CN103571314A - 用于pet基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物 - Google Patents
用于pet基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物;所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分:氟改性低聚物5～１５份，高官能度丙烯酸酯低聚物40～65份，高官能度丙烯酸酯单体１５～40份，光引发剂3～8份，助剂0.05～１份，溶剂１５0～250份。本发明的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物与PET薄膜的附着牢度极佳，具有高硬度以及优良的耐刮擦性能、耐水煮性能、抗指纹持久性和固化膜疏水疏油性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物。
背景技术
紫外固化技术以其所具有的“5E”特点，即高效，适应性广，经济，节能和环境友好，成为20世纪六十年代以来发展极为迅速的一种新型绿色技术。国内自上个世纪九十年代以来，紫外光固化产业发展迅猛，特别是光固化涂料，已成为全球第三大辐射固化产品产地。UV固化涂料主要有竹木地板涂料、塑料涂料、纸张上光涂料、金属涂料、真空镀膜涂料、粉末涂料、防静电/导电涂料、离型涂料等。针对目前国内外UV固化涂料的发展现状，UV固化涂料向特种涂料发展的已成为今后的发展趋势。
紫外光固化涂料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，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，特别是3C数码产品行业，发展更为迅速，手机、电脑、电视、MP3/MP4等产品的开发更趋向于触摸式操作。消费者对外观的要求日益提高，除了色彩美观以及手感舒适外，还要要求表面刮伤性能良好，同时期望产品在使用过程中表面具有抗指纹、抗污的性能，即使用时产品表面不易被留下指纹等痕迹或者即使留下痕迹也很容易被擦去。目前，很多3C产品的背壳以及触摸屏表面会有PET膜层，为了提高该PET膜层的耐刮擦及耐磨性能，常采用UV加硬层提供保护。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。因此，在PET基材上开发具有抗指纹性能的紫外固化加硬液非常迫切。
CN101701129A的专利提供一种高耐磨抗指纹涂料，采用含氟丙烯酸酯单体以及纳米粉末来获得涂层的抗指纹性能，但单官能的含氟丙烯酸酯单体反应速度慢，容易降低配方整体固化速度，工艺适应性窄，且该涂料用到纳米粉末，分散困难，稳定性差，且成本较高。CN2O1010533818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，但该涂层的硬度低，且非UV光固化体系。CN101891991A公开了一种高硬度耐指纹涂料及其制备方法，主要是作用在金属表面，采用氟碳树脂和纳米颗粒获得疏水性较好的涂层，但该体系非UV固化，且主要是作用与金属基材，不适合PET等塑料基材。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分:
优选地，所述氟改性低聚物为氟烷基醇改性的超支化聚合物，是由氟烷基醇经马来酸酐接枝到端羟基超支化聚合而得。氟烷基醇改性的超支化聚合物由于其结构的特殊性将非常有利于含氟基团在涂层表面的富集，一方面提供涂料优秀的疏水疏油性能，另一方面改性过程引入的双键，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。
优选地，所述超支化聚合物为端羟基超支化聚酯、端羟基超支化聚醚、端羟基超支化聚酰胺的一种或几种的混合;如PeStorp公司BoltornH系列超支化聚酯，BoltornP系列超支化聚醚，DSMHybraneB.V.公司HybranePS系列超支化聚酰胺;所述氟烷基醇为六氟丁醇、三氟乙醇、十二氟庚醇、十三氟辛醇、十七氟辛基乙醇的一种或几种的混合。
优选地，所述高官能度丙烯酸酯低聚物为6～10官能度的丙烯酸酯。
优选地，所述高官能度丙烯酸酯低聚物为聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或几种的混合。
优选地，所述高官能度丙烯酸酯单体为4～6官能度的丙烯酸酯。
优选地，所述高官能度丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种的混合。
优选地，所述光引发剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种的混合。
优选地，所述助剂为阻聚剂、流平剂或附着力促进剂。
优选地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的聚硅氧烷、反应性有机硅、聚丙烯酸酯类助剂中的一种或几种的混合。
优选地，所述阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、氢醌甲基醚、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚中的一种或几种混合。
优选地，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、丙酮、醋酸正丁酯、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中几种的混合。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
1、与PET薄膜的附着牢度极佳;
2、硬度高，铅笔硬度可达3H;
3、耐刮擦性能好，0000#号钢丝绒，负载1kg来回磨800次无伤痕;
4、耐水煮性能优异，沸水中超过2小时;
5、抗指纹、易擦拭性好，且持久性好，油性笔反复擦拭20次以上仍具有较好的效果;
6、固化膜疏水疏油性能好，水接触角可达110度。
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。
实施例1
本实施例涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;表1中基于BoltornH20的氟改性低聚物为六氟丁醇改性处理的Pestorp公司超支化聚酯BoltornH2O。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.涂层在PET上的附着牢度好，百格测试5B;
2.涂层表面不易留下指纹，水与二碘甲烷的表面接触角分别达到120和80度;
3.抗指纹效果持久，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数可达120次仍具有抗指纹效果;
4.防涂鸦测试，即耐油性笔测试，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数可达30次油性笔迹仍能被轻易拭去;
5.透光率高，高于92.0%，雾度低，低于0.2％；
6.铅笔硬度，500g，4H;
7.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载1kg来回1千次，表面无明显伤痕;
常见的非抗指纹涂层接触角水和汕分别低于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
本实施例涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;表1中基于BoltornP500的氟改性低聚物为十二氟庚醇改性处理的PeStorp公司超支化聚醚BoltornP500。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.涂层在PET上的附眘牢度好，百格测试5B;
2.涂层表面不易留下指纹，水与二碘甲烷的表面接触角分别达到120和80度;
3.抗指纹效果持久，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数可达120次仍具有抗指纹效果;
4.防涂鸦测试，即耐油性笔测试，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数可达30次油
性笔迹仍能被轻易拭去;
5.透光率高，高于92.0%，雾度低，低于0.2％；
6.铅笔硬度，500g，3H;
7.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载1kg来回800次，表面无明显伤痕;
实施例3
本实施例涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;表1中基于BoltornH30的氟改性低聚物为十七氟辛基乙醇改性处理的Pestorp公司超支化聚酯BoltornH30。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.涂层在PET上的附着牢度好，百格测试5B;
2.涂层表面不易留下指纹，水与二碘甲烷的表面接触角分别达到115和78度;
3.抗指纹效果持久，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数可达100次仍具有抗指纹效果;
4.防涂鸦测试，即耐油性笔测试，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数可达20次油性笔迹仍能被轻易拭去;
5.透光率高，高于92.0%，雾度低，低于0.2％；
6.铅笔硬度，500g，4H;
7.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载1kg来回1000次，表面无明显伤痕;
实施例4
本实施例涉及一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;表1中基于HybranePS2550的氟改性低聚物为六氟丁醇改性处理的DSMHybraneB.V.公司超支化聚酰胺HybranePS2550。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.涂层在PET上的附着牢度好，百格测试5B;
2.涂层表面不易留下指纹，水与二碘甲烷的表面接触角分别达到112和76度;
3.抗指纹效果持久，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数可达100次仍具有抗指纹效果;
4.防涂鸦测试，即耐油性笔测试，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数可达20次油性笔迹仍能被轻易拭去;
5.透光率高，高于92.0%，雾度低，低于0.2％；
6.铅笔硬度，500g，3H;
7.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载1kg来回800次，表面无明显伤痕;
对比例1
本对比例用于与实施例1进行比较，用于研究本发明的组合物体系中氟烷基醇改性的超支化聚合物对组合物综合性能的影响。本对比例的涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;由表1可知，本对比例采用的是未改性处理的Pestorp公司超支化聚酯BoltornH20。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.接触角低，水与二碘甲烷的表面接触角只有95和50度;
2.抗指纹效果持久性较差，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数1次无抗指纹效果;
3.防涂鸦性能差，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数1次后油性笔迹不能被擦去;
4.铅笔硬度，500g，2H;
5.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载1kg来回100次，表面有明显伤痕;
通过本对比例与实施例1的性能比较可知，氟烷基醇改性的超支化聚合物的加入能够提高本发明组合物体系的抗指纹效果、耐油性、透光性、硬度以及耐刮擦性。这是由于氟烷基醇改性的超支化聚合物由于其结构的特殊性将非常有利于含氟基团在涂层表面的富集，一方面提供涂料优秀的疏水疏油性能，另一方面改性过程引入的双键，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。
对比例2
本对比例用于与实施例1进行比较，用于研究本发明的组合物体系中氟烷基醇改性的超支化聚合物对组合物综合性能的影响。本对比例的涂料组合物，包括表1所示的重量的各组分;由表1可知，本对比例采用的是正辛醇改性处理的Pestorp公司超支化聚酯BoltornH20。
将该涂料组合物辊涂于PET薄膜上，涂布干量为3～5g/m2之间，65℃红外流平1～2分钟，经800MJ/cm2的能量固化，该紫外光固化涂层的测试结果见如下:
1.接触角较高，水与二碘甲烷的表面接触角有110和60度;
2.抗指纹效果持久性差，将指纹按在涂层表面，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无指纹痕迹，在同一位置反复测试，擦拭次数10次无抗指纹效果;
3.防涂鸦性能差，用油性笔在涂层表面划上横线，用无尘布轻轻擦拭，涂层表面无笔迹，在涂层表面同一位置反复测试，擦拭次数4次后油性笔迹不能被擦去;
4.铅笔硬度，500g，2H;
5.耐刮擦性，0000#钢丝绒负载lkg来回100次，表面有明显伤痕;
通过本对比例与实施例1的性能比较可知，氟烷基醇改性超支化聚合物的加入能够明显地提高本发明组合物体系的抗指纹效果、水和油的接触角，正辛醇改性的超支化聚合物虽然能提高水的接触角，但二碘甲烷的接触角仍然很小，抗指纹效果不佳。这主要是由于长链氟烷基表面能极低，疏水疏油性能比较突出，而正辛醇基团较疏水但却是亲油基团，故抗指纹效果较差。
表1实施例及对比例组合物的各组分及其重量(Kg)
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 (10)
1.一种用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分:
2.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述氟改性低聚物为氟烷基醇改性的超支化聚合物，是由氟烷基醇经马来酸酐接枝到端羟基超支化聚合而得。
3.根据权利要求2所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述超支化聚合物为端羟基超支化聚酯、端羟基超支化聚醚、端羟基超支化聚酰胺的一种或几种的混合;所述氟烷基醇为六氟丁醇、三氟乙醇、十二氟庚醇、十三氟辛醇、十七氟辛基乙醇的一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述高官能度丙烯酸酯低聚物为6～10官能度的丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述高官能度丙烯酸酯低聚物为聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述高官能度丙烯酸酯单体为4～6官能度的丙烯酸酯。
7.根据权利要求6所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述高官能度丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述光引发剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-锋基-2-甲基-1-苯基-1丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种的混合。
9.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述助剂为阻聚剂、流平剂或附着力促进剂。
10.根据权利要求1所述的用于PET基材的紫外光固化高硬度抗指纹涂料组合物，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、丙酮、醋酸正丁酯、正丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中几种的混合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201111 Shanghai city Minhang District Kunyang Road No. 2055 Applicant after: SHANGHAI WEIKAI OPTOELECTRONIC NEW MATERIALS CO., LTD. Applicant after: Shanghai Chengying New Materials Co., Ltd. Address before: 201111 Shanghai city Minhang District Kunyang Road No. 2055 Applicant before: Weikai Chemical-Product Co., Ltd., Shanghai Applicant before: Shanghai Chengying New Materials Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: WEIKAI CHEMICAL-PRODUCT CO., LTD., SHANGHAI TO: SHANGHAI WEIKAI PHOTOVOLTAIC NEW MATERIAL CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |