CN105038570A - 一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法 - Google Patents

一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法 Download PDF

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赖延辉
林清龙
蒋守松
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Abstract

本发明提供一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法，所述高耐刮防眩紫外光固化涂料包括丙烯酸树脂、单体、防眩粒子、光引发剂、溶剂、流平剂和分散剂，所述防眩粒子为亚克力型有机纳米颗粒、苯乙烯型有机纳米颗粒、丙烯酸树脂型有机纳米颗粒中的一种或几种；所述应用方法包括将混合物涂料涂装在待加工工件的表面，使其自然流平然后再经过红外处理，然后惰性气体保护下进行紫外光固化。本发明提供的高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法其耐刮性能好，具有很高的应用价值。

Description

一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法
技术领域
本发明涉及固化涂料领域，特别涉及一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法。
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。近年来，由于手机、电脑、电视、MP3/MP4、冰箱等电子产品所使用的塑胶产品表面抗刮性能差，使塑胶产品在注塑，挤塑等工艺下，到3C成品的整个使用过程中容易出现刮花、划伤、产生雾度等不良，影响塑胶的使用，最终成品率下降，造成塑胶使用生命周期短，浪费资源，合格后的电子成品在消费者的使用过程也需要高耐刮涂层保护，提高产品使用时间。因此，需要在塑胶表面进行涂装保护，提高塑胶抗刮花性能，延长塑胶产品使用生命周期和成品率。这使我们开发具有高耐刮性能的相关UV涂料产品变得有现实意义。随着电子、通讯产业的迅猛发展，对于塑料基材UV涂料的需求也越来越大，对性能的要求也越来越高，而高硬度、高耐刮擦性正是塑料基材UV涂料的方向发展。
现有的UV涂料其耐刮性能差，制备复杂，影响实际使用。
发明内容
针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种高耐刮防眩紫外光固化涂料及其应用方法，耐刮性能好，具有很高的应用价值。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，包括如下重量份数的各组分：
所述防眩粒子为亚克力型有机纳米颗粒、苯乙烯型有机纳米颗粒、丙烯酸树脂型有机纳米颗粒中的一种或几种。
进一步，本发明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、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂的、氟改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、氟改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机无机杂化丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
进一步，本发明所述单体为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、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、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。
进一步，本发明所述防眩粒子的粒径为1.5-25微米。
进一步，本发明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-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
进一步，本发明所述溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或几种。
进一步，本发明所述流平剂为聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性有机硅、丙烯酸酯改性有机硅、全氟改性聚合物中的一种或几种。
进一步，本发明所述分散剂为阴高分子分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、两性型分散剂、电中性型分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种。
本发明还提供一种高耐刮防眩紫外光固化涂料的应用方法，包括如下步骤：
步骤(A)，称取55～85重量份的丙烯酸树脂、15～45重量份的单体、1～20重量份的防眩粒子、4～6重量份的光引发剂、300～600重量份的溶剂、0.05～1.5重量份的流平剂、0.3～1.5重量份的分散剂，充分混合并搅拌均匀，得到混合物；
步骤(B)，将步骤(A)制备混合物采用浸涂或喷涂的方式涂装在待加工工件的表面，涂装后使其自然流平3-10分钟；
步骤(C)，将经过步骤(B)处理后的待加工工件经过温度为40-100摄氏度、时间为10秒到15分钟的红外处理，然后在惰性气体保护下进行紫外光固化，固化能量为600-1800mJ/cm2。
进一步，本发明所述在惰性气体保护下进行紫外光固化的环境含氧量低于0.3％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)在UV有氧固化下比较，高耐刮防眩性能在1kg/cm2钢丝绒下，耐刮性从50次明显刮伤提高到2000次没有明显刮痕。
2)与传统的热固性涂料比较，耐刮性能远远好于传统热固涂料。在工业化生产过程中流平性能好，固化时间短，加快产能，提高生产效率。由于需要的温度低，塑胶基材不易变形，温度只要保证溶剂挥发干净就可以，所以需要的热量远远低于热固涂料，正常情况下热固涂料固化温度越高，固化时间越长耐刮性能越好。达到节约能源的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出了一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，包括如下重量份数的各组分：
所述防眩粒子为亚克力型有机纳米颗粒、苯乙烯型有机纳米颗粒、丙烯酸树脂型有机纳米颗粒中的一种或几种，防眩粒子的粒径为1.5-25微米。
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、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂的、氟改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、氟改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机无机杂化丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
所述单体为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、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、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。
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-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
所述溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或几种。
所述流平剂为聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性有机硅、丙烯酸酯改性有机硅、全氟改性聚合物中的一种或几种。
所述分散剂为阴高分子分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、两性型分散剂、电中性型分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种。
本发明还提供一种高耐刮防眩紫外光固化涂料的应用方法，包括如下步骤：
步骤(A)，称取55～85重量份的丙烯酸树脂、15～45重量份的单体、1～20重量份的防眩粒子、4～6重量份的光引发剂、300～600重量份的溶剂、0.05～1.5重量份的流平剂、0.3～1.5重量份的分散剂，充分混合并搅拌均匀，得到混合物；
步骤(B)，将步骤(A)制备混合物采用浸涂或喷涂的方式涂装在待加工工件的表面，涂装后使其自然流平3-10分钟；
步骤(C)，将经过步骤(B)处理后的待加工工件经过温度为40-100摄氏度、时间为10秒到15分钟的红外处理，然后在惰性气体保护下进行紫外光固化，固化能量为600-1800mJ/cm2，在惰性气体保护下进行紫外光固化的环境含氧量低于0.3％。
实施例1：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间5分钟，红外处理温度40度，红外处理时间15分钟，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量1200mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在8.68。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
作为对照，将实施例1中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在8.68。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
实施例2：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间8分钟，红外处理温度50度，红外处理时间5分钟，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量1500mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在31.64。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
作为对照，将实施例2中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在31.64。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
实施例3：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间10分钟，红外处理温度100度，红外处理时间15秒，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量1800mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在34.27。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
作为对照，将实施例3中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在34.27。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
实施例4：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间10分钟，红外处理温度80度，红外处理时间6分钟，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量1800mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在40.95。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
作为对照，将实施例4中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在40.95。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
实施例5：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间7分钟，红外处理温度60度，红外处理时间5分钟，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量900mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在1.52。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
作为对照，将实施例5中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在1.52。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
实施例6：
按表1称取各组分并充分混合并搅拌均匀得到混合物涂料，将涂料涂装在待加工工件的表面，自然流平时间6分钟，红外处理温度70度，红外处理时间3分钟，在充入惰性气体后使环境含氧量低于0.3％下进行紫外固化，固化能量1000mJ/cm2。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度在10.36。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，2000次，没有明显刮痕。
将实施例6中在惰性气体保护下进行紫外固化改为在空气中进行紫外固化，其他条件相同。性能如下：塑胶基材比如复合板PC/PMMA，PC面硬度1000克力HB，没有划伤；PMMA面硬度1000克力4H，没有划伤；透光率92％以上，雾度值在10.36。耐刮性能钢丝绒1kg/cm2，50次，明显刮伤。
表1实施例1～6中各组分及其重量份数
与现有技术相比，本发明组合物的耐刮伤性能从原来50次明显刮伤提高到2000次没有明显刮痕，大幅度提高塑胶基材的使用寿命。在结合使用浸涂或者喷涂工艺解决了淋涂工艺无法解决的上下雾度的差别，解决了微凹涂布无法涂布片材塑胶基材。在透明基材上使用不影响透光率，解决外界光刺眼问题。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
所述防眩粒子为亚克力型有机纳米颗粒、苯乙烯型有机纳米颗粒、丙烯酸树脂型有机纳米颗粒中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，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、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、芳香族聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、有机硅改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂的、氟改性的聚氨酯丙烯酸酯树脂、氟改性的聚酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性的聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂、氟改性聚酯甲基丙烯酸酯树脂、有机无机杂化丙烯酸酯树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，所述单体为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、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、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1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，所述防眩粒子的粒径为1.5-25微米。
5.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，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-羟基-2-甲基-1-苯基-1丙酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，所述溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性有机硅、丙烯酸酯改性有机硅、全氟改性聚合物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料，其特征在于，所述分散剂为阴高分子分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、两性型分散剂、电中性型分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种。
9.一种高耐刮防眩紫外光固化涂料的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(A)，称取55～85重量份的丙烯酸树脂、15～45重量份的单体、1～20重量份的防眩粒子、4～6重量份的光引发剂、300～600重量份的溶剂、0.05～1.5重量份的流平剂、0.3～1.5重量份的分散剂，充分混合并搅拌均匀，得到混合物；
步骤(B)，将步骤(A)制备混合物采用浸涂或喷涂的方式涂装在待加工工件的表面，涂装后使其自然流平3-10分钟；
步骤(C)，将经过步骤(B)处理后的待加工工件经过温度为40-100摄氏度、时间为10秒到15分钟的红外处理，然后在惰性气体保护下进行紫外光固化，固化能量为600-1800mJ/cm2。
10.根据权利要求9所述的一种高耐刮防眩紫外光固化涂料的应用方法，其特征在于，所述在惰性气体保护下进行紫外光固化的环境含氧量低于0.3％。
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