CN104559743A - 一种适用于pc基材上的高耐磨涂料组合物 - Google Patents

一种适用于pc基材上的高耐磨涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，该涂料组合物包括以下组分及重量份数：光固化树脂5～80，光聚合单体5～80，光引发剂1～15；所述光固化树脂为分子中含有两个以上的乙烯型不饱和键且具有回弹性的光固化树脂与低官能团的丙烯酸酯、高官能团的丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。本发明的高耐磨涂料组合物用于制备笔记本Touchpad触控板用PC塑料基材的表面保护涂料，该涂料组合物所制备的样张耐羊毛毡性能优异，能够达到30万次/200g涂层无异色。

Description

一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物。
背景技术
触控板(TouchPad)，是一种广泛应用于笔记本电脑上的输入设备。目前触控板基本都是在表面涂布了光固化涂料的PC基材制成。但是普通的光固化涂料耐摩耗性不好，导致其表面涂层被磨花而影响使用和美观。因为触控板是利用用户手指的移动来控制指针的工作。触控板可以被视作一种鼠标的替代物。在其他一些便携式设备上，如个人数码助理与一些便携影音设备上也能找到触摸板。触摸板用印刷电路板做成行和列的阵列；印刷板与表面塑料覆膜用强力双面胶粘接，其感应检测原理是电容传感。而在触摸板表面下的一个特殊集成电路板会不停地测量和报告出此轨迹，从而探知手指的动作和位置。触摸板是一种对压力敏感的装置，如果不善加保护，触摸板很容易损坏。用户的手指上带有油脂，或者触摸板上沾染尘土，手指长时间在涂层表面划动，对涂层的性能要求很高，尤其是磨耗性能。采用测试耐羊毛毡性能的好坏来评估涂层磨耗性能的优劣，该行业的测试标准越来越高，从一开始的羊毛毡性能测试20万次/200g后色差的差异在20％，到目前的羊毛毡性能测试20万次/200g后表面无异色。此专利中所阐述的组合物经紫外光固化后形成的涂层，具有很高的耐羊毛毡性能，可以达到200g/30万次表面无异色。
发明内容
本发明的目的克服现有技术的缺陷，提供一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，提高涂层的耐磨耗性能，满足触控板上涂层越来越高的磨耗性能需求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，所述高耐磨涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
光固化树脂           5～80份，
光聚合单体           5～80份，
光引发剂             1～15份；
所述光固化树脂为分子中含有两个以上的乙烯型不饱和键且具有回弹性的光固化树脂与低官能团的丙烯酸酯、高官能团的丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。
优选地，所述高耐磨涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
光固化树脂            30～50份，
光聚合单体            30～70份，
光引发剂              2～10份。
优选地，所述具有回弹性的光固化树脂包括致德化学的CHTU2128、CHTU2396、CHTU2370、CHTU2373、CHTU2403、CHTU9651等。
优选地，所述低官能团的丙烯酸酯包括长兴的6355、6360、DR-E504、DR-E514、6113、6118、6123、6127、6151、6164、6170，以及沙多玛的CN704、CN2254、CN371、CN8003、CN959、CN964等。
优选地，所述高官能团的丙烯酸树酯包括长兴的6311、6312、6361、6145、6146、6147、6150，以及沙多玛的CN293、CN2303、CN293、CN2203、CN2261、CN2262等。
优选地，所述分子中含有两个以上的乙烯型不饱和键且具有回弹性的光固化树脂与高官能团的丙烯酸酯的重量比为(1.5～2):1。
优选地，所述光聚合单体为重量比为(1.5～2):1的双官能丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯的复配物；
单官能丙烯酸酯包括2-苯氧基乙基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、2-(苯硫基)乙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-己基烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、异癸基甲基丙烯酸酯等；
双官能丙烯酸酯包括二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯等。
优选地，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮(如：Irgacure 184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(如：Darocur 1173)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(如：Darocur TPO)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(如：Irgacure 819)、安息香苯甲醚(如：Irgacure 651)中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、高耐磨涂料组合物光固化后涂层具有极佳的耐羊毛毡性能，能够达到30万次/200g后涂层无异色，比现有组合物涂料的耐羊毛毡性能20万次/200g后涂层无异色有明显提高；
2、涂层成膜性好，耐老化性佳；
3、涂膜成品率高，利于提高生产效率。
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1～7
实施例1～7分别提供了适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；
分别将各实施例对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的高耐磨涂料组合物。
表1中列举的物质为前述多种技术方案中的代表，实际实施时并不局限于表中所列物质。
表1
对比例1
对比例1用于与实施例4进行比较，用于研究本发明的高耐磨组合物体系中双官能团光聚合树脂对组合物综合性能的影响。对比例1提供的涂料组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；将对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的涂料组合物。
对比例2
对比例2用于与实施例6进行比较，用于研究本发明的高耐磨组合物体系中光聚合树脂配比对组合物综合性能的影响。对比例2提供的涂料组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；将对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的涂料组合物。
对比例3
对比例3用于与实施例1进行比较，用于研究本发明的高耐磨组合物体系中单官光聚合单体对组合物综合性能的影响。对比例3提供的涂料组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；将对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的涂料组合物。
对比例4
对比例4用于与实施例7进行比较，用于研究本发明的高耐磨组合物体系中光聚合单体的配比对组合物综合性能的影响。对比例4提供的涂料组合物，各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示；将对应的原料组分按其重量份数混合，中速分散2小时，过滤，即得对应的涂料组合物。
性能检测
分别对实施例1～7以及对比例1～4制得的涂料组合物进行制样，采用压辊法进行涂布，300～350mj/cm2能量下固化，将雾面结构复制在PC基材上。检测性能，测定样张的平整度、附着力、耐羊毛毡性能、样张外观、耐高温高湿性能。具体性能检测项目及对应的方法如下：
一、耐羊毛毡性能
测试方法取A4大小样张固定在磨耗仪实验机上，加上砝码和自身杆重为200g，专用的羊毛毡进行磨耗测试，磨耗仪转速30来回/分钟，距离4cm，测试30万次
测试方法：测试完后用酒精棉片擦拭磨耗痕迹。
评估方法：目测痕迹是否与边上的涂层有异色。无异色为优，有异色为良，露底材为差。
二、耐纸带性能(RCA)
将做好的样片裁切为5cm*5cm大小平整的固定在纸带磨耗机的测试台上，负重为175g，测试300个来回。
测试方法：测试好后在磨耗的痕迹上滴上3滴丁酮
评估方法：丁酮挥发完后涂层无变化为优，涂层变皱发白为差。
三、平整度
将做好的样张裁切为A4纸大小平整地铺在水平桌面上，观察样张是否平整没有翘曲。
测试方法：目视观察测试样张是否平整。
评估方法：样张平整地贴在水平桌面上，边缘没有超过0.5mm的翘曲。
四、附着力
采用3M公司的610胶带，百格法对样张附着力进行测试。
评估方法：完全没有脱落为优，有少量脱落为良，大量脱落为差。
五、样张外观
观察样张涂层是否有彩虹纹以及划痕、断线等外观缺陷。
测试方法：目视观察测试样张外观。
评估方法：样张表面图案完整饱满无彩虹。
六、老化实验
测试方法：将A4纸大小样张放入65℃，湿度95％的高温高湿箱，放置160h后取出百格法测试涂层附着。
评估方法：完全没有脱落为优，有少量脱落为良，大量脱落为差。
七、耐橡皮测试
测试方法取10cm*10cm大小样张固定在磨耗仪实验机上，加上砝码和自身杆重为500g，专用的橡皮(EF-74)进行磨耗测试，磨耗仪转速30来回/分钟，距离3cm，测试1000次。
测试方法：测试好后在磨耗的痕迹上滴上3滴丁酮。
评估方法：丁酮挥发完后涂层无变化为优，涂层发亮为良，涂层变皱发白为差。
表2性能检测情况
由表2可知，实施例4的高耐磨涂料组合物与对比例1相比，羊毛毡磨耗性能有所提升，说明本发明的组合物体系中，常规的双官能团树脂相比有回弹性的双官树脂在配方体系中更加有利于提升涂层的耐羊毛毡性能。实施例6的高耐磨涂料组合物与对比例2相比，耐羊毛毡性能和老化现象有所改善；说明在本发明的组合物体系中，双官树脂及高官树脂的比例在(1.5～2):1可提高组合物的综合性能，尤其是耐羊毛毡性能。实施例1的高耐磨涂料组合物与对比例3相比，附着力和RCA性能有所改善；说明在本发明的组合物体系中，单官单体可提高组合物的性能，尤其是涂层的附着力。实施例7的高耐磨涂料组合物与对比例4相比，RCA性能有所改善；说明在本发明的组合物体系中，双官单体及单官单体的比例在(1.5～2):1可提高组合物的综合性能。进一步分析可知，实施例3、4、5的高耐磨涂料组合物的综合性能优于实施例1、2、6、7，也就是说本发明组合物体系存在优选配比，具体为：光固化树脂30～50份，光聚合单体30～70份，光引发剂2～10份。更进一步比较实施例3、4、5可知，当光聚合单体重量比为(1.5～2):1的双官能丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯的复配物并且双官树脂及高官树脂的比例在(1.5～2):1时，四种组分发生协同作用，从而增强了本发明的组合物体系的耐羊毛毡性能、附着力、平整度、样张外观、耐橡皮测试、耐老化等性能。
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 (9)

1.一种适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述高耐磨涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
光固化树脂          5～80份，
光聚合单体          5～80份，
光引发剂            1～15份；
所述光固化树脂为分子中含有两个以上的乙烯型不饱和键且具有回弹性的光固化树脂与低官能团的丙烯酸酯、高官能团的丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述高耐磨涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
光固化树脂          30～50份，
光聚合单体          30～70份，
光引发剂            2～10份。
3.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述具有回弹性的光固化树脂包括CHTU2128、CHTU2396、CHTU2370、CHTU2373、CHTU2403、CHTU9651。
4.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述低官能团的丙烯酸酯包括6355、6360、DR-E504、DR-E514、CN704、CN2254、CN371、6113、6118、6123、6127、6151、6164、6170、CN8003、CN959、CN964。
5.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述高官能团的丙烯酸树酯包括6311、6312、6361、CN293、CN2303、6145、6146、6147、6150、CN293、CN2203、CN2261、CN2262。
6.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述分子中含有两个以上的乙烯型不饱和键且具有回弹性的光固化树脂与高官能团的丙烯酸酯的重量比为(1.5～2):1。
7.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述光聚合单体为重量比为(1.5～2):1的双官能丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯的复配物。
8.根据权利要求7所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述单官能丙烯酸酯包括2-苯氧基乙基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、2-(苯硫基)乙基丙烯酸酯、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-己基烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、异癸基甲基丙烯酸酯；所述双官能丙烯酸酯包括二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯。
9.根据权利要求1或2所述的适用于PC基材上的高耐磨涂料组合物，其特征在于，所述光引发剂为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、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、安息香苯甲醚中的一种或几种。
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