CN103031066B - 光固化转印材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种光固化转印材料，可以转印在透明或半透明的玻璃、塑料或橡胶的表面，含多种组分：低聚物25～45%，活性单体30～50%，UV光引发剂2-8%，超细的玻纤1～20%，惰性填料0～5%，有机溶剂0～5%。所述的低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或者环氧丙烯酸酯中的一种或几种；所述的光固化转印材料的固化是依靠UV光照射引起的；所述的玻纤可采用硅烷偶联剂浸渍处理过。这种光固化转印材料的固化收缩率小、耐磨性高、和转印基材的表面附着力强，而且施工、固化工艺与传统的光固化转印材料基本相同，使用方便。

Description

光固化转印材料

技术领域

本发明涉及一种可用在透明或半透明的玻璃、塑料或橡胶等材质表面的光固化转印材料。

背景技术

光固化(比如紫外光或称UV光固化)的高分子材料，具有低污染、低能耗、环境友好的优点。这种材料可以用作涂料、油墨或转印胶粘材料。所谓的转印胶粘材料，是指这种材料可以以一定的立体图案，附着在塑料片材、平板玻璃等基材上固化成型。在实际施工工艺中，这种胶粘材料中的低聚物和活性单体在光引发剂和照射光的共同作用下，聚合成网络状的固态高分子结构，从而能够粘结与其接触的其它材料，并在其它材料的表面形成立体图案。

但是，这种胶粘材料通常会产生高达5%以上的固化收缩率，影响这种材料成型后的尺寸稳定性，降低这种材料对塑料、玻璃等基材的粘接强度。特别是这种胶粘材料作为光固化转印材料使用时，由于光固化转印材料固化成型后的厚度比较大（如1-2cm），产生的固化收缩率和内应力也比较大，转印材料层甚至可产生局部开裂或翘曲剥离的情况。因此，降低甚至消除固化过程中的体积收缩，对于提高光固化转印胶粘材料的尺寸精度和对基材的粘接强度，具有重要意义。 

而传统的玻璃钢类复合材料，是采用树脂浸渍玻璃纤维（丝束、布、毡或立体网状纤维）固化而成。其中的玻璃纤维在玻璃钢中重量占比一般为40-60%；而且，即使是采用玻璃纤维短切丝，其几何长度一般为5-50mm，固化前玻璃纤维是固态的不可移动或者流动，起增强材料的作用，是给玻璃钢定型的骨架，而不能呈现自由流动的状态。

在普通胶粘剂在配置过程中，往往会添加一些粉末状的惰性填料，以降低胶粘剂成本和减低凝固后的收缩率。但是，这些惰性填料的添加，不会增强胶结的强度，甚至会降低与基材的粘结强度和胶水自身的抗拉强度。而且，普通的惰性填料是白色或者黑色或其它颜色的，不透明，它的添加使用会减低胶粘剂的透光率，特别不利于作为光固化转印材料在透明片材上形成比较厚的立体图案。

专利申请号为201010272843.9文件公开了一种“紫外光固化转印胶”，其含有按重量百分比计：低聚物45～67％、活性单体30～52％、自由基型光引发剂2～4％、助剂1～3％；所述的低聚物是环氧丙稀酸酯、聚氨酯丙稀酸酯、聚酯丙稀酸酯中的一种或几种；所述的活性单体是单官能团、双官能团或多官能团的丙稀酸酯中的一种。该紫外光固化转印胶固化后基体的强度较低，收缩率较高，尺寸稳定性低，产品精度低，尤其是用于制作厚度为0.2mm以上的立体图案时，转印胶光固化后产生变形的弯曲变形。

发明内容

发明目的：克服传统的光固化转印材料固化收缩率高，粘结强度低的缺点，提供一种固化收缩率低，透明度高，施工工艺和固化工艺与传统的光固化转印工艺基本相同的光固化转印材料。

技术方案：本发明提供的光固化转印材料，呈透明的液态或糊状，用作转印在透明或半透明的玻璃、塑料或橡胶表面的转印材料。含多种组分：具有两个或多个双键的低聚物，具有一个、两个或多个双键的活性单体（或固化剂），光引发剂，有机溶剂，惰性填料，助剂。固化依靠光照射引起，固化后呈固态。还含有超细状态的玻纤；所述的玻纤的直径范围为0.5～10μm，玻纤的长度范围为10～40μm（玻纤的长度如果过短，则呈粉末状，对成型后基体的收缩没有足够的抵抗，对成型后基体的抗拉强度没有足够的增强；玻纤的长度如果过长，施工工艺则需要较大的改变，转印施工成型不便，固化后基体的力学性能各向异性，基体可能表面粗糙、有毛边、有气泡和溢料情况出现）。

其中各组分的重量百分比为：低聚物25～45%，活性单体30～50%，UV光引发剂2-8%，玻纤1～20%，惰性填料（碳黑、云母、钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡等）0～5%，有机溶剂0～5%（丙酮、环己酮、乙酸乙酯等环保型有机溶剂）如果只用作转印胶粘材料，溶剂可以不加或者很少添加，因为光固化后就要定型，速度较快，而含有溶剂或溶剂较多时，难以挥发或者挥发后会影响基体的尺寸稳定性），助剂0～5%（可以为偶联剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、促进剂、抗老化剂或者消泡剂等）；所有组分的重量百分比总和为100%。

所述的低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或者环氧丙烯酸酯中的一种或几种。

所述的活性单体为丙烯酸酯单体或者甲基丙烯酸酯单体中的一种或几种，保证与低聚物的固化反应速度适中，反应热释放均匀。 

所述的光引发剂优选为酰基磷氧化物类、苯偶酰类、烷基苯酮类、硫杂蒽酮类中的一种UV光（紫外光）引发剂（UV光固化成型速度快，而且基体材料在长期使用中不易黄变或老化），或其中的两种UV光引发剂配合使用，固化依靠UV光照射引起。由于转印材料光固化成型后的厚度，通常比一般光固化涂料的厚度大，优选可以引发深层固化的光引发剂，如2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮。

所述的玻纤的重量百分比最好为5-10%，使得固化后基体材料的附着力、强度和透明度均达到更好的效果。

所述的玻纤在和其它材料混合前优选采用KH-550、KH-560或KH-570的硅烷偶联剂浸渍处理过。或者将上述硅烷偶联剂直接添加在该转印材料中，进一步增加玻纤与有机成分的结合力。 

这种光固化转印材料转印在透明或半透明的玻璃、塑料或橡胶的表面上时，可以形成最大厚度为0.1-5.0mm的立体图案。

本发明中，还可以含有气相二氧化硅或有机膨润土的防沉降剂，或者含有聚丙烯酸酯的流平剂，或者含有有机硅的消泡剂。以改善成型工艺过程。

有益效果：这种光固化转印材料固化收缩率小，耐磨性高，与待转印基材的表面附着力强；能够确保胶水调配和时、使用时、固化后基体的具有较高的透明度，不影响待转印材料（尤其是透明塑料或橡胶、玻璃）的可见光通透性。而且，该材料的施工工艺、固化工艺与传统的光固化转印材料的工艺基本相同，使用方便，成型性好。本发明适合用作多种电子行业的光电器件的转印材料，例如，转印在有数字或字母的聚碳酸酯塑料薄膜上，用这种转印材料制成薄型按键或薄型按键面板。

具体实施方式

实施例1：

配方：CN965NS（脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物）20份（重量份，下同）；CN9001NS(脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物)20份；SR285（四氢呋喃丙烯酸酯活性单体）30份；SR238NS（1,6-已二醇二丙烯酸酯活性单体）16份；TPOUV光引发剂3份；1173UV光引发剂2份；气相二氧化硅防沉剂1份；原丝直径为6μm，长度22μm，无碱型超细玻纤8份。

使用前先将超细玻纤进行表面处理，处理过程为：将超细玻纤在120℃下烘干2小时，然后将超细玻纤加入到高速搅拌器中。将含硅烷偶联剂KH550 2%的乙醇溶液滴加到玻纤上，高速搅拌5分钟，然后放在120℃的烘箱中，烘烤2小时，即的处理过的超细玻纤。所用的超细玻纤和KH550的重量比为100:1。

按前述配方，将各组分搅拌混合，制得均匀的混合物。将这种混合物倒入钢质模具的膜腔中，混合物的体积比膜腔的体积大30%，让混合物充满于膜腔。然后，将0.5mm厚的聚碳酸酯薄膜，覆盖到膜腔上，滚压，赶走膜腔中的气泡，让聚碳酸酯薄膜和膜腔中的混合物密切接触。然后，用紫外光固化机，使用1200mJ/cm2的能量，使膜腔中的混合物固化。这种光固化的材料，附着在聚碳酸酯薄膜上。膜腔的结构，就转印到了聚碳酸酯薄膜上。

实施例2：

上述实施例1中，将超细玻纤更换为原丝直径2μm，长度16μm，中碱型超细玻纤12份。增加：环己酮溶剂2%，惰性填料硅酸钙1%，有机硅的消泡剂0.5%，以便于混合反应。然后配置成光固化转印材料，转印到有数字的聚碳酸酯薄膜上，可制成薄型数字按键。 

Claims (2)

1.一种光固化转印材料，呈透明的液态或糊状，用作转印在透明或半透明的玻璃、塑料或橡胶表面的转印材料；含多种组分：具有两个或多个双键的低聚物，具有一个、两个或多个双键的活性单体，光引发剂，有机溶剂，惰性填料，助剂；固化依靠光照射引起，固化后呈固态，其特征是：还含有超细形态的玻纤，所述的玻纤为原丝直径2μm长度16μm的中碱型超细玻纤；

其中各组分的重量比：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物CN965NS为20份，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物CN9001NS为20份；四氢呋喃丙烯酸酯活性单体SR285为30份，1,6-已二醇二丙烯酸酯活性单体SR238NS为16份；TPOUV光引发剂3份，1173UV光引发剂2份；超细玻纤12份；气相二氧化硅防沉剂1份；另含有环己酮溶剂2%，惰性填料硅酸钙1%，有机硅的消泡剂0.5%；所有组分的重量百分比总和为100%。

2.根据权利要求1所述的光固化转印材料，其特征是：所述的光固化转印材料转印到有数字的聚碳酸酯薄膜上，制成最大厚度为0.1-5.0mm的薄型数字按键的立体图案。