用方便。

具体实施方式

下面通过实施例的方式，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

对比实施例

聚氨酯丙烯酸酯(CN9010)：43％

双官能丙烯酸酯单体(HDDA)：25％

双官能丙烯酸酯单体(SR368)：15％

UV引发剂(1104)：3％

有机硅氧烷型流平剂(DEUCHEM-432)：3％

德固赛(LTW)：1％

乙酸乙酯：10％

将上述除乙酸乙酯外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入乙酸乙酯并混匀，涂料喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化。

实施例1

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN9010)：41.5％

双官能丙烯酸酯单体(HDDA)：25％

双官能丙烯酸酯单体(SR368)：15％

UV引发剂(1104)：3％

有机硅氧烷型流平剂(DEUCHEM-432)：3％

德固赛(LTW)：1％

纳米二氧化硅：1.5％

乙酸乙酯：10％

将上述除乙酸乙酯外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入乙酸乙酯并混匀，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为3H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有明显降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。

实施例2

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN9010)：20％

聚氨酯丙烯酸酯(CN710)：25％

双官能丙烯酸酯单体(HDDA)：42％

UV引发剂(1104)：4％

有机硅氧烷型流平剂(DEUCHEM-432)：3％

纳米二氧化钛：4％

乙酸丁酯：5％

将上述除乙酸丁酯外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入乙酸丁酯并混匀，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为2H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有明显降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。所得样品进行热成型，薄膜和涂层无脱落，具有很好的延展性。

实施例3

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN710)：15％

单官能丙烯酸酯单体(丙烯酸环己酯)：60％

UV引发剂(二苯甲酮)：1％

不含有机硅氧烷型消泡剂(BYK-055)：0.5％

德固赛LTH：20％

纳米二氟化镁：0.1％

乙醇：3.4％

将上述除乙醇外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入乙醇并混匀，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为2H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有所降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。所得样品进行热成型，薄膜和涂层无脱落，具有很好的延展性。

实施例4

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN710)：29％

三官能丙烯酸酯单体(EO-TMPTA)：5％

UV引发剂(邻苯甲酰苯甲酸甲酯)：10％

活性有机硅氧烷型流平剂(BYK-373)：5％

有机硅氧烷型消泡剂(EFKA-2022)：2％

高分子量聚丙烯酸酯(EFKA-4800)：2％

对羟基苯甲醚：1％

德固赛LTW：1％

纳米二氟化镁：20％

异丙醇：25％

将上述除异丙醇外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入异丙醇并混匀，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为2H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有非常明显的降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。所得样品进行热成型，薄膜和涂层无脱落，具有很好的延展性。

实施例5

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN710)：25％

单官能丙烯酸酯单体(丙烯酸丁酯)：50％

UV引发剂(苯偶姻异丙基醚)：5％

高分子型流平剂(BYK-358)：4％

德固赛LTW：15％

纳米二氧化硅：1％

将上述各组分在密闭的容器中混匀后，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为3H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有非常明显的降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。所得样品进行热成型，薄膜和涂层无脱落，具有很好的延展性。

实施例6

一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括如下组分：

聚氨酯丙烯酸酯(CN710)：20％

双官能丙烯酸酯单体(TPGDA))：10％

UV引发剂(2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)：8％

有机硅氧烷型消泡剂(HX-2000)：2％

德固赛LTW：5％

纳米二氟化镁：5％

乙酸丙酯：50％

将上述除乙酸丙酯外的其他组分在密闭的容器中混匀后，再加入乙酸丙酯并混匀，喷涂在0.188mm的PET薄膜上，在50度的烘箱中烘干3分钟，经高压水银灯固化后测试：涂覆后的双向拉伸PET薄膜的铅笔硬度为H，经肉眼在黄色单色光原下观察，彩虹纹比对比实施例的样品有明显的降低。涂敷后的样品用000#钢丝绒擦拭20次(500克力)，无痕迹。所得样品进行热成型，薄膜和涂层无脱落，具有很好的延展性。

尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，包括含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯，含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体，UV引发剂，助剂，溶剂，其特征在于：还添加有纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于：所述含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯15～75％，所述含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体5～60％，所述UV引发剂1～10％，所述纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛0.1～20％，所述助剂0.5～10％，所述溶剂0～50％，以重量百分比计。

3.根据权利要求2所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于：还包括粘结促进剂1～20％，以重量百分比计。

4.根据权利要求3所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述含有烯类不饱和基团的聚氨酯丙烯酸酯为25～65％，所述含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体为10～50％，所述UV引发剂为2～8％，所述纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛为1～20％，所述助剂为2～8％，所述溶剂为10～40％，所述粘结促进剂为5～15％。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述的含有烯类不饱和基团的丙烯酸酯类活性单体为单官能团单体、双官能团单体、三官能团单体或多官能团单体。

6.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述UV引发剂为苯偶姻醚类、苯偶酰缩酮类、二苯酮类、酰基瞵氧化合物类、苯甲酸酯类或双环二酮类化合物。

7.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述纳米尺寸的二氟化镁，二氧化硅或二氧化钛的粒径为50～150nm。

8.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿分散剂和阻聚剂中的一种或几种。

9.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醇、异丙醇和正丁醇中的任意一种或几种。

10.根据权利要求3或4所述的用于塑料表面的防光反射紫外光固化涂料，其特征在于，所述的粘结促进剂为德固赛LTW、德固赛LTH或沙多玛CN790。