CN104312415A - 用于pet的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物；所述组合物包括如下重量份数的各组分：丙烯酸树脂35～50，单体15～25，光引发剂5～9，溶剂115～120，流平剂0.05～0.5，消光剂7～15。所述丙烯酸酯树脂为高官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯甲基丙烯酸酯树脂中的一种或几种；所述消光剂为纯聚酯消光粒子、气相二氧化硅微粉、蜡粉、聚甲基脲树脂微粉、氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯、白炭黑中的一种或几种，粒径为微米级。与现有技术相比，本发明节省能源、高效、雾度可调性高，且耐磨可提高至10次/1000g，实用性更高。

Description

用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物
技术领域
本发明属于紫外光固化涂料领域，具体涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物。
背景技术
紫外光固化涂料(UV涂料)具有高效、节能、适用性广、常温固化等优点，已广泛应用到电子、通讯、化工、机械、家具、油墨等领域。
在液晶显示器的背光装置上，为了不出现导光膜的光扩散图案，提高向正面方向的亮度，从而使用光扩散膜。光扩散膜是在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基材的一面涂有由清漆形成的光扩散涂层。通常情况下，以热固性涂料作为光固化涂层，并通过辊涂、丝网印刷等涂布方式涂布在基材上，经加热固化形成扩散膜。
然而采用热固化涂料制备的扩散膜存在如下缺点：能耗大，固化速度慢，耐刮性差；目前还有一类扩散膜采用无溶剂紫外光固化(无消光剂)，表面的雾度效果采用模板压印，该方法的缺点：雾度可调性差，表面效果不理想。本发明采用加入消光剂的光固化方法，相对于热固体系涂料，耐刮可以提高至10次/1000g，且铅笔硬度提高两个等级；对于光固化压板工艺，本发明可以实现雾度透光率可调性高，不受工艺控制等优势。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物。
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的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括如下重量份数的各组分：
丙烯酸酯树脂              35～50份，
单体                      15～25份，
光引发剂                  5～9份，
溶剂                      115～120份，
流平剂                    0.05～0.5份，
消光剂                    7～15份。
优选地，所述丙烯酸酯树脂包括高官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯甲基丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
优选地，所述高官能度的丙烯酸酯树脂官能度为6或9。
优选地，所述单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地，所述单体包括三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地，所述光引发剂包括二苯甲酮、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-二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
优选地，所述光引发剂包括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-二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
优选地，所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、异丙醇、正丁醇、乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
优选地，所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚中的一种或几种。
优选地，所述流平剂包括聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种。
优选地，所述流平剂包括聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地，所述消光剂为纯聚酯消光粒子、气相二氧化硅、蜡粉、聚甲基脲树脂微粉、氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯、白炭黑中的一种或几种，粒径为1～10微米。
优选地，所述消光剂包括气相二氧化硅、白炭黑、聚甲基丙烯酸甲酯、氧化铝中的一种或几种，粒径为5～7.5微米。
优选地，所述用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，组合物的雾度具有可调性，制备工艺无需更换模板。
与现有技术相比，本发明具如下有益效果：
(1)相对于热固体系，光固化涂料耐磨更好，在本发明中耐磨更是可以提高至10次/1000g；硬度明显增强；
(2)传统热固涂料，固化需要200～400℃，耗费大量电能，而本发明无需如此高的温度，仅需65℃，并且固化时间只需30s，不仅节省了大量能源，而且提高了生产效率，缩短了生产时间，具有巨大的环境效益和经济效益；
(3)对于光固化压板扩散膜工艺，每一个模板对应一个雾度和透光率，若要制备其他雾度要求的产品，必须更换模板，而本工艺则避免了这个缺陷，通过控制添加消光剂的量就可实现雾度的可调性。
(4)本发明通过加入消光剂，不但实现了雾度可调性，还明显提高了组合物的硬度、耐磨性，通过消光剂与各组分的互相促进作用，提高了组合物整体性能。
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，还可以做出若干修改。这些都属于本发明的保护范围。
性能检测
分别对实施例1～5以及对比例制得的涂料组合物进行性能检测，测定涂料的硬度、附着力、雾度、透光率、耐磨的性能参数。
具体性能检测项目及对应的方法如下：
一、硬度
采用QHQ手摇铅笔硬度计对样张进行测试。
评估方法：在样张上划5条5cm铅笔痕迹，观察是否划伤，伤2条以内认为通过测试。
二、附着力
采用3M 610胶带，百格法对样张附着力进行测试。
评估方法：
5B－划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无油漆脱落；
4B－在划线的交叉点处有小片的油漆脱落，并且脱落总面积小于5％；
3B－在划线的边缘及交叉点处有小片的油漆脱落，并且脱落总面积在5-15％之间；
2B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，并且脱落总面积在15-35％之间；
1B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，并且脱落总面积在35-65％之间；
0B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，并且脱落总面积大于65％。
三、雾度、透光率
采用上海精科WGT-S透光率雾度测试仪对样张进行测试。
评估方法：将固化好的样张放在测试台，记录显示的读数。
四、耐磨
将样张放于耐磨耗试验机339的台面上，加不同重量的砝码，调节磨耗次数进行测试。
评估方法：观察涂层是否损伤，无损伤痕迹为通过。
实施例1
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。制备时，先将除消光剂外的组分加入搅拌均匀，之后在高速搅拌(4000r/min)的情况下逐渐加入消光剂，继续搅拌30min。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，烘箱烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨10次/1000g；附着5B；雾度11.5，透光率92.6％。
实施例2
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨15次/1000g；附着5B；雾度12.7，透光率92.5％。
实施例3
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨13次/1000g；附着5B；雾度8.9，透光率93.1％。
实施例4
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨7次/1000g；附着5B；雾度32.4，透光率91.5％。
实施例5
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨10次/1000g；附着5B；雾度17.8，透光率92.8％。
实施例6
本实施例涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括表1所示的组分及重量份数。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度3H，500g；耐磨11次/1000g；附着5B；雾度22.4，透光率93.3％。
对比例1
本对比例与实施例4形成对照，具体涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括如表1所述的组分及重量份数，与实施例4不同的是对比例1不含消光剂。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度H，500g；耐磨4次/1000g；附着5B；雾度30.9，透光率92％。意外的发现，消光剂的加入还可以提高组合物的硬度和耐磨度。
对比例2
本对比例与实施例2形成对照，具体涉及一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，包括如表1所述的组分及重量份数，与实施例2不同的是对比例2所含消光剂PMMA的粒径为40微米。具体制备同实施例1。
该涂料用6号线棒涂布在PET薄膜上，红外烘干1分钟(60℃)后经700mJ/cm2的能量固化，性能如下：硬度H，500g；耐磨5次/1000g；附着4B；雾度10.0，透光率90％，说明消光剂的粒径对组合物的整体性能具有明显的影响。
对比例3
本对比例包括表2所示的组分及重量份数。
该涂料制备方法：首先将聚丙烯酸酯树脂加入到由丁酮和甲苯组成的混合溶剂中分散均匀，再加入醋酸丁酸纤维素和乙酸丙酸纤维素，高速搅拌分散均匀后再加入流平剂BYK 307与扩散粒子丙烯酸树脂微珠，最后加入异氰酸酯交联剂IPDI，搅匀后得到涂层组合物。固化涂层性能：硬度H，750g；耐磨5次/250g；附着4B；雾度11.5，透光率92.1％。
表1实施例中各组分及其重量份数
表2对比例3中各组分及重量分数
以上是对本发明的具体实施例和对比例进行的描述。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修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，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的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯树脂包括高官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、脂肪族聚酯甲基丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述单体包括三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述光引发剂包括二苯甲酮、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-二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、异丙醇、正丁醇、乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述流平剂包括聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述消光剂包括纯聚酯消光粒子、气相二氧化硅微粉、蜡粉、聚甲基脲树脂微粉、氧化铝、聚甲基丙烯酸甲酯、白炭黑中的一种或几种；所述消光剂粒径为1～10微米。
9.根据权利要求1所述的用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物，其特征在于，所述用于PET的高耐磨紫外光固化扩散膜涂料组合物的雾度具有可调性、制备工艺无需更换模板。
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