CN106752318A - 应用于ito基材上的印刷油墨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于ITO基材上的印刷油墨，由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，钛白粉25~40份，硫酸钡1.5~4份，纳米二氧化硅1.5~4份，玻璃粉2~5份，二甲苯1.5~6份，环己酮1.5~6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，改性氯化聚丙烯1~5份，硅烷偶联剂0.5~1份，分散剂0.5~2份，聚醚改性硅氧烷0.5~1份，有机硅消泡剂0.5~1份。本发明选用聚酯改性甲基苯基硅树脂作为连结料，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。选用钛白粉作为颜料，它不仅具有高遮盖力、高白度、强机械强度，还具备优异的耐热性、高温保色性、低热传导性。

Description

应用于 ITO 基材上的印刷油墨

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，尤其是涉及应用于ITO基材上的印刷油墨。

背景技术

电子产品智能化是时代发展的趋势，随着触控屏在智能手机、平板电脑等领域的广泛应用，触控屏行业得到了快速发展。而一体化电容式触控屏（OGS）能最大程度上满足电子产品智能化终端超薄化需求，是未来触控屏高端品牌终端的必然选择。OGS触控屏是在油墨膜层上镀ITO导电膜，由于ITO镀膜工艺需在280℃~300℃高温下完成，因而触控屏油墨需具有优异的耐高温性能。

耐高温触控屏油墨主要由连结料、颜料、填料和助剂等部分组成，根据油墨的应用领域及性能要求，将油墨的各组成部分按照一定的比例、顺序混合均匀，经过润湿分散、研磨后达到一定的细度，然后使用适合的溶剂进行稀释，以调节油墨的固含量与黏度。但是，现有的以无机玻璃为承印底材的耐高温油墨难以保持高温热稳定性较好的前提下，同时兼具良好的物理机械性能和耐化学试剂腐蚀性能。例如，有的耐高温油墨具有良好的耐热性能和附着力，但是它的丝印工艺成本较高，这样不利于在工业上被广泛应用；有的耐高温油墨则是具有良好的耐化学腐蚀性能、附着力以及硬度，但是它的耐热温度有限，难耐200℃的烘烤。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供应用于ITO基材上的印刷油墨，在确保耐高温性能的同时，具备良好的印刷适性及漆膜性能。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

应用于ITO基材上的印刷油墨，由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，钛白粉25~40份，硫酸钡1.5~4份，纳米二氧化硅1.5~4份，玻璃粉2~5份，二甲苯1.5~6份，环己酮1.5~6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，改性氯化聚丙烯1~5份，硅烷偶联剂0.5~1份，分散剂0.5~2份，聚醚改性硅氧烷0.5~1份，有机硅消泡剂0.5~1份。

连结料是油墨的最关键组成部分，直接决定着油墨涂层品质的好坏。一方面，作为油墨的液体组成部分，连结料是颜料、填料等固定物质的载体，将颜填料均匀分散于其中，对颜填料起到包裹分散的作用，使油墨具有适当的流变性能；另一方面，连结料作为油墨的主要成膜物质，通过其干燥成膜性，使油墨漆膜能牢固地附着在承印物表面，同时连结料的物化性质也直接决定油墨膜层的综合性能。对于耐高温油墨来说，它的连结料必须具备优异的耐热性，这样才能得到平整、保色性好的油墨膜层，否则在高温下则会发生热分解，导致油墨膜层出现开裂、粉化或变色等不良现象。由于单一树脂虽能有各自性能优异的地方，但同时又存在一些性能缺陷，因而本发明选择聚酯改性甲基苯基硅树脂以有效结合不同材料的优点，克服各自的缺点，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。颜料的作用主要是遮盖、保护和装饰，同时还可以提高油墨膜层的各种物化性能，改善油墨膜层的附着力和机械强度、遮盖率、耐化学试剂稳定性等。本发明选用钛白粉作为颜料，它不仅具有高遮盖力、高白度、强机械强度，还具备优异的耐热性、高温保色性、低热传导性。

填料具有颜料的基本物化性质，它能增加油墨涂膜的耐热性，调节油墨的流变性与触变性，提高膜层的物理机械强度。本发明选用硫酸钡、纳米二氧化硅和低熔点玻璃粉为填料。由于硫酸钡颗粒微小，能游离于钛白粉在油墨中所形成的网状空隙中，并且不会与油墨中的连结料树脂起化学反应，这样可提高钛白粉在油墨中的分散性，有效降低化学试剂在漆膜中参透扩散所造成的破坏，因而随着硫酸钡用量的增加可提高耐化学试剂性能。但是当加入过量时，反而会导致附着力下降。由于二氧化硅纳米级颗粒尺度，能进入树脂三维网状结构的空隙中，提高漆膜的致密性，减少化学试剂对漆膜的渗透与扩散，提高漆膜的耐水、耐化学试剂性能。但是，由于二氧化硅表面能较大，当其含量较高时，在没有分散剂进行分散的情况下易发生团聚，如此则会对油墨性能产生消极影响。玻璃粉由于自身的较高硬度可提高漆膜的硬度，但将其加入过量时，会因树脂不能将其分散包覆而导致漆膜附着力下降。固化剂可改善清漆的机械强度和耐化学试剂性能。相对于未加固化剂，加入固化剂后漆膜的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能得到改善，本发明选择六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂。

选择聚醚改性硅氧烷作为流平剂主要是调节油墨液体的流变性，这样使得在干燥成膜时，能使油墨涂层表面完整、平滑和光泽好。改性硅类流平剂可与油墨清漆有很好的相容性，而且它具有优良的耐热性，高温时低黄变性，同时还具有很好的表面张力调节性，能有效降低油墨液体的表面张力，使油墨能对底材有较好的润湿性。在油墨制备中会产生气泡和泡沫，这样会导致涂层不平整，出现如针孔、缩孔、鱼眼等弊端，本发明通过加入有机硅消泡剂以解决上述问题。随着有机硅消泡剂用量的增加，可消除鱼眼等问题，但是当用量过多时反而会造成漆膜表面出现缩孔、凹坑等弊端，因而本发明将其质量控制在0.5~1份。硅烷偶联剂主要用作有机树脂与无机底材之间的桥梁，可使树脂漆膜能较好地与无机底材偶联起来，形成底材-偶联剂-树脂的结合层，这样可提高油墨漆膜的力学性能、粘结性等。在油墨的制备过程中，分散剂能有效防止颜填料颗粒之间发生团聚，使油墨分散均匀，品质优良。

进一步地，所述聚酯改性甲基苯基硅树脂中有机硅预聚体的质量分数为62%；所述钛白粉中二氧化钛的质量分数为96%。随着有机硅预聚体含量的增加，Si-O-Si结构保护层在漆膜表面富集，使内部结构不被破坏，因而热稳定性增加。但随着有机硅预聚体含量的增加，涂层附着力与硬度均呈下降趋势。综合考虑，当有机硅预聚体含量达到62%时，该发明制备的复合漆膜在高温300℃下无黄变，并且漆膜在金相显微镜下放大100倍观察表面完整，无任何裂纹、变色等现象出现。二氧化钛质量分数为96%的钛白粉的吸油量低，同时平均力度小，这样保证了良好的分散性，可使得聚酯改性甲基苯基硅树脂更好地在它的表面形成保护层，进而提高了耐热氧化稳定性。

进一步地，所述六甲氧基甲基三聚氰胺树脂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%。随着六甲氧基甲基三聚氰胺树脂用量的增加，涂膜的物理机械性能和耐化性均有进一步提高，但是涂层的高温保色性下降。而当六甲氧基甲基三聚氰胺树脂的用量占聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%时，涂层保色性优异，物理机械性能及耐化学试剂性能良好。

进一步地，所述二甲苯与所述环己酮的质量比为1：1。

进一步地，所述钛白粉与所述聚酯改性甲基苯基硅树脂的质量比为0.6:1。较低的颜基比可以提高油墨附着力、耐化性及抗粉化性等；较高的颜基比可提高油墨的遮盖力，应用时可减少油墨的用量。当颜基比为0.6:1时，白色油墨遮盖力较好，附着力为0级，硬度为4H，耐水煮1h无脱落、无卷曲，耐ITO蚀刻液2h无变化，耐高温300℃下烘烤1.5h无黄变无开裂。

进一步地，所述硫酸钡的细度为300nm；所述纳米二氧化硅的细度为200nm；所述玻璃粉的细度为1.3nm。

为实现较好的综合性能，进一步地，由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂60份，钛白粉36份，硫酸钡2.4份，纳米二氧化硅1.8份，玻璃粉3份，二甲苯2份，环己酮2份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份，辛基酚聚氧乙烯醚2份，改性氯化聚丙烯1.5份，硅烷偶联剂0.6份，分散剂0.6份，聚醚改性硅氧烷0.8份，有机硅消泡剂0.6份。采用本发明制得的油墨在高温300℃烘烤1.5h无黄变，漆膜不开裂，附着力0级，硬度5H，耐水煮1h漆膜无变化，耐碱2h漆膜无变化，耐ITO蚀刻液24h漆膜无变化，耐丙酮擦拭50次，漆膜无脱落。

进一步地，所述有机硅消泡剂为改性聚硅氧烷；所述硅烷偶联剂为A187；所述分散剂为改性聚氨酯高聚物。本发明中，改性聚硅氧烷含有气相二氧化硅成分可使消泡能力得到强化，具体机理是气泡的双分子膜层不能润湿气相二氧化硅固体粒子，造成其局部表面张力不稳定而致使双分子膜层破裂。A187能有效提高漆膜对底材的附着力。改性聚氨酯高聚物在确保油墨高温保色性优良的前提下能有效防止颜填料颗粒之间发生团聚。

本发明具有以下有益效果：本发明选用聚酯改性甲基苯基硅树脂作为连结料，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。选用钛白粉作为颜料，它不仅具有高遮盖力、高白度、强机械强度，还具备优异的耐热性、高温保色性、低热传导性。选用硫酸钡、纳米二氧化硅和低熔点玻璃粉为填料，增加油墨涂膜的耐热性，调节油墨的流变性与触变性，提高膜层的物理机械强度。选用二甲苯和环己酮作为溶剂，可进一步改善清漆黏度、漆膜干燥速率、流平性、光泽度、附着力等性能。选用六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂，可改善清漆的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能。选用聚醚改性硅氧烷作为流平剂主要是调节油墨液体的流变性，这样使得在干燥成膜时，能使油墨涂层表面完整、平滑和光泽好。选用改性聚硅氧烷作为有机硅消泡剂，可较好地改善涂层不平整、针孔、缩孔、鱼眼等问题。硅烷偶联剂主要用作有机树脂与无机底材之间的桥梁，可使树脂漆膜能较好地与无机底材偶联起来。分散剂能有效防止颜填料颗粒之间发生团聚，使油墨分散均匀，品质优良。本发明在确保耐高温性能的同时，具备良好的印刷适性及漆膜性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

应用于ITO基材上的印刷油墨，由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，钛白粉25~40份，硫酸钡1.5~4份，纳米二氧化硅1.5~4份，玻璃粉2~5份，二甲苯1.5~6份，环己酮1.5~6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，改性氯化聚丙烯1~5份，硅烷偶联剂0.5~1份，分散剂0.5~2份，聚醚改性硅氧烷0.5~1份，有机硅消泡剂0.5~1份。

连结料是油墨的最关键组成部分，直接决定着油墨涂层品质的好坏。一方面，作为油墨的液体组成部分，连结料是颜料、填料等固定物质的载体，将颜填料均匀分散于其中，对颜填料起到包裹分散的作用，使油墨具有适当的流变性能；另一方面，连结料作为油墨的主要成膜物质，通过其干燥成膜性，使油墨漆膜能牢固地附着在承印物表面，同时连结料的物化性质也直接决定油墨膜层的综合性能。对于耐高温油墨来说，它的连结料必须具备优异的耐热性，这样才能得到平整、保色性好的油墨膜层，否则在高温下则会发生热分解，导致油墨膜层出现开裂、粉化或变色等不良现象。由于单一树脂虽能有各自性能优异的地方，但同时又存在一些性能缺陷，因而本发明选择聚酯改性甲基苯基硅树脂以有效结合不同材料的优点，克服各自的缺点，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。颜料的作用主要是遮盖、保护和装饰，同时还可以提高油墨膜层的各种物化性能，改善油墨膜层的附着力和机械强度、遮盖率、耐化学试剂稳定性等。本发明选用钛白粉作为颜料，它不仅具有高遮盖力、高白度、强机械强度，还具备优异的耐热性、高温保色性、低热传导性。

填料具有颜料的基本物化性质，它能增加油墨涂膜的耐热性，调节油墨的流变性与触变性，提高膜层的物理机械强度。本发明选用硫酸钡、纳米二氧化硅和低熔点玻璃粉为填料。由于硫酸钡颗粒微小，能游离于钛白粉在油墨中所形成的网状空隙中，并且不会与油墨中的连结料树脂起化学反应，这样可提高钛白粉在油墨中的分散性，有效降低化学试剂在漆膜中参透扩散所造成的破坏，因而随着硫酸钡用量的增加可提高耐化学试剂性能。但是当加入过量时，反而会导致附着力下降。由于二氧化硅纳米级颗粒尺度，能进入树脂三维网状结构的空隙中，提高漆膜的致密性，减少化学试剂对漆膜的渗透与扩散，提高漆膜的耐水、耐化学试剂性能。但是，由于二氧化硅表面能较大，当其含量较高时，在没有分散剂进行分散的情况下易发生团聚，如此则会对油墨性能产生消极影响。玻璃粉由于自身的较高硬度可提高漆膜的硬度，但将其加入过量时，会因树脂不能将其分散包覆而导致漆膜附着力下降。固化剂可改善清漆的机械强度和耐化学试剂性能。相对于未加固化剂，加入固化剂后漆膜的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能得到改善，本发明选择六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂。

选择聚醚改性硅氧烷作为流平剂主要是调节油墨液体的流变性，这样使得在干燥成膜时，能使油墨涂层表面完整、平滑和光泽好。改性硅类流平剂可与油墨清漆有很好的相容性，而且它具有优良的耐热性，高温时低黄变性，同时还具有很好的表面张力调节性，能有效降低油墨液体的表面张力，使油墨能对底材有较好的润湿性。在油墨制备中会产生气泡和泡沫，这样会导致涂层不平整，出现如针孔、缩孔、鱼眼等弊端，本发明通过加入有机硅消泡剂以解决上述问题。随着有机硅消泡剂用量的增加，可消除鱼眼等问题，但是当用量过多时反而会造成漆膜表面出现缩孔、凹坑等弊端，因而本发明将其质量控制在0.5~1份。硅烷偶联剂主要用作有机树脂与无机底材之间的桥梁，可使树脂漆膜能较好地与无机底材偶联起来，形成底材-偶联剂-树脂的结合层，这样可提高油墨漆膜的力学性能、粘结性等。在油墨的制备过程中，分散剂能有效防止颜填料颗粒之间发生团聚，使油墨分散均匀，品质优良。

优选地，所述聚酯改性甲基苯基硅树脂中有机硅预聚体的质量分数为62%；所述钛白粉中二氧化钛的质量分数为96%。随着有机硅预聚体含量的增加，Si-O-Si结构保护层在漆膜表面富集，使内部结构不被破坏，因而热稳定性增加。但随着有机硅预聚体含量的增加，涂层附着力与硬度均呈下降趋势。综合考虑，当有机硅预聚体含量达到62%时，该发明制备的复合漆膜在高温300℃下无黄变，并且漆膜在金相显微镜下放大100倍观察表面完整，无任何裂纹、变色等现象出现。二氧化钛质量分数为96%的钛白粉的吸油量低，同时平均力度小，这样保证了良好的分散性，可使得聚酯改性甲基苯基硅树脂更好地在它的表面形成保护层，进而提高了耐热氧化稳定性。

优选地，所述六甲氧基甲基三聚氰胺树脂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%。随着六甲氧基甲基三聚氰胺树脂用量的增加，涂膜的物理机械性能和耐化性均有进一步提高，但是涂层的高温保色性下降。而当六甲氧基甲基三聚氰胺树脂的用量占聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%时，涂层保色性优异，物理机械性能及耐化学试剂性能良好。

优选地，所述二甲苯与所述环己酮的质量比为1：1。

优选地，所述钛白粉与所述聚酯改性甲基苯基硅树脂的质量比为0.6:1。较低的颜基比可以提高油墨附着力、耐化性及抗粉化性等；较高的颜基比可提高油墨的遮盖力，应用时可减少油墨的用量。当颜基比为0.6:1时，白色油墨遮盖力较好，附着力为0级，硬度为4H，耐水煮1h无脱落、无卷曲，耐ITO蚀刻液2h无变化，耐高温300℃下烘烤1.5h无黄变无开裂。

优选地，所述硫酸钡的细度为300nm；所述纳米二氧化硅的细度为200nm；所述玻璃粉的细度为1.3nm。

为实现较好的综合性能，优选地，由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂60份，钛白粉36份，硫酸钡2.4份，纳米二氧化硅1.8份，玻璃粉3份，二甲苯2份，环己酮2份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份，辛基酚聚氧乙烯醚2份，改性氯化聚丙烯1.5份，硅烷偶联剂0.6份，分散剂0.6份，聚醚改性硅氧烷0.8份，有机硅消泡剂0.6份。

优选地，所述有机硅消泡剂为改性聚硅氧烷；所述硅烷偶联剂为A187；所述分散剂为改性聚氨酯高聚物。本发明中，改性聚硅氧烷含有气相二氧化硅成分可使消泡能力得到强化，具体机理是气泡的双分子膜层不能润湿气相二氧化硅固体粒子，造成其局部表面张力不稳定而致使双分子膜层破裂。A187能有效提高漆膜对底材的附着力。改性聚氨酯高聚物在确保油墨高温保色性优良的前提下能有效防止颜填料颗粒之间发生团聚。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，钛白粉25~40份，硫酸钡1.5~4份，纳米二氧化硅1.5~4份，玻璃粉2~5份，二甲苯1.5~6份，环己酮1.5~6份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，改性氯化聚丙烯1~5份，硅烷偶联剂0.5~1份，分散剂0.5~2份，聚醚改性硅氧烷0.5~1份，有机硅消泡剂0.5~1份。

2.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述聚酯改性甲基苯基硅树脂中有机硅预聚体的质量分数为62%；所述钛白粉中二氧化钛的质量分数为96%。

3.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述六甲氧基甲基三聚氰胺树脂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%。

4.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述二甲苯与所述环己酮的质量比为1：1。

5.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述钛白粉与所述聚酯改性甲基苯基硅树脂的质量比为0.6:1。

6.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述硫酸钡的细度为300nm；所述纳米二氧化硅的细度为200nm；所述玻璃粉的细度为1.3nm。

7.根据权利要求1所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：由如下质量配比的原料制得：聚酯改性甲基苯基硅树脂60份，钛白粉36份，硫酸钡2.4份，纳米二氧化硅1.8份，玻璃粉3份，二甲苯2份，环己酮2份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份，辛基酚聚氧乙烯醚2份，改性氯化聚丙烯1.5份，硅烷偶联剂0.6份，分散剂0.6份，聚醚改性硅氧烷0.8份，有机硅消泡剂0.6份。

8.根据权利要求1~7中任意一项所述的应用于ITO基材上的印刷油墨，其特征在于：所述有机硅消泡剂为改性聚硅氧烷；所述硅烷偶联剂为A187；所述分散剂为改性聚氨酯高聚物。