CN106752863B - 水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法 - Google Patents

水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法，所述涂料包括以下重量份数的各组分：水性紫外光固化树脂20～80份；二季戊四醇六丙烯酸酯10～60份；导电高分子助剂10～30份；水性助剂20～60份；水性流平剂0.1～1份；水20～60份；光引发剂3～8份。本发明将导电高分子助剂和水性助剂通过超声波为均匀的分散并且作为导电组分，水性紫外光固化树脂和二季戊四醇六丙烯酸酯为成膜组分，涂料中不含甲苯、二甲苯等有毒有害的溶剂，为水性体系绿色环保组合物。所述涂料具有体系稳定，固化速度快，硬度高，抗静电性效果好并且持久的优点，且其在基材上固化后形成的涂层面电阻值放置年上升率在1％以下。

Description

水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及光固化涂料技术领域，具体涉及一种水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步，电子设备的运用已经越来越普遍，而大部分电子设备中都会有一个屏幕，用于显示运作的转态，方便使用者操作該电子设备；而这屏幕大部分都是液晶屏幕，其优点是薄型、轻便以及具有竞争性的价格等，但是液晶屏幕的缺点是其表面不耐刮且容易因为撞击而损坏，并且表面可能会在生产过程中产生静电吸附灰尘或对工作人员造成伤害等。而在屏幕表面或者屏幕保护膜上面涂布抗静电涂料可以有效预防这些伤害，因此抗静电涂料应用越来越多。
抗静电涂料已经被广泛的应用于手机、相机等其它带显示屏型的电子设备及其保护膜中，现有抗静电涂料通常是将碳类、金属或金属氧化物类以及导电高分子材料作为导电添加剂加入到高分子聚合物中，同时加入润湿剂、流平剂等助剂而成，当选用导电高分子材料时，由于其能够与高分子聚合物有很好的相容性，得到的抗静电材料具有优异的抗静电性能以及抗静电性能持久，因此以导电高分子作为导电添加剂的抗静电涂料是最有前景的一类抗静电涂料。
专利CN201310090232.6提供了一种水性聚氨酯、水性抗静电涂料组合物及其制备方法，其核心技术是以水性导电聚苯胺作为导电添加剂，以阳离子或非离子水性聚氨酯作为树脂组分配以水性固化剂，制备了水性抗静电涂料，但是其固化速度慢、表面硬度不佳。专利CN201010295085.2提供了一种水性体系导电聚苯胺紫外光固化抗静电涂料及其制备方法，以水性导电聚苯胺为导电添加剂组分，水性阳离子聚氨酯丙烯酸酯或者非离子水性聚氨酯丙烯酸酯的一种或者两种作为成膜组分，此发明存在的问题是抗静电效果还不够持久。
专利CN201410088743.9提供了一种抗静电涂料组合物及其制备方法，此发明在专利CN201310090232.6和专利CN201010295085.2的基础上提高了固化速度和抗静电效果的持久性。但是专利CN201410088743.9公布的发明工艺复杂，且表面硬度不佳。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料及其制备方法，本发明提供的制备方法制备的水性高硬、抗静电组合物除了具有快速固化以及抗静电效果持久的同时，工艺简单并且具有优异的表面硬度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，包括以下重量份数的各组分：
优选地，所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，包括以下重量份数的各组分：
采用该优选的重量份数值，制备的组合物可获得更好的抗静电性及抗静电的稳定性和涂料储存稳定性。
优选地，所述水性紫外光固化树脂为水性聚氨酯丙烯酸酯。
优选地，所述二季戊四醇六丙烯酸酯选自EM264、EM265、DPHA-C和DPHA-F的一种或者多种混合物。
优选地，所述导电高分子助剂为聚苯胺和聚噻吩中的一种。
优选地，所述水性助剂为乙醇、异丙醇、正丁醇的一种或者多种混合物。
优选地，所述水性流平剂为TEGOWet270、TEGOWet280、BYK-307、BYK-UV3530的一种或者两种。
优选地，所述光引发剂为市售的Irgacure184、Darocur1173、Doublecure575的一种或者几种。
本发明还提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料的制备方法，包括以下步骤：
A)将水性助剂同导电高分子助剂混合，通过超声波进行分散溶解得到混合物；
B)将上述步骤A)得到的混合物、水性紫外光固化树脂、二季戊四醇六丙烯酸酯、水性流平剂、水以及光引发剂进行搅拌混合，即得水性高硬、抗静电光固化涂料。
优选地，步骤A)中，所述超声波进行分散溶解的时间为1～2小时；步骤B)中，所述搅拌的转速为1200～1600转/min，搅拌的时间为30～50min。
本发明的光固化涂料中，二季戊四醇六丙烯酸酯能有效的提高固化速度和增加漆膜硬度；导电高分子助剂能有效的提供漆膜持久的抗静电性；而水性助剂可以有效的溶解二季戊四醇六丙烯酸酯和导电高分子助剂。
本发明将导电高分子助剂和水性助剂通过超声波均匀的分散并且作为导电组分，水性紫外光固化树脂和二季戊四醇六丙烯酸酯为成膜组分，涂料中不含甲苯、二甲苯等有毒有害的溶剂，为水性体系绿色环保组合物。
现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明涂料中加入的水性助剂可以有效的溶解二季戊四醇六丙烯酸酯和导电高分子助剂，组合物外观清澈透明；二季戊四醇六丙烯酸酯可以有效的提高固化速度和增加漆膜硬度。
2、本发明涂料的制备方法中，采用的超声波溶解，使溶解更彻底、更均匀，放置六个月未见分层。
3、本发明提供的水性高硬、抗静电光固化涂料能在4～6min内完全烘干、固化，红外温度为45～65℃，紫外光固化能量为200～600mj/cm2；本发明涂料制备的导电涂层膜，涂层面电阻为3.02×105～5.18×1010Ω/sq，在空气中放置一年面电阻上升率仅为0～1％。
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
本实施例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法包括以下步骤：
按重量份配比，把10份聚苯胺、20份乙醇水性助剂、40份水加入搅拌罐中，采用超声波溶解分散1～2小时，再向搅拌罐中加入80份DR-W450(长兴化学水性紫外光固化树脂)、10份二季戊四醇六丙烯酸酯、0.1份TEGOWet270水性流平剂、3份Irgacure184份光引发剂，以1200转/min～1600转/min进行搅拌，时间为30～50min，即获得水性高硬、抗静电组合物，组合物体系稳定，6个月未见分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置4min，再通过紫外光固化能量为200mj/cm2进行紫外光固化，得到3μm的抗静电涂层，涂层电阻为5.18×1010Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为5.23×1010Ω/sq，面电阻上升率为0.97％；硬度测试为2H；750g不伤，说明该水性高硬、抗静电组合物的储存性能稳定、制成的漆膜抗静电性持久而且硬度高。
实施例2
本实施例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法包括以下步骤：
按重量份配比，把30份聚噻吩、40份乙醇水性助剂、60份水加入搅拌罐中，采用超声波溶解分散1～2小时，再向搅拌罐中加入50份DR-W403(长兴化学水性紫外光固化树脂)、60份二季戊四醇六丙烯酸酯、0.5份TEGOWet280和0.5份BYK-307水性流平剂、4份Darocur1173和4份Doublecure575光引发剂，以1200转/min～1600转/min进行搅拌，时间为30～50min，即获得水性高硬、抗静电组合物，组合物体系稳定，6个月未见分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置6min，再通过紫外光固化能量为600mj/cm2进行紫外光固化，得到4μm的抗静电涂层，涂层电阻为3.02×105Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为3.02×105Ω/sq，面电阻上升率为0；硬度测试为2H；750g不伤，说明该水性高硬、抗静电组合物的储存性能稳定抗、制成的漆膜静电性持久而且硬度高。
实施例3
本实施例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法包括以下步骤：
按重量份配比，把20份聚噻吩、60份乙醇水性助剂、20份水加入搅拌罐中，采用超声波溶解分散1～2小时，再向搅拌罐中加入20份WS2601(美源特殊化工水性紫外光固化树脂)、35份二季戊四醇六丙烯酸酯、0.2份TEGOWet270和0.3份BYK-UV3530水性流平剂、5份Doublecure575光引发剂，以1200转/min～1600转/min进行搅拌，时间为30～50min，即获得水性高硬、抗静电组合物，组合物体系稳定，6个月未见分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置5min，再通过紫外光固化能量为400mj/cm2进行紫外光固化，得到4μm的抗静电涂层，涂层电阻为8.18×108Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为8.22×108Ω/sq，面电阻上升率为0.49％；硬度测试为2H；750g不伤，说明该水性高硬、抗静电组合物的储存性能稳定、制成的漆膜抗静电性持久而且硬度高。
对比例1
本对比例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例加入的二季戊四醇六丙烯酸酯的重量份数为5份。由此制备的光固化涂料组合物体系稳定，6个月未见分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置6min，再通过紫外光固化能量为600mj/cm2进行紫外光固化，得到4μm的抗静电涂层，涂层电阻为1.83×105Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为1.82×105Ω/sq，面电阻上升率为0；硬度测试为1H；750g不伤，与实施例1相比，说明二季戊四醇六丙烯酸酯份数过少时，会存在固化不完全，抗静电性有所提高，但是硬度降低。
对比例2
本对比例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例加入的二季戊四醇六丙烯酸酯的重量份数为65份。由此制备的光固化涂料组合物体系稳定，6个月未见分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置6min，再通过紫外光固化能量为600mj/cm2进行紫外光固化，得到4μm的抗静电涂层，涂层电阻为7.69×1010Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为7.73×1010Ω/sq，面电阻上升率为0.52％；硬度测试为2H；1000g不伤，与实施例2相比，说明添加二季戊四醇六丙烯酸酯超过60份后，硬度稍有提升，但是阻值明显升高，抗静电性变差，这是由于二季戊四醇六丙烯酸酯虽然能提高固化速度，但是本身电阻较高，影响涂层的抗静电性。
对比例3
本对比例提供了一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其制备方法与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例不采用超声波进行分散溶解，采用搅拌溶解。由此制备的光固化涂料组合物体系稳定欠佳，2个月出现其他成份与聚苯胺分层，将该组合物涂布在PET基膜上，在红外温度45℃条件下放置6min，再通过紫外光固化能量为600mj/cm2进行紫外光固化，得到4μm的抗静电涂层，涂层电阻为5.28×105Ω/sq，在空气中放置一年，涂层电阻为5.28×105Ω/sq，面电阻上升率为0；硬度测试为2H；750g不伤，将放置两个月的涂料进行涂布，涂层表观出现磨砂状，电阻高于1012Ω/sq，失去抗静电性。该对比例与实施例的对比结果说明，通过超声波分散能使聚噻吩较好的均匀分散在涂料中，聚噻吩微粒之间能够有效接触，减少团聚现象，从而达到一方面使涂层表观更加平整，另一方面静电阻值较为稳定有效。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
所述导电高分子助剂为聚苯胺和聚噻吩中的一种；
所述水性助剂为乙醇、异丙醇、正丁醇的一种或者多种混合物；
所述的水性高硬、抗静电光固化涂料的制备方法包括以下步骤：
A)将水性助剂同导电高分子助剂混合，通过超声波进行分散溶解得到混合物；
B)将上述步骤A)得到的混合物、水性紫外光固化树脂、二季戊四醇六丙烯酸酯、水性流平剂、水以及光引发剂进行搅拌混合，即得水性高硬、抗静电光固化涂料。
2.如权利要求1所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
3.如权利要求1或2所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，所述水性紫外光固化树脂为水性聚氨酯丙烯酸酯。
4.如权利要求1或2所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，所述二季戊四醇六丙烯酸酯选自EM264、EM265、DPHA-C和DPHA-F的一种或者多种混合物。
5.如权利要求1或2所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，所述水性流平剂为TEGOWet270、TEGOWet280、BYK-307、BYK-UV3530的一种或者两种。
6.如权利要求1或2所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，所述光引发剂为市售的Irgacure184、Darocur1173、Doublecure575的一种或者几种。
7.如权利要求1所述的水性高硬、抗静电光固化涂料，其特征在于，步骤A)中，所述超声波进行分散溶解的时间为1～2小时；步骤B)中，所述搅拌的转速为1200～1600转/min，搅拌的时间为30～50min。
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