CN107011723A - 汽车外饰用高耐温变性imd油墨 - Google Patents

汽车外饰用高耐温变性imd油墨 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车外饰用高耐温变性IMD油墨，它包括树脂组分和固化剂组分，其中树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯10～30份，PBT 5～15份，ABS 1～5份，消泡剂0.5～5份，流平剂0.5～5份，分散剂0.5～5份，填料2～10份，附着力促进剂0.1～1份，钛白粉5～15份，环已酮2～10份，丙二醇乙醚2～10份，异佛尔酮10～20份，二价酸酯5～10份。本IMD油墨所制得的薄膜可以耐180℃高温，其附着力和柔韧性超过现有IMD油墨，能够有效地防注塑冲墨或防油墨被冲散、断裂等，为IMD技术提供了进一步的应用空间。

Description

汽车外饰用高耐温变性IMD油墨
技术领域
本发明属于油墨技术领域，具体地说，涉及一种IMD油墨及其制备方法。
背景技术
IMD技术属于注塑表面材料应用技术，是集丝网印刷、成型和注塑相结合的一种新型模内装饰技术。中国90年代引入国内，首先应用在家电行业控制面板方面，电子产品方面首先由摩托罗拉应用于手机翻盖上，随后快速发展。IMD技术是一种可同步完成部件注塑和产品表面装饰的模内装饰技术，它将传统的注塑成型技术与后加工技术相结合，集装饰性和功能性于一身。其过程为首先在透明基材上进行印刷，接着对其表面进行成型处理，然后经过剪切后放置到注塑模具内生产。色彩在模内注塑时一次成型、减少了注塑的后续加工工序，另外IMD立体成型增加了设计的自由度，图文色彩在塑料夹层中，增加了产品的耐磨损及抗腐蚀性，色彩可保持长期亮丽，印刷图案随时变更而无须更换模具。
IMD技术拥有清晰度高、立体感好、表面耐划伤、可随意更改设计造型图案、增强产品美观外型、体现完美异型结构的优势。但随着技术的进步以及产品的升级换代，对IMD油墨的要求也在不断提高，国内现有的IMD油墨在附着力、耐高温、柔韧性等方面与实际需要逐渐产生差距，另外目前IMD油墨在使用时也经常发生注塑时油墨被冲散、片材与油墨易分离、打凸时油墨断裂等问题。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种耐高温、附着力好、柔韧性好的IMD油墨。
本发明的另一目的是提供一种上述IMD油墨的制备方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种汽车外饰用IMD油墨，它包括树脂组分和固化剂组分，其中树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯10～30份，PBT 5～15份，ABS 1～5份，消泡剂0.5～5份，流平剂0.5～5份，分散剂0.5～5份，填料2～10份，附着力促进剂0.1～1份，钛白粉5～15份，环已酮2～10份，丙二醇乙醚2～10份，异佛尔酮10～20份，二价酸酯5～10份。
在一种优选方案中，树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯15～25份，PBT 5～10份，ABS 1～3份，消泡剂0.5～2份，流平剂0.5～2份，分散剂0.5～2份，填料3～8份，附着力促进剂0.2～0.8份，钛白粉5～15份，环已酮2～8份，丙二醇乙醚2～8份，异佛尔酮12～18份，二价酸酯5～10份。
在一种更优选方案中，树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯18～22份，PBT 6～10份，ABS 1～3份，消泡剂0.5～1.5份，流平剂0.5～1.5份，分散剂0.5～1.5份，填料4～6份，附着力促进剂0.3～0.7份，钛白粉8～12份，环已酮3～6份，丙二醇乙醚3～6份，异佛尔酮13～16份，二价酸酯6～9份。
本发明中，固化剂组分由1，6己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯混合制得，进一步的，由70％的1,6己二异氰酸酯和30％的甲苯二异氰酸酯混合搅拌均匀制得。
本发明中，树脂组分与固化剂组分的质量比为4～10：1，优选8～10：1。
本发明的聚碳酸酯选自I.EXAN聚碳酸酯树脂或沙伯基础920A-116聚碳酸酯树脂。
本发明的PBT 选自沙伯基础325M-54018或巴斯夫Ultradu B 2300 G6 HR Unc的PBT树脂。
本发明的ABS 选自奇美PA-765A或LG化学XR-407E的ABS树脂。
本发明的消泡剂选自surfynol MD 20、Surfynol 104E、Tego 825、BYK 020或BYK028消泡剂。
本发明的流平剂选自BYK333、BYK361、Glide 432、Flow 300或Efka 3600流平剂。
本发明的分散剂选自EFKA4560或SN 5040分散剂。
本发明的填料选自高岭土、膨润土、滑石粉、硫酸钡、消光粉、钛白粉、方解石粉、硅灰石、白云石粉、透明粉或碳酸钙。
本发明的附着力促进剂选自三友 SY-5620或艳扬TM-5型号附着力促进剂。
一种本发明的IMD油墨的制备方法：先将环已酮、丙二醇乙醚、异佛尔酮和二价酸酯混合均匀，然后加入聚碳酸酯、PBT 和ABS 搅拌混合反应，再加入填料、附着力促进剂和钛白粉，高速搅拌均匀，搅拌好后研磨至细度≤5µm后，继续加入消泡剂、流平剂和分散剂，搅拌均匀制得树脂组分；将1,6己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯混合搅拌均匀制得固化剂组分。
在制备IMD 薄膜时，树脂组分与固化剂组分按质量比4～10：1的比例配制。
本发明的IMD油墨可以应用于汽车外饰材料的印刷方面，也可以应用在其他产品的表面装饰、功能性面板、手机、仪器仪表、医疗器材等多种领域的面板、标志等外观件上。
其对PET以及PC薄膜具有良好的附着力。在压延成形等后加工时具有优越的耐热性，柔韧性、彩色油墨色泽稳定性更佳，并与成形树脂具有良好的粘接性。
本发明的有益效果：
IMD 薄膜的油墨在产品中间，图案不会摩擦或时间久而消失，能够防划伤、防划痕；背面打光时，光线会透过来，不仅可增加图案立体感，而且夜间可提供清楚的图案；对于不规整工件，以前只能用移印，现可用丝印的方法印刷；可以制作各种不同的图形和各种不同的颜色图案。
现有技术中提及聚碳酸酯、PBT 或ABS 可进行IMD油墨制备，然而并未涉及采用这三种树脂在特定比例下在不添加其他辅助药剂（如纳米材料等）的情况下混合进行IMD油墨制备的报道。而且实验发现，这三种树脂不在本发明的配比范围内时也难以达到本发明的IMD油墨的效果。
本发明筛选出三种特定的树脂，在三种树脂相互之间的协同作用下，以及与其他组分的相互配合下，使得油墨在附着力、耐温性和拉伸性能方面均有显著提高，通过筛选固化剂以及其他树脂组分，提高了PET材料、油墨、粘合剂、ABS注塑料之间的附着力，也防止注塑过程中颜料变色，为颜料的选择提供了更宽的范围。本IMD 油墨所制得的薄膜可以耐300℃高温，其附着力和柔韧性超过现有IMD 油墨，能够有效地防注塑冲墨或防油墨被冲散、断裂等，为IMD技术提供了进一步的应用空间。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的内容做进一步说明。但本发明的保护范围不限于下述各实施例。
本实施例中的各组分采用下述物质。
组分a) 聚碳酸酯： a1）I.EXAN聚碳酸酯树脂，a2）沙伯基础920A-116聚碳酸酯树脂。
组分b) PBT ：b1）沙伯基础325M-54018，b2）巴斯夫Ultradu B 2300 G6 HR Unc。
组分c) ABS ：c1）奇美PA-765A，c2）LG化学XR-407E。
组分d) 消泡剂： d1）surfynol MD 20，d2）Surfynol 104E，d3）BYK 020。
组分e) 流平剂：e1）BYK333，e2）BYK361，e3）Flow 300。
组分f) 分散剂：f1）EFKA4560，f2）SN 5040。
组分g) 填料：g1）高岭土，g2）滑石粉。
组分h) 附着力促进剂：h1）三友 SY-5620，h2）艳扬TM-5。
树脂组分制备方法：先将环已酮、丙二醇乙醚、异佛尔酮和二价酸酯混合均匀，然后加入聚碳酸酯、PBT 和ABS 搅拌混合反应，再加入填料、附着力促进剂和钛白粉，高速搅拌均匀，搅拌好后研磨至细度≤5µm后，继续加入消泡剂、流平剂和分散剂，搅拌均匀制得树脂组分。
固化剂组分制备方法：将70％的1,6己二异氰酸酯和30％的甲苯二异氰酸酯混合搅拌均匀制得。
制备 IMD 薄膜 ：先将树脂组分与固化剂组分按 8 ：1 的比例配制，加入 10 ～20%异佛尔酮稀释剂搅拌均匀后印刷在 IMD 薄膜表面，印刷完成后放入烤箱 80℃烤 30分钟，冷却后印上胶水，印完胶水后再放入烤箱 90℃烤 60 分钟，冷却后即可注塑成型。
实施例1
树脂组分重量份配方：a1）20，b1）8，c1）2，d1）1，e1）1，f1）1，g1）5，h1）0.5，钛白粉10，环已酮5，丙二醇乙醚5，异佛尔酮14.5，二价酸酯7。
固化剂组分和IMD 薄膜的制备如上所述。
实施例2
树脂组分重量份配方：a2）20，b2）8，c2）2，d3）1，e2）1，f2）1，g2）5，h2）0.5，钛白粉10，环已酮5，丙二醇乙醚5，异佛尔酮14.5，二价酸酯7。
实施例3
树脂组分重量份配方：a1）18，b1）9，c1）1.8，d2）1.1，e1）1.1，f1）1.1，g1）4.5，h1）0.5，钛白粉9，环已酮5，丙二醇乙醚5，异佛尔酮14.5，二价酸酯7。
实施例4
树脂组分重量份配方：a2）22，b2）7，c2）2，d2）0.9，e3）0.9，f1）0.9，g2）4.5，h1）0.5，钛白粉9，环已酮5.5，丙二醇乙醚5.5，异佛尔酮15，二价酸酯8。
实施例5
树脂组分重量份配方：a1）19，b2）9，c1）2，d3）1，e2）1，f2）1，g1）5，h1）0.5，钛白粉10，环已酮5，丙二醇乙醚5，异佛尔酮14.5，二价酸酯7。
对比例1
相对于实施例1，缺少c1）组分。
对比例2
相对于实施例1，缺少b1）组分。
对比例3
相对于实施例1，c1）的用量为10。
对比例4
相对于实施例1，c1）的用量为0.5。
实施例6：IMD 油墨性能测试
油墨膜的耐冷热性采用200土2℃恒温箱1 h，-20±2℃恒温箱lh，反复5次无分层、脱色；油墨膜的耐热性参考国家标准 GB/T1735《漆膜耐热性测定》，本实验采用耐300℃油墨膜不发生皱皮、鼓泡、开裂或变色等现象的时间表示油墨膜的耐热性能。
涂膜附着力参照国家标准 GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格实验》[ 进行十字划格胶带撕拉法测试，测试结果表示为0-5级，其中0级最好，5级最差。
涂膜的硬度参照国家标准 GB/T6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法》进行测定，分为6H 到 6B 共 13 级，其中 6H 最硬，6B 最软。
涂膜的耐候性采用15 W紫外线灯前250 mm处照射200 h，印刷面无失光、变色、分层现象，其中等级0为良好，等级1为有失光、变色或分层现象。
涂膜的耐水性采用30士2℃水中48 h，用棉纱擦拭无分层、脱落；其中等级0为良好，等级1为有分层、脱落现象。
涂膜的柔韧性参照国家标准 GB/T6742-1993《漆膜柔韧性测定法》，采用合叶型弯曲试验仪进行测定，以样板在不同直径的轴棒上弯曲而不引起漆膜破坏的最小轴棒的直径(mm) 表示漆膜的柔韧性。测试结果分为 2mm-32mm 共 12 等级，其中等级为 2mm 的漆膜的柔韧性最好，等级为 32mm的漆膜的柔韧性最差。
将以上各例得到的油墨膜进行性能测试，结果如下表。
性能 柔韧性mm 硬度H 附着力 耐水性 耐候性 耐热性 耐温变性
实施例1 3 5 1 0 0 无分层脱色 5min不变色
实施例2 3 4 1 0 0 无分层脱色 4.5min不变色
实施例3 4 4 1 0 0 无分层脱色 4.5min不变色
实施例4 4 4 1 0 0 无分层脱色 4min不变色
对比例1 5 4 2 0 1 有脱色 1 min变色
对比例2 5 3 3 0 1 有分层 1 min变色
对比例3 5 4 2 0 1 有脱色 1.5 min变色
对比例4 5 4 2 0 1 有分层 1.5 min变色

Claims (10)

1.一种汽车外饰用高耐温变性IMD油墨，其特征在于它包括树脂组分和固化剂组分，其中树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯10～30份，PBT 5～15份，ABS 1～5份，消泡剂0.5～5份，流平剂0.5～5份，分散剂0.5～5份，填料2～10份，附着力促进剂0.1～1份，钛白粉5～15份，环已酮2～10份，丙二醇乙醚2～10份，异佛尔酮10～20份，二价酸酯5～10份。
2.根据权利要求1所述的IMD油墨，其特征在于树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯15～25份，PBT 5～10份，ABS 1～3份，消泡剂0.5～2份，流平剂0.5～2份，分散剂0.5～2份，填料3～8份，附着力促进剂0.2～0.8份，钛白粉5～15份，环已酮2～8份，丙二醇乙醚2～8份，异佛尔酮12～18份，二价酸酯5～10份。
3.根据权利要求2所述的IMD油墨，其特征在于树脂组分由如下重量份的原料配制而成：聚碳酸酯18～22份，PBT 6～10份，ABS 1～3份，消泡剂0.5～1.5份，流平剂0.5～1.5份，分散剂0.5～1.5份，填料4～6份，附着力促进剂0.3～0.7份，钛白粉8～12份，环已酮3～6份，丙二醇乙醚3～6份，异佛尔酮13～16份，二价酸酯6～9份。
4.根据权利要求1、2或3所述的IMD油墨，其特征在于所述固化剂组分由1，6己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯混合制得；树脂组分与固化剂组分的质量比为4～10：1。
5.根据权利要求1、2或3所述的IMD油墨，其特征在于所述聚碳酸酯选自I.EXAN聚碳酸酯树脂或沙伯基础920A-116聚碳酸酯树脂。
6.根据权利要求1、2或3所述的IMD油墨，其特征在于所述PBT 选自沙伯基础325M-54018或巴斯夫Ultradu B 2300 G6 HR Unc；所述ABS 选自奇美PA-765A或LG化学XR-407E。
7.根据权利要求1、2或3所述的IMD油墨，其特征在于所述消泡剂选自surfynol MD 20、Surfynol 104E、Tego 825、BYK 020或BYK028消泡剂；所述流平剂选自BYK333、BYK361、Glide 432、Flow 300或Efka 3600流平剂。
8.根据权利要求1、2或3所述的IMD油墨，其特征在于所述分散剂选自EFKA4560或SN5040分散剂；所述填料选自高岭土、膨润土、滑石粉、硫酸钡、消光粉、钛白粉、方解石粉、硅灰石、白云石粉、透明粉或碳酸钙；所述附着力促进剂选自三友 SY-5620或艳扬TM-5型号附着力促进剂。
9.一种权利要求1、2或3所述的IMD油墨的制备方法，其特征在于先将环已酮、丙二醇乙醚、异佛尔酮和二价酸酯混合均匀，然后加入聚碳酸酯、PBT 和ABS 搅拌混合反应，再加入填料、附着力促进剂和钛白粉，高速搅拌均匀，搅拌好后研磨至细度≤5µm后，继续加入消泡剂、流平剂和分散剂，搅拌均匀制得树脂组分；将1,6己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯混合搅拌均匀制得固化剂组分。
10.一种权利要求10所述的IMD油墨的制备方法，其特征在于在制备IMD 薄膜时，树脂组分与固化剂组分按质量比4～10：1的比例配制。
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