CN104479534A - 一种弹性涂料和由其制备iml用触感薄膜的应用和方法 - Google Patents

一种弹性涂料和由其制备iml用触感薄膜的应用和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于IML的弹性涂料及其制备方法与应用。该用于IML的弹性涂料包括以下成分：多羟基聚酯15～30份、多羟基丙烯酸酯5～10份、耐磨消光浆料5～lO份、消光粉3～8份、分散剂l～5份、流平剂0.1～1份、手感助剂1～3份、催干剂0.2～0.5份、固化剂5～15份、有机溶剂45～70份。本发明通过将多羟基聚酯树脂、多羟基丙烯酸树脂、耐磨哑浆与有机溶剂混合均匀；再加入分散剂、流平剂、手感助剂和催干剂，混合均匀后加入消光粉高速分散均匀，最后加入固化剂和稀释溶剂得到用于IML的弹性涂料。该用于IML的弹性涂料可用于制备IML用触感薄膜，能有效降低成本。得到的IML用触感薄膜具有优异的手感，兼具高耐磨性(RCA)、优异的附着力和成型拉伸性能。

Description

一种弹性涂料和由其制备IML用触感薄膜的应用和方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种用于PET基材的双组份聚氨酯弹性涂料及其制备方法与应用。
本发明涉及一种薄膜，特别涉及一种由上述涂料涂布于PET基材上制备的用于IML工艺的触感薄膜。
背景技术
模内镶件注塑(IML)是指印刷好的硬化薄膜首先经过成型机成型，再经过裁切修边后放置到注塑模具内注入塑胶粒子，使用粘合剂将塑胶和薄膜粘合一体固化成型。该工艺非常显著的特点是：表面是一层硬化的透明薄膜，中间是印刷图案层，背面是塑胶层。表面硬化薄膜耐磨性能突出，可防止产品表面被刮花，油墨印刷层夹在中间，可长期保持颜色的鲜艳不退色。随着轻、薄、短小的消费性电子产品及环保意识的深入人心，IML工艺的诸多优点使之特别适合于3C、家电、LOGO铭板及汽车零件等塑料产品。
近年来，IML工艺得到了迅速的发展，对薄膜材料的诉求已经不仅仅局限于高透光的透明硬化薄膜，一些有独特附加功能的薄膜材料也应运而生。触感薄膜就是其中之一，从使用的角度来看，IML用触感薄膜要求具有高耐磨性能避免产品划伤以及一定的透光性保证印刷图案的色彩亮丽，同时赋予产品绵软或柔滑的弹性触感。因此，IML触感薄膜特别适合于制造3C产品外壳和家电外壳部分，赋予产品独特的用户体验。
传统的弹性涂料常通过喷涂工艺用于PC、PMMA、ABS以及复合塑料板材，烘烤固化，使用前需要对底材进行预处理以保证其优异的附着力。这些传统的弹性涂料通常对PET(聚对苯二甲酸乙二酯)基材没有足够的附着力，且喷涂工艺涂料用量大，烘烤时间长，生产效率低下。综上所述，市场急需一种适合辊涂等连续涂布工艺，用于PET薄膜基材的快干型弹性涂料，且其涂层具有优异手感的同时，兼具高耐磨和优异的成型拉伸性能来满足IML工艺日益多元化的市场需求。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，填补市场空缺，提供一种用于PET基材的弹性涂料和用于IML工艺的触感薄膜。
本发明的另一目的在于提供所述的用于PET基材的弹性涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的用于IML工艺的触感薄膜的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于IML的弹性涂料，包括以下按质量份数计的成分：多羟基聚酯15～30份、多羟基丙烯酸酯5～10、耐磨消光浆料5～10份、消光粉3～8份、分散剂1～5份、流平剂0.1～1份、手感助剂1～3份、催干剂0.2～0.5份、固化剂5～15份、有机溶剂45～70份；
所述的多羟基聚酯为市面上常见的羟值为50-160的中到高羟值的聚酯树脂，为弹性涂料的主体树脂，优选为慧谷化学生产的PE6001B、PE6003、PE6015中的至少一种；
所述的多羟基丙烯酸树脂为了增强涂层对PET基材的附着力，所述的多羟基丙烯酸酯优选为加合树脂U-1908R、德谦海明斯FS-2060A、纽佩斯树脂1184、TOPCHEM TB55043P中的至少一种；
所述的耐磨消光浆料优选为中山杰事达MOA-193、MOA-194中的至少一种；
所述的消光粉为沉淀法二氧化硅或气相二氧化硅，优选为德固赛OK412、OK520、OK607、TT3300、TT3600中的至少一种；
所述的分散剂为聚氨酯类或丙烯酸类聚合物溶液中的至少一种，优选为巴斯夫Efka 4010、Efka 4040、Efka 4080、毕克化学BYK-103、BYK-180、BYK-182、BYK-2008中的至少一种；
所述的流平剂为聚醚或聚酯改性的聚二甲基硅氧烷类流平剂；更优选为毕克化学BYK-310、BYK-313、BYK-333、BYK-378，迪高化学Glide 100、Glide410、Glide B1484中的至少一种；
所述手感助剂优选改性有机硅类聚合物；更优选为美利肯化工BNK-NSF752、BNK-NSF770、BNK-NSF790、BNK-NSF870，中山杰事达KG-509、KG-513、KG-516，斯洛柯化学Silok-3200、Silok-8586中的至少一种；
所述的催干剂为有机锡类催干剂，优选为气体化工T-12；
所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂，优选为拜耳N3300、N3390、N3600、N3790、N3800中的至少一种；
所述有机溶剂为醇、酮和酯类溶剂中的至少一种，用于稀释配方中的树脂和助剂，改善涂料的施工性能；
所述醇优选为二丙酮醇；
所述酮优选为丙酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种；
所述酯优选为乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种；
所述弹性涂料的制备方法，包含如下步骤：
(1)将15～30质量份多羟基聚酯树脂、5～10质量份多羟基丙烯酸树脂、5～10质量份耐磨哑浆与30～50质量份有机溶剂混合均匀；
(2)往步骤(1)得到的混合物中加入1～5质量份分散剂、0.1～1质量份流平剂和1～3质量份手感助剂混合，分散均匀；接着加入3～8质量份消光粉，高速分散混匀，得到弹性涂料主剂；主剂需密封保存；
(3)将5～15份异氰酸酯固化剂和10～20份有机溶剂混合均匀，得到弹性涂料稀释剂；稀释剂需密封保存，使用前按比例与主剂混合均匀得到双组份弹性涂料。
所述弹性涂料应用于制备IML用触感薄膜，可采用狭缝式涂布法、气刀法、喷雾法、刮刀法、凹版印刷法以及旋涂涂布法等方法进行制备。
一种IML用触感薄膜的制备方法，包括如下步骤：将所述弹性涂料进行涂布，得到湿膜，接着加热固化，得到IML用触感薄膜；
所述湿膜的厚度优选为60～100μm；
所述加热固化温度优选为100～150℃；
所述IML用触感薄膜的厚度优选为20～50μm，更优选为30～40μm。
根据所述IML用触感薄膜的制备方法制备的IML用触感薄膜。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供的用于IML的弹性涂料配方中，使用耐磨哑浆部分替代消光粉，使其涂膜具有更高的耐磨性(RCA)；优选多羟基丙烯酸酯增强涂层对PET基材的附着力，从而制备的触感涂层具有优异手感的同时，兼具高耐磨和优异的成型拉伸性能。
(2)本发明提供的IML用触感薄膜具有优异的手感、高耐磨性和成型拉伸性能，采用连续涂布生产方式减少涂料用量，降低了原料成本；通过催干剂用量的优化延长了涂料施工时间至4小时以上，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
用于IML的弹性涂料的制备：
(1)将20g多羟基聚酯树脂(PE6001B)、10g多羟基丙烯酸树脂(德谦海明斯FS-2060A)、1g分散剂(Efka 4010)、0.1g流平剂(BYK-333)、1g手感助剂(BNK-NSF870)、0.2g催干剂(T-12)与40g有机溶剂(15g乙酸丁酯、15g乙酸乙酯和10g二丙酮醇)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入6g消光粉(Degussa OK520)，高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入6.5g异氰酸酯固化剂(Bayer N3390)和15g有机溶剂(20g乙酸乙酯和5g乙酸丁酯)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的弹性涂料。
实施例2
用于IML的弹性涂料的制备：
(1)将15g多羟基聚酯树脂(PE6003)、8g多羟基丙烯酸树脂(加合树脂U-1908R)、5g耐磨哑浆(MOA-194)、4g分散剂(BYK-2008)、1.0g流平剂(Glide100)、1.5g手感助剂(Silok-3200)、0.5g催干剂(T-12)与35g有机溶剂(10g乙酸丁酯、15g乙酸乙酯和10g二丙酮醇)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入4g消光粉(Degussa OK607)，高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入14g异氰酸酯固化剂(Bayer N3790)和12g有机溶剂(甲基异丁基酮)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的弹性涂料。
实施例3
用于IML的弹性涂料的制备：
(1)将25g多羟基聚酯树脂(PE6015)、5g多羟基丙烯酸树脂(纽佩斯树脂1184)、2g分散剂(BYK-103)、0.5g流平剂(Glide B1484)、3g手感助剂(中山杰事达KG-509)、0.3g催干剂(T-12)与36g有机溶剂(16g乙酸丁酯、10g丁酮和10g二丙酮醇)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入8g消光粉(Degussa TT3300)高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入11g异氰酸酯固化剂(Bayer N3390)和9g有机溶剂(丙酮)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的弹性涂料。
对比例1
用于IML的弹性涂料的制备：
(2)将28g多羟基聚酯树脂(PE6015)、2g分散剂(BYK-103)、0.5g流平剂(Glide B1484)、3g手感助剂(中山杰事达KG-509)、0.3g催干剂(T-12)与36g有机溶剂(16g乙酸丁酯、10g丁酮和10g二丙酮醇)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入8g消光粉(Degussa TT3300)高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入13g异氰酸酯固化剂(Bayer N3390)和9g有机溶剂(丙酮)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的弹性涂料。
效果实施例
PET触感薄膜的制备：将涂料10～20g用线棒涂布于面积A4纸大小的PET膜上，100～150℃加热干燥2～3min，40～60℃放置熟化30min，固化的干膜厚度20～40μm。将由实施例1～3的涂料制备的PET触感薄膜综合性能进行评价，参见表1。
表1 PET触感薄膜综合性能评价
注：检测膜厚的方法见JIS C-2318；检测透光率的方法见JIS K-7105；检测雾度的方法见JIS K-7105；检测RCA的方法为3M纸带摩擦(负载175g)；检测杯突的方法见GB9753-2007-T；检测附着力的方法见JIS K-5600；黄度指数的检测方法见ASTM D 1148；耐溶剂性的检测方法为分别使用丁酮、酒精、甲苯浸泡24h，吹干后测试透光率和雾度；耐酸性的检测方法为采用质量百分比5％盐酸常温浸泡24h处理，水洗吹干后测试透光率和雾度；耐湿热性能的检测方法为于湿度90％、温度80℃作用240小时后测试透光率和雾度；耐水煮性能的检测方法为沸水煮1h，吹干后测试透光率和雾度。
从表1中实施例1～3的涂层性能数据可以看出，使用经过配方优化的不同多羟基聚酯和耐磨哑浆的搭配、可以制备出耐磨性不同的触感薄膜，同时兼具优异的手感和对PET基材的附着力。根据下游制程要求能够提供不同耐磨性的IML用触感薄膜。
通过实施例3和对比例1可看出，用多羟基聚酯和相应固化剂完全替换多羟基丙烯酸酯，涂层对PET基材的附着力下降，说明添加适量的多羟基丙烯酸酯显著增强了涂层对PET基材的附着力，对其他性能没有影响。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性涂料，其特征在于包括以下按质量份数计的成分：多羟基聚酯15～30份、多羟基丙烯酸酯5～10份、耐磨消光浆料5～10份、消光粉3～8份、分散剂1～5份、流平剂0.1～1份、手感助剂1～3份、催干剂0.2～0.5份、固化剂5～15份、有机溶剂45～70份。
2.根据权利要求1所述的弹性涂料，其特征在于：
所述多羟基聚酯树脂为羟值为50-160的中到高羟值的多羟基聚酯树脂；
所述的消光粉为气相法或沉淀法二氧化硅中的至少一种；
所述的分散剂为聚氨酯类或丙烯酸类聚合物溶液中的至少一种；
所述的流平剂为聚醚改性或聚酯改性的聚二甲基硅氧烷类流平剂；
所述手感助剂为改性有机硅类聚合物；
所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂；
所述有机溶剂为醇、酮和酯类溶剂中的至少两种。
3.根据权利要求2所述弹性涂料，其特征在于：所述的多羟基聚酯为PE6001B、PE6003、PE6015中的至少一种；
所述的多羟基丙烯酸酯为U-1908R、FS-2060A、1184、TB55043P中的至少一种；
所述的消光粉为沉淀法二氧化硅或气相二氧化硅为德固赛OK412、OK520、OK607、TT3300、TT3600中的至少一种。
4.根据权利要求2所述弹性涂料，其特征在于：所述的分散剂为巴斯夫Efka4010、Efka 4040、Efka 4080、毕克化学BYK-103、BYK-180、BYK-182、BYK-2008中的至少一种；
所述的流平剂为毕克化学BYK-310、BYK-313、BYK-333、BYK-378，迪高化学Glide 100、Glide 410、Glide B1484中的至少一种；
所述手感助剂为美利肯化工BNK-NSF752、BNK-NSF770、BNK-NSF790、BNK-NSF870，中山杰事达KG-509、KG-513、KG-516，斯洛柯化学Silok-3200、Silok-8586中的至少一种。
5.根据权利要求2所述弹性涂料，其特征在于：所述异氰酸酯类固化剂为拜耳N3300、N3390、N3600、N3790、N3800中的至少一种；
所述醇为二丙酮醇；
所述酮为丙酮、甲基异丁基酮和环己酮中的至少一种；
所述酯为乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
6.权利要求1～5任一项所述弹性涂料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)将15～30质量份多羟基聚酯树脂、5～10质量份多羟基丙烯酸树脂、5～10质量份耐磨哑浆与30～50质量份有机溶剂混合均匀；
(2)往步骤(1)得到的混合物中加入1～5质量份分散剂、0.1～1质量份流平剂和1～3质量份手感助剂混合，分散均匀；接着加入3～8质量份消光粉，高速分散混匀，得到弹性涂料主剂；主剂需密封保存；
(3)将5～15份异氰酸酯固化剂和10～20份有机溶剂混合均匀，得到弹性涂料稀释剂；稀释剂需密封保存，使用前按比例与主剂混合均匀得到双组份弹性涂料。
7.权利要求1～5任一项所述弹性涂料在制备IML用触感薄膜中的应用。
8.一种IML用触感薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1～7任一项所述的用于IML的弹性涂料涂布于PET基材上，得到湿膜，接着加热干燥固化，得到IML用触感薄膜。
9.如权利要求8中所述IML用触感薄膜的制备方法，其特征在于：
所述湿膜的厚度优选为60～100μm；
所述加热固化温度优选为100～150℃；
所述IML用触感薄膜的厚度优选为20～50μm。
10.如权利要求8或9中任一所述制备方法制备的IML用触感薄膜。
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