CN104263084A - 一种用于uv真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂及应用 - Google Patents
一种用于uv真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂的制备方法，其基本配方是：羟基丙烯酸树脂12％～35％、润湿分散剂8％～25％、酞菁颜料15％～30％、消泡剂0.1～0.5％、溶剂40％～70％；制成的纳米酞菁着色剂的粒径D50控制在50～160nm之间；本发明制成的UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁着色剂具有贮存稳定性佳、着色力强、透明性高、相容性好、耐高温、耐老化优等特点；环保，能代替金属络合染料，适用于UV真空镀膜涂料的透明着色剂，也可用于儿童玩具、木器家具、皮革制品、塑料制品、金属制品、铝箔、铜箔、食品包装材料等表面着色剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶剂型纳米酞菁着色剂，尤其涉及一种适用于UV真空镀膜涂料、耐高温、透明性高、能代替金属络合染料的纳米酞菁着色剂。
背景技术
真空镀膜主要通过真空蒸镀、溅射、离子镀等方法，将金属、合金和化合物镀覆在材料或制品表面，形成产品所要求的镀层。真空镀膜技术在电子、宇航、光学、磁学、建筑、机械、包装、装饰等各领域得到了广泛应用，并且发挥着越来越大的作用。真空镀膜是一种气相沉积方法，而有机涂层通常是由涂覆的有机高分子涂液经固化成膜而成，广泛用于塑料、有色金属基体表面的防护与装饰。有机高分子涂液的固化有多种方法，其中用紫外光固化的涂料(简称光固化涂料)日益受到人们的高度关注，其主要特点是：固化速度快，在通常紫外灯辐射下只需几秒或几十秒就可固化完全；对环境友好，在光照时大部分或绝大部分的成分参与交联聚合而进入膜层；节约能源，UV光固化所用能量约为溶剂型涂料的1/5；可涂装各种基材，避免因热固化时高温对热敏感基材(如塑料、纸张或其他电子元件等)可能造成的损伤；节省大量能源、简化工序、显著减少厂房面积等，因而降低生产成本；由此可见，光固化涂料及其在真空镀膜工业中的应用具有广阔的前景。目前真空镀膜光固化涂料中所用色浆有的还采用金属络合染料，该染料存在诸如重金属严重超标，耐温性、耐晒性、耐迁移性差，不能满足真空镀膜工艺技术的要求。在电子行业如手机、电脑所用材料大多为塑料、铝合金、锌合金等有色金属，手机外壳涂层易脱落、耐汗耐水性差，颜色一段时间就变色，这要求对真空镀膜涂料的树脂有选择性，而真空镀膜涂料所用的着色剂中对分散树脂、分散剂有更高的要求。目前国内市场上真空镀膜涂料所用着色剂几乎全是进口产品。
CN101760086B公开了一种纳米改性酞菁颜料机用色浆的制备方法，各组份按原料总重量百分比计为：酞菁颜料：0～30％；水性研磨树脂：3～8％；水性纳米浓缩浆：0～35％；润湿分散剂：15～25％；pH调节剂：0.1～0.5％；保湿助溶剂：0～15％；防腐防霉剂：0.06％；消泡剂：0.04％；余量为水；本发明制备的纳米改性酞菁颜料机用色浆与大多数乳胶漆皆有良好的相溶性的同时，满足低VOC的要求；保湿性能好，具有良好的储存稳定性；生产成本低，水性环保，通用性强，储存稳定性好；制备过程简单，易于工业化生产。该专利所得的纳米改性酞菁颜料机用色浆适用于内外墙乳胶漆着色，特别是对VOC控制要求非常严格的内外墙乳胶漆着色，不适合用于UV真空镀膜涂料的着色。
因此开发一种环保、透明、高性能、相容性好、能代替金属络合染料，并能用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂尤其必要。
发明内容
UV真空镀膜涂料所用树脂为反应性低聚物不饱和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等，所用活性稀释剂大多为丙烯酸酯类单体，因此本发明是选用羟基丙烯酸作为分散树脂，羟基丙烯酸树脂有很好的相容性和透明性，能提高对塑料和铝、锌、铜、银底材的附着力，加速溶剂从漆膜中的释放，缩短干燥时间；由于羟基丙烯酸含有羟基，赋予涂膜柔韧性、颜色稳定性和保光性。
UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁着色剂对分散剂的选择性高，因为分散剂对着色剂的稳定性、相容性、着色力起着很重要的作用。因此本发明润湿分散剂选用TEMPO技术合成的聚丙烯酯高分子分散剂，如EFKA-4320、EFKA-4330，该类分散剂具有颜料的吸附部分和在溶剂中伸展部分，吸附牢固度强，吸附层厚度大，因而具有良好的空间位阻效应。因此制成的纳米着色剂具有贮存稳定性佳、着色力强、透明性高、相容性好等特点。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂，其基本配方是：羟基丙烯酸树脂12％～35％、润湿分散剂8％～25％、酞菁颜料15％～30％、消泡剂0.1～0.5％、溶剂40％～70％；所述润湿分散剂选用EFKA-4320、EFKA-4330；制成的纳米酞菁着色剂的粒径D50控制在50～160nm之间。
酞菁颜料选用酞菁蓝PB15:0、酞菁蓝PB15:3、酞菁蓝PB15:4、酞菁绿PG7、酞菁绿PG36的一种。
溶剂选用醋酸仲丁酯、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、正丁醇和异丁醇的一种或几种的组合。
本发明提出一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂的制备方法，制备工艺如下：按配方重量比计加入溶剂、羟基丙烯酸树脂、润湿分散剂，在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在800～1000r/min的高速下加入酞菁颜料，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～10h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到着色剂的粒径达到要求，过滤包装得到一种UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁着色剂。
本发明制成的UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁着色剂具有贮存稳定性佳、着色力强、透明性高、相容性好、耐高温、耐老化等特点；环保，能代替金属络合染料，适用于UV真空镀膜涂料的透明着色剂，也可用于儿童玩具、木器家具、皮革制品、塑料制品、金属制品、铝箔、铜箔、食品包装材料等表面着色剂。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1：
一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁蓝着色剂的制备：按配方重量比计，先把溶剂碳酸二甲酯15份、PMA28.8份、异丁醇6份加入分散桶中，搅拌下加入羟基丙烯酸树脂20份、EFKA-4320分散剂10份，消泡剂0.2份,在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在800～1000r/min的高速下加入酞菁蓝PB15:0色粉20份，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～10h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到色浆的粒径D50在50～160nm，过滤包装得到一种色含量20％的UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁蓝着色剂。
本实例1纳米酞菁蓝着色剂基本性能测试结果：外观：蓝色偏红相，均匀流体；平均粒径：激光粒度分布仪测试D50为120±30nm；粘度：25±2℃测试620mPa·s；热贮存稳定性：在50℃恒温烘箱放置15天后取出，经测试平均粒径D50为130±30nm，粘度660mPa·s，色差△E≤0.36。
应用：手机塑料外壳UV宝蓝色真空镀膜涂料：低聚物UV聚氨酯丙烯酸酯15％、大分子改性UV树脂20％、活性单体5％、活性稀释剂15％、光引发剂184+TPO3％、附着力促进剂0.5％、纳米酞菁蓝着色剂3％、纳米钛白粉浆5％、各种助剂0.5％、混合溶剂33％。
手机塑料外壳UV宝蓝色真空镀膜涂料性能如下：固含量50％；粘度：在25℃(涂4#杯)12S；铅笔硬度：2H；附着力：划格法0级；柔韧性：1级；耐热水性：在100℃沸水煮1h，漆膜不起泡、不脱落；耐盐雾试验：在35℃、5％NaCl盐雾箱放置96h后，漆膜不变色；耐老化试验：氙灯照射300h漆膜不变色；光固化时间8S，说明着色剂的透明性好。
实施例2：
一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁蓝着色剂的制备：按配方重量比计，先把溶剂醋酸仲丁酯12份、PMA22.8份、正丁醇8份加入分散桶中，搅拌下加入羟基丙烯酸树脂20份、EFKA-4330分散剂12份，消泡剂0.2份,在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在800～1000r/min的高速下加入酞菁蓝PB15:3色粉25份，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～10h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到色浆的粒径D50在50～160nm，过滤包装得到一种色含量25％的UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁蓝着色剂。
本实例2纳米酞菁蓝着色剂基本性能测试结果：外观：蓝色，均匀流体；平均粒径：激光粒度分布仪测试D50为110±30nm；粘度：25±2℃测试580mPa·s；热贮存稳定性：在50℃恒温烘箱放置15天后取出，经测试平均粒径D50为130±20nm，粘度650mPa·s，色差△E≤0.32。
应用：手机锌合金外壳UV中蓝真空镀膜涂料：低聚物UV环氧丙烯酸酯16％、大分子改性UV树脂20％、活性单体5％、活性稀释剂15％、光引发剂184+TPO3％、附着力促进剂0.5％、纳米酞菁蓝着色剂4％、纳米钛白粉浆3％、各种助剂0.5％、混合溶剂33％。
手机锌合金外壳UV中蓝真空镀膜涂料性能如下：固含量50％；粘度：在25℃(涂4#杯)12S；铅笔硬度：2H；附着力：划格法0级；柔韧性：1级；耐热水性：在100℃沸水煮1h，漆膜不起泡、不脱落；耐盐雾试验：在35℃、5％NaCl盐雾箱放置96h后，漆膜不变色；耐老化试验：氙灯照射350h漆膜不变色；光固化时间8S，说明着色剂的透明性好。
实施例3：
一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁绿着色剂的制备：按配方重量比计，先把溶剂碳酸二甲酯15份、二乙二醇丁醚醋酸酯27.8份、正丁醇6份加入分散桶中，搅拌下加入羟基丙烯酸树脂20份、EFKA-4330分散剂11份，消泡剂0.2份,在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在800～1000r/min的高速下加入酞菁绿PG7色粉20份，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～10h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到色浆的粒径D50在50～160nm，过滤包装得到一种色含量20％的UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁绿着色剂。
本实例3纳米酞菁绿着色剂基本性能测试结果：外观：绿色，均匀流体；平均粒径：激光粒度分布仪测试D50为110±30nm；粘度：25±2℃测试560mPa·s；热贮存稳定性：在50℃恒温烘箱放置15天后取出，经测试平均粒径D50为120±30nm，粘度600mPa·s，色差△E≤0.26。
应用：手机外壳UV闪光墨绿色真空镀膜涂料：低聚物UV聚酯丙烯酸酯15％、大分子改性UV树脂20％、活性单体5％、活性稀释剂15％、光引发剂184+TPO3％、附着力促进剂0.5％、纳米酞菁绿着色剂5％、纳米碳黑着色剂1.8％、珠光粉1.5％、各种助剂0.6％、混合溶剂32.6％。
手机外壳UV闪光墨绿色真空镀膜涂料性能如下：固含量50％；粘度：在25℃(涂4#杯)12S；铅笔硬度：2H；附着力：划格法0级；柔韧性：1级；耐热水性：在100℃沸水煮1h，漆膜不起泡、不脱落；耐盐雾试验：在35℃、5％NaCl盐雾箱放置96h后，漆膜不变色；耐老化试验：氙灯照射350h漆膜不变色；光固化时间8S，说明着色剂的透明性好。
尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。
Claims (4)
1.一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂，其特征在于：以重量百分比计，包括如下组分：羟基丙烯酸树脂12％～35％、润湿分散剂8％～25％、酞菁颜料15％～30％、消泡剂0.1～0.5％、溶剂40％～70％；所述润湿分散剂选用EFKA-4320、EFKA-4330；制成的纳米酞菁着色剂的粒径D50控制在50～160nm之间。
2.如权利要求1所述的一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂，其特征在于：所述酞菁颜料选用酞菁蓝PB15:0、酞菁蓝PB15:3、酞菁蓝PB15:4、酞菁绿PG7、酞菁绿PG36的一种。
3.如权利要求1所述的一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂，其特征在于：所述溶剂选用醋酸仲丁酯、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、正丁醇和异丁醇的一种或几种的组合。
4.一种如权利要求1所述的一种用于UV真空镀膜涂料的溶剂型纳米酞菁着色剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：按配方重量比计加入溶剂、羟基丙烯酸树脂、润湿分散剂，在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在800～1000r/min的高速下加入酞菁颜料，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～10h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到着色剂的粒径达到要求，过滤包装得到一种UV真空镀膜涂料所用的溶剂型纳米酞菁着色剂。
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