CN103073934B

CN103073934B - 用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料

Info

Publication number: CN103073934B
Application number: CN201210585581.0A
Authority: CN
Inventors: 虞明东; 王艳梅; 袁慧雅; 王锐涛; 朱卫彪; 廖张洁
Original assignee: Shanghai Weikai Optoelectronic New Materials Co Ltd; Shanghai Chengying New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Weikai Chemicals Co Ltd; Shanghai Weikai Optoelectronic New Materials Co Ltd; Shanghai Chengying New Material Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103073934A

Abstract

本发明涉及一种用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，所述涂料包括如下重量份数的各组分：氟改性丙烯酸脂低聚物或单体5～20份，硅改性丙烯酸脂低聚物或单体5～20份，高官能团丙烯酸酯低聚物30～45份，三官能团单体5～20份，两官能团单体5～10份，光引发剂5～7份，助剂0.05～3份。本发明的紫外光固化抗指纹涂料能够解决目前PMMA或者PMMA/PC复合基材使用的抗指纹涂料遇到的各种问题，本发明的涂料制备的抗指纹涂层具有抗指纹性能持久、耐磨性好、硬度高和透光率高的优点。

Description

用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体涉及一种用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料。

背景技术

随着全球经济发展，各国对资源、环境越来越重视，世界涂料工业朝着高性能化和低污染化方向发展。近几十年来，紫外光固化涂料(UV涂料)发展迅速，由于固化后的涂层具有优异的抗划伤、高硬度、丰满度好等优点，并且因其具有高效、节能、环保、经济等优势，目前在建筑、体育用品、电子通讯、包装材料和汽车部件中得到广泛的应用。但是，常规的紫外光固化涂层在使用过程中易被指纹，皮肤油脂等污染、而且存在指纹印不易擦拭等缺点，这影响了产品的美观、透光率等相关性能，例如触摸屏灵敏性、分辨率等。

近年来，手机、电脑、电视、MP3/MP4等3C产品的开发更趋向于触摸式操作，产品镜面直接用手接触的频率得到大大提高，镜面的指纹污染问题也就越来越突出。目前亚克力(PMMA，俗称有机玻璃)基材或者亚克力/聚碳酸酯复合板基材(PMMA/PC)的镜面越来越多地用在3C产品中，因此，出于实用、卫生、安全、美观的需要，PMMA或者PMMA/PC复合基材不仅要具有高透光率、优异的耐刮、耐磨等性能，而且还要具有指纹难附着、易擦拭的抗指纹功能性，进而相关的UV涂料产品的需求就变得极为迫切。

目前抗指纹涂料主要有三种，一种是亲油型抗指纹涂料，即涂料固化成膜后，当沾到指纹时，指纹印迹能够铺展开来，使指纹变得不明显，但是对于指纹里含油脂稍多用户，这种涂层就很难使指纹印迹充分铺展开而失去抗指纹能力，而且这种涂料的硬度和耐刮性能稍差；第二种方法是在涂料中加入哑光粉等类似填充物，使其具有抗眩光性能，因此指纹即使附着，但不易看出；但这种涂料在光电领域(特别是显示屏、触摸屏)固化成膜后往往由于雾度很高，会在一定程度上影响产品的透光率；第三种方法是降低涂层的表面张力，使污渍或者指纹等很难附着在涂层上，或者附着上后能够很轻易的擦拭。降低涂层表面张力的最主要方法是使用含氟、硅的单体、树脂或者助剂，但目前大部分的含氟、硅的单体、树脂或助剂很少能够发生交联，这使涂层的抗污性能不能长时间保持。

申请号为CN201010533818的专利文献提到一种含氟涂料，能够在产品表面形成10～100nm的抗指纹涂层，但该涂层的硬度在常规亚克力板材上难于达到4H的硬度，且该涂料非UV光固化涂料；公开号为CN1553944的专利文献涉及到一种UV光固化抗指纹涂料，但这种涂料用于金属基材，针对附着力差的塑料基材并不适合；日本专利JP0716940也公开了一种耐污染涂料，但因需要两次涂布而增加生产成本；同时，申请号为CN102464942的专利文献中提到一种抗眩光及抗菌表面涂料，但由于加入了纳米粒子和金属导电材料，很难做到无色且透光率优良的涂层。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，解决现亚克力及其复合材料基材上指纹附着，不易擦拭，影响使用性能，使用性能较差的技术问题，进而提供一种用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

本发明涉及一种用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，所述涂料包括如下重量份数的各组分：

优选地，所述氟改性丙烯酸酯低聚物为含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物，含氟聚酯丙烯酸酯低聚物，含氟环氧丙烯酸酯低聚物，含氟纯丙烯酸树脂中的一种或两种的混合。

优选地，所述硅改性丙烯酸酯低聚物为有机硅改性环氧丙烯酸酯低聚物，含硅聚酯丙烯酸酯低聚物，氨基硅油改性丙烯酸酯低聚物中的一种或几种的混合。

优选地，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为官能团大于等于4官的丙烯酸树脂。

优选地，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为聚酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，脂芳香族聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，纯丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。

优选地，所述三官能团单体为三官能团的丙烯酸酯单体或三官能团的甲基丙烯酸酯单体。

优选地，所述两官能团单体为两官能团的丙烯酸酯单体或两官能团的甲基丙烯酸酯单体。

优选地，所述光引发剂为一种或两种裂解型引发剂与一种夺氢型引发剂组成的复合引发剂体系。

优选地，所述助剂为阻聚剂、消泡剂、流平剂、分散剂或附着力促进剂。

优选地，所述流平剂为氟，硅改性聚丙烯酸酯或纯聚丙烯酸酯流平剂。

优选地，所述紫外光固化抗指纹涂料还包括溶剂。

优选地，所述溶剂为丁酯和正丁醇按照质量比为1∶1混合而得的溶液。

现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的紫外光固化抗指纹涂料能够解决目前PMMA或者PMMA/PC复合基材使用的抗指纹涂料遇到的各种问题，本发明的涂料制备的抗指纹涂层具有抗指纹性能持久、耐磨性好、硬度高和透光率高的优点；同时，可进一步在本发明的紫外光固化抗指纹涂料中添加溶剂，得到不同粘度的涂料，可以满足不同涂布方式，例如淋涂、辊涂、喷涂等，且使用的溶剂体系中不含毒害性的甲苯等苯系溶剂，环保、无污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明中的紫外光固化抗指纹涂料中，有诸多优选的方案。

优选地，所述氟改性丙烯酸酯低聚物为含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物，含氟聚酯丙烯酸酯低聚物，含氟环氧丙烯酸酯低聚物，含氟纯丙烯酸树脂中的一种或两种的混合。氟改性丙烯酸酯低聚物一方面提供涂料良好的疏水疏油性能，另一方面能够参加交联反应，使疏水疏油效果长期保留，使涂层具有更加优异的耐洗刷、耐候性能；另外使用低聚物分子量较大，能够避免低分子量单体固化不完全时容易发生迁移，导致涂层的疏水疏油效果变得不均匀现象的发生。

所述氟改性丙烯酸酯单体，能够降低涂料固化时的收缩率，也降低了涂料的粘度，更容易对涂料进行施工涂布。

优选地，所述硅改性丙烯酸酯低聚物为有机硅改性环氧丙烯酸酯低聚物，含硅聚酯丙烯酸酯低聚物，氨基硅油改性丙烯酸酯低聚物中的一种或几种的混合。使用硅改性丙烯酸酯低聚物能够交联固化增加涂料良好的疏水疏油性能，另一方面硅改性丙烯酸酯低聚物代替一部分氟改性丙烯酸酯低聚物能够降低涂料成本。

优选地，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为官能团大于等于4官的丙烯酸树脂。优选地，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为聚酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，脂芳香族聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，纯丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。高官能团丙烯酸酯低聚物主要起交联作用，赋予涂层具有更高的硬度、耐刮擦等机械性能，同时能够调节涂料的固化速率。

优选地，所述三官能团单体为三官能团的丙烯酸酯单体或三官能团的甲基丙烯酸酯单体。三官能团单体主要起交联作用，另外也能够促进涂层与基材的附着和调节涂料的固化速率等。

优选地，所述两官能团单体为两官能团的丙烯酸酯单体或两官能团的甲基丙烯酸酯单体。两官能团单体主要是降低涂料的粘度，促进涂层与基材的附着，也起到一定的交联作用。

优选地，所述引发剂为一种或两种裂解型引发剂与一种夺氢型中的引发剂组成的复合引发剂体系。采用复合引发剂能够使减少氧阻聚对涂料固化的影响，使固化更加完全，另外夺氢型引发剂能够与涂层中活泼氢基团的进一步反应交联固化进而提高涂层的硬度、耐刮、耐磨等性能。

优选地，所述助剂为阻聚剂、消泡剂、流平剂、分散剂或附着力促进剂。助剂能够方便涂料的运输、存储、涂布施工等操作以及增强涂层与基材的附着力。

以下对本发明的技术方案进行举例说明。以下实施例中，制备方法步骤如下：按重量份数取各组分，之后将各组分均匀混合，即可制得涂料。

实施例1

实施效果：

制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶2.5混合，在亚克力板上进行喷涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行紫外光固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果见如下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油-以二碘甲烷测试)分别达到108和68度；

2、抗指纹效果持久，将指纹按在涂层上，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到80次以上仍具有抗指纹效果；

耐油性笔(防涂鸦)，将油性笔在涂层上划横线，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到15次以上仍具有耐油性笔性能；

透光率高，达到93.0％；

3、耐磨性好，RCA耐磨测试达到900次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

常见的非抗指纹涂层接触角(水和油)分别低于90和45度；将油性笔在涂层上划横线后，用无尘布无法擦拭掉。另外，非抗指纹涂料中添加不可交联反应型的含氟、硅组分时，一定程度上也能达到抗指纹效果，但抗指纹效果不能持久，涂料固化后，将指纹按在涂层上，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数在20次以下；将油性笔在涂层上划横线，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数在5次以下。

实施例2

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶3混合，在PMMA/PC复合板的PMMA板面上进行淋涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果如下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到110和69.2度；

3、耐油性笔(防涂鸦)，将油性笔在涂层上划横线，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到15次以上仍具有耐油性笔性能；

4、透光率好，达到92.5％；

5、耐磨性好，RCA耐磨测试达到900次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

实施例3

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶2混合，在亚克力板上进行喷涂后，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果如下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到113和69.8度；

3、耐油性笔(防涂鸦)，将油性笔在图层上划横线，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到15次以上仍具有耐油性笔性能；

4、透光率高，达到93.2％；

5、耐磨性好，RCA耐磨测试达到900次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

实施例4

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶1.5混合，在亚克力板上进行淋涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到109和68度；

4、透光率高，达到92.7％；

5、耐磨性好，RCA耐磨测试达到900次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到5H。

实施例5

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶2.5混合，在亚克力板上进行淋涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到110和69.8度；

4、透光率优异，达到92.5％；

5、耐磨性好，RCA耐磨测试达到900次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

实施例6

组分	具体物质	含量(份)
			氟改性丙烯酸酯低聚物	氰特8110树脂	15
硅改性丙烯酸酯低聚物	TEGO Protect 5001树脂	15
			高官能团丙烯酸酯低聚物	长兴公司的6196树脂	38
三官能团单体	三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯	12
			两官能团单体	1，4-丁二醇二丙烯酸酯	8.5
光引发剂	1-羟基苯基环己酮	7
			助剂	TEGO Glide410流平剂	0.5

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶3混合，在亚克力板上进行淋涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果下：

1、涂层不易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到103和66度；

2、抗指纹效果持久，将指纹按在涂层上，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到60次以上仍具有抗指纹效果；

3、耐油性笔(防涂鸦)，将油性笔在涂层上划横线，用无尘布擦拭掉，反复进行测试，擦拭次数能达到10次以上仍具有耐油性笔性能；

4、透光率优异，达到92.6％；

5、耐磨性好，RCA耐磨测试达到800次以上；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

比较例1

组分	具体物质	含量(份)
			高官能团丙烯酸酯低聚物	长兴公司的6196树脂	40
三官能团单体	三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯	15
			两官能团单体	1，4-丁二醇二丙烯酸酯	8.5

光引发剂	1-羟基苯基环己酮	5
			助剂	TEGO Glide410流平剂	0.5

实施效果：

将上述制得的涂料与有机溶剂按照质量比1∶2混合，在亚克力板上进行淋涂，45摄氏度温度下烘烤3～5分钟，然后进行UV固化，固化能量为850～1000mJ/cm²，该配方的紫外光固化涂层的测试结果下：

1、涂层易留下指纹，表面接触角(水和油)分别达到69和35度；

2、抗指纹效果差，将指纹按在涂层上，用无尘布擦拭，很难擦拭干净

3、不耐油性笔，将油性笔在涂层上划横线，用无尘布无法擦拭掉；

4、透光率达到92.0％；

5、RCA耐磨测试达到600次；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

比较例2

实施效果：

1、涂层易留下指纹，表面接触角(水和油)分别为67.3和35.5度；

2、抗指纹效果差，将指纹按在涂层上，用无尘布擦拭，很难擦拭干净；

4、透光率达到91.8％；

5、RCA耐磨测试达到500次；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到4H。

比较例3

实施效果：

1、涂层易留下指纹，表面接触角(水和油)分别为68.5和35度；

4、透光率达到91.5％；

5、RCA耐磨测试达到500次；

6、1000g力作用下，铅笔硬度能够达到3H。

综上所述，本发明的紫外光固化抗指纹涂料能够解决目前PMMA或者PMMA/PC复合基材使用的抗指纹涂料遇到的各种问题，本发明的涂料制备的抗指纹涂层具有抗指纹性能持久、耐磨性好、硬度高和透光率高的优点；同时，可进一步在本发明的紫外光固化抗指纹涂料中添加溶剂，得到不同粘度的涂料，可以满足不同涂布方式，例如淋涂、辊涂、喷涂等，且使用的溶剂体系中不含毒害性的甲苯等苯系溶剂，环保、无污染。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份数的各组分：

氟改性丙烯酸酯低聚物 5～20份，

硅改性丙烯酸酯低聚物或单体 5～20份，

高官能团丙烯酸酯低聚物 30～45份，

三官能团单体 5～20份，

两官能团单体 5～10份，

光引发剂 5～7份，

助剂 0.05～3份；

所述光引发剂为一种或两种裂解型引发剂与一种夺氢型引发剂组成的复合引发剂体系。

2.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述氟改性丙烯酸酯低聚物为含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物，含氟聚酯丙烯酸酯低聚物，含氟环氧丙烯酸酯低聚物，含氟纯丙烯酸树脂中的一种或两种的混合。

3.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述硅改性丙烯酸酯低聚物为有机硅改性环氧丙烯酸酯低聚物，含硅聚酯丙烯酸酯低聚物，氨基硅油改性丙烯酸酯低聚物中的一种或几种的混合。

4.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为官能团大于等于4官的丙烯酸树脂。

5.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述高官能团丙烯酸酯低聚物为聚酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，脂芳香族聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，纯丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。

6.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述三官能团单体为三官能团的丙烯酸酯单体或三官能团的甲基丙烯酸酯单体。

7.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述两官能团单体为两官能团的丙烯酸酯单体或两官能团的甲基丙烯酸酯单体。

8.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述助剂为阻聚剂、消泡剂、流平剂、分散剂或附着力促进剂。

9.如权利要求8所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述流平剂为氟、硅改性聚丙烯酸酯或纯聚丙烯酸酯流平剂。

10.如权利要求1所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述紫外光固化抗指纹涂料还包括溶剂。

11.如权利要求10所述的用于亚克力及其复合材料基材的紫外光固化抗指纹涂料，其特征在于，所述溶剂为丁酯和正丁醇按照质量比为1∶1混合而得的溶液。