CN107446495B - 钢化膜水性uv涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料领域，具体公开一种钢化膜水性UV涂料及其制备方法。所述钢化膜水性UV涂料，包括质量分数如下的原料组分：纳米玻璃树脂15‑30份；水性羟基丙烯酸乳液10‑30份；无机纳米陶瓷材料5‑10份；有机硅酮粉1‑5份；纳米硫酸钡1‑5份；炫彩颜料0.1‑3份；蓝光吸收剂0.05‑0.5份；pH调节剂0.1‑0.2份；消泡剂0.1‑0.2份；成膜助剂2‑5份；分散剂0.3‑0.5份；基材润湿剂0.3‑0.5份；增稠剂0.5‑1.0份；去离子水5‑10份。本发明所提供的钢化膜水性UV涂料，VOC≤30g/L，硬度高，附着力强，耐水性、耐碱性、耐污性、耐候性好，具有自清洁和耐擦洗性能，同时具有可吸收蓝光的作用和炫彩特性。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种钢化膜水性UV涂料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，智能手机、平板电脑已经融入到人们的生活中，伴随着 大屏智能设备的广泛应用，玻璃钢化膜的出现给人们带来了安全保障，通过钢 化膜对外力的吸收来避免屏幕受力而破损。伴随的结果往往是钢化膜通过破裂 来抵消外力。钢化膜破损的几率高，使用时间短。
此外，世界顶尖光学专家一致指出：短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶 状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜 色素上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力 损伤，而且这些损伤是不可逆的。以市面上常见的LED显示器为例，高能蓝光 主要集中在波长380-460nm范围内。在如今科技迅速发展的时代，已经不能离开 电脑，笔记本，平板电脑，手机等数码产品，可以足不出户的工作、生活、娱 乐，这一切都是通过互联网和计算机显示屏来显示的。在提高工作效率，享受 娱乐生活的同时，也应该注意到自己的双眼正受到蓝光的伤害。
所以，很有必要研究和开发钢化膜用的性能优良、VOC含量超低的水性涂 料。
发明内容
针对现有的钢化膜破损几率高，使用时间短以及不能很好地起到抗蓝光作 用等问题，本发明提供一种钢化膜水性UV涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
钢化膜水性UV涂料，包括质量分数如下的原料组分：
相对于现有技术，本发明提供的钢化膜水性UV涂料，选用水性羟基丙烯 酸乳液体系，搭配环保的成膜助剂，降低VOC含量，VOC≤30g/L；选用纳米 玻璃树脂作为成膜物质，同时选用耐UV的无机纳米陶瓷材料作为提高硬度的填 充物，提高硬度，增强附着力的同时，使涂料具有优良的耐水性、耐碱性、耐 污性和耐候性；选用有机硅酮粉，使涂料具有自清洁和耐擦洗性能；使用耐高 温蓝光吸收剂，使涂料具有可吸收蓝光的功能；选用炫彩颜料，使涂料具有炫 彩特性。
进一步地，本发明还提供所述钢化膜水性UV涂料的制备方法。该制备方 法，至少包括以下步骤：
(1)按照所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、pH调节剂的50％、分散剂、消泡剂的50％、 纳米硫酸钡、无机纳米陶瓷材料、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混 料处理，得到第一混合物料；
(3)在搅拌条件下，将所述水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、成膜助 剂、剩余pH调节剂、剩余消泡剂、剩余去离子水、基材润湿剂进行混料处理， 得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，分散，加入增稠剂，搅拌， 得到钢化膜水性UV涂料。
相对于现有技术，本发明提供的钢化膜水性UV涂料的制备方法，工艺简 便，绿色环保。
采用上述技术方案的有益效果在于：
(1)本发明提供的钢化膜水性UV涂料，选用水性羟基丙烯酸乳液体系， 搭配环保的成膜助剂，降低VOC含量，VOC≤30g/L；选用纳米玻璃树脂作为 成膜物质，同时选用耐UV的无机纳米陶瓷材料作为提高硬度的填充物，提高硬 度，增强附着力的同时，使涂料具有优良的耐水性、耐碱性、耐污性和耐候性； 选用有机硅酮粉，使涂料具有自清洁和耐擦洗性能；使用耐高温蓝光吸收剂， 使涂料具有可吸收蓝光的功能；选用炫彩颜料，使涂料具有炫彩特性。
(2)本发明提供的钢化膜水性UV涂料的制备方法，工艺简便，绿色环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供钢化膜水性UV涂料，该钢化膜水性UV涂料，包括质 量分数如下的原料组分：
具体地，纳米玻璃树脂为光固化高透明高硬度耐磨纳米树脂；
优选地，所述光固化高透明高硬度耐磨纳米树脂，为上海沪正纳米科技有 限公司的4GU-T55，与同类产品相比，本产品是高硬度、高透明、耐磨、加硬、 防护等领域使用的透明纳米树脂，透光率≥90％，硬度可达铅笔硬度7～9H，可 弯曲不龟裂，光固化高透明高硬度耐磨纳米树脂的加入使钢化膜水性UV涂料 具有高透明性和高硬度，很适合用于钢化膜。
具体地，水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的水性树脂2227/1，用于制备工业烘 漆，其于高温下有很高的白度保持力。
具体地，无机纳米陶瓷材料为为广州荟普无机纳米陶瓷材料E-403；是一 款以二氧化硅为主材的材料，固化后涂层结构类似玻璃状，可室温固化，固化 后能够形成一层坚韧致密的涂层，与传统的UV清漆相比，其优异的耐候性、 耐UV，高硬度，可提高钢化膜水性UV涂料的耐UV性和硬度。
具体地，有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷；
优选地，所述聚甲基硅倍半氧烷为广州巴泰化工有限公司的BT-9273硅酮 粉，采用特殊工艺技术制成的真球形结构聚硅氧烷聚合物类的高性能有机无机 杂化材料，具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具 有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块，主要性能表现在： (1)可以使涂料的使用温度增加；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以使防止金 属粉等沉降团聚；(4)良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能，能够 提高涂膜疏水、疏油渍、防滑痕、防指纹印记等效果。
具体地，纳米硫酸钡为Sachtleben micro硫酸钡；
优选地，所述Sachtleben micro硫酸钡为德国萨哈利本的Sachtleben micro 纳米硫酸钡，折光指数低，颜色呈中性，特别适合高光亮度的薄膜涂层。
具体地，炫彩颜料为镭射油墨；
优选地，所述镭射油墨为为中山市丽阳纳米科技有限公司的BL-系列镭射 油墨，多种颜色可选，具有绚丽的幻彩效果，在灯光照射下镭射效果更强。
具体地，蓝光吸收剂为杰得盈蓝光吸收剂；
优选地，所述杰得盈蓝光吸收剂为杰得佳新材料科技有限公司的蓝光吸收 剂杰得盈BL 1227，杰得盈BL 1227是一支在340-470nm具有高效吸收峰的蓝 光吸收剂，可增强钢化膜水性UV涂料的蓝光吸收功能。
具体地，pH调节剂为二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或两 种；
优选地，所述二甲基乙醇胺为德国巴斯夫公司所生产；2-氨基-2-甲基-1-丙 醇为美国陶氏化工的多功能助剂AMP-95，调节体系的酸碱性，一般水性涂料 pH值在8-9之间，这两种pH值调节剂不但具有调节pH值的效果，而且本身 是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性。
具体地，消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂等比例混 合物；
优选地，所述磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂为MOUSSEX公司的941PL，在 水性体涂料体系，少量添加并不会影响漆膜外观，并具备良好的消泡抑泡效果； 所述有机硅类消泡剂为BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK-024，水性体系 的标准消泡剂。
具体地，成膜助剂为丙二醇苯醚和醇酯-12的混合物，所述丙二醇苯醚和 醇酯-12质量比为1:1-2；
优选地，所述丙二醇醚具有低气味，快干，成膜性优秀等特性；所述醇酯 -12，水解稳定性非常好，可以与包括pH很高的乳液在内的各类乳液一起使用。
具体地，分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂；
优选地，所述聚酯改性聚磷酸酯类分散剂为(埃夫科纳)AFCONA的 AFCONA-5010，专为无机粒子而设计的高效分散剂。
具体地，基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂；
优选地，所述聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂为迪高(TEGO)的Tego-100、 埃夫科纳(AFCONA)的AFCONA-3031中的一种或两种，两种助剂均可以起 到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜看起来比较丰满。
具体地，增稠剂为聚氨酯型增稠剂；
优选地，所述聚氨酯型增稠剂为宁柏迪的聚氨酯型增稠剂PS202和宁柏迪 的碱溶涨型增稠剂ASE60两种混合物，比例为1-2:1。
本发明实施例提供的钢化膜水性UV涂料，选用水性羟基丙烯酸乳液体系， 搭配环保的成膜助剂，降低VOC含量，VOC≤30g/L；选用纳米玻璃树脂作为 成膜物质，同时选用耐UV的无机纳米陶瓷材料作为提高硬度的填充物，提高硬 度，增强附着力的同时，使涂料具有优良的耐水性、耐碱性、耐污性和耐候性； 选用有机硅酮粉，使涂料具有自清洁和耐擦洗性能；使用耐高温蓝光吸收剂， 使涂料具有可吸收蓝光的功能；选用炫彩颜料，使涂料具有炫彩特性。
本发明在提供该钢化膜水性UV涂料的前提下，还进一步提供了该钢化膜 水性UV涂料的制备方法。
在一实施例中，该制备方法至少包括以下步骤：
(1)按照所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、pH调节剂的50％、分散剂、消泡剂的50％、 纳米硫酸钡、无机纳米陶瓷材料、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混 料处理，得到第一混合物料；
(3)在搅拌条件下，将所述水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、成膜助 剂、剩余pH调节剂、剩余消泡剂、剩余去离子水、基材润湿剂进行混料处理， 得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，分散，加入增稠剂，搅拌， 得到钢化膜水性UV涂料。
下面对上述制备方法做进一步的解释说明：
优选地，所述混料处理的搅拌速度为800-1000r/min，搅拌时间为10-15min， 混料搅拌高速率时有助于分散；分散的搅拌速度为600-800r/min，搅拌时间为 5-15min，主要是含有成膜物质，速率太快影响体系性能，所以用中速搅拌速率 使体系达到均一效果；所述步骤(3)中，搅拌速度为300-500r/min，有助于体 系分散；所述步骤(4)中，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为5-10min， 低速搅拌主要是体系粘度较大，低速搅拌不容易将气泡搅入体系中，而高速搅 拌容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能。
本方法制备工艺简单，操作方便，安全环保。
为了更好的说明本发明实施例提供的钢化膜水性UV涂料及其制备方法， 下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
钢化膜水性UV涂料，包括质量分数如下的原料组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、二甲基乙醇胺的50％、AFCONA-5010、 MOUSSEX公司的941PL和BYK-028等比例混合物的50％、Sachtleben micro 纳米硫酸钡、无机纳米陶瓷材料E-403、BT-9273硅酮粉、BL-系列镭射油墨、 杰得盈BL 1227进行混料处理，以1000r/min搅拌10min，得到第一混合物料；
(3)在500r/min搅拌条件下，将所述拜耳的2227/1、上海沪正纳米科技 有限公司的4GU-T55、丙二醇苯醚成膜助剂和醇酯-12成膜助剂的1:1混合物、 剩余二甲基乙醇胺、剩余MOUSSEX公司的941PL和BYK-028等比例混合物、 剩余去离子水、Tego-100进行混料处理，以1000r/min搅拌10min，得到第二 混合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，以600r/min分散15min， 加入PS202和ASE60的1.5:1混合物，以500r/min搅拌5min，得到钢化膜水 性UV涂料。
实施例2
钢化膜水性UV涂料，包括质量分数如下的原料组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、AMP-95的50％、AFCONA-5010、MOUSSEX 公司的941PL和BYK-028等比例混合物的50％、Sachtleben micro纳米硫酸钡、 无机纳米陶瓷材料E-403、BT-9273硅酮粉、BL-系列镭射油墨、杰得盈BL 1227 进行混料处理，以900r/min搅拌12min，得到第一混合物料；
(3)在400r/min搅拌条件下，将所述拜耳的2227/1、上海沪正纳米科技 有限公司的4GU-T55、丙二醇苯醚成膜助剂和醇酯-12成膜助剂的1:1.5混合物、 剩余AMP-95、剩余MOUSSEX公司的941PL和BYK-028等比例混合物、剩 余去离子水、Tego-100进行混料处理，以900r/min搅拌12min，得到第二混 合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，以700r/min分散10min， 加入PS202和ASE60的2:1混合物，以400r/min搅拌7min，得到钢化膜水性 UV涂料。
实施例3
钢化膜水性UV涂料，包括质量分数如下的原料组分：
(1)按照所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、二甲基乙醇胺的50％、AFCONA-5010、 MOUSSEX公司的941PL和BYK-024等比例混合物的50％、Sachtleben micro 纳米硫酸钡、无机纳米陶瓷材料E-403、BT-9273硅酮粉、BL-系列镭射油墨、 杰得盈BL 1227进行混料处理，以800r/min搅拌15min，得到第一混合物料；
(3)在300r/min搅拌条件下，将所述拜耳的2227/1、上海沪正纳米科技 有限公司的4GU-T55、丙二醇苯醚成膜助剂和醇酯-12成膜助剂的1:2混合物、 剩余二甲基乙醇胺、剩余MOUSSEX公司的941PL和BYK-028等比例混合物、 剩余去离子水、AFCONA-3031进行混料处理，以800r/min搅拌15min，得到 第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，以800r/min分散5min， 加入PS202和ASE60的1:1混合物，以300r/min搅拌10min，得到钢化膜水性 UV涂料。
为了更好的说明本发明实施例提供的钢化膜水性UV涂料的特性，下面将 实施例1、2、3制备的钢化膜水性UV涂料进行相应性能的测试，结果如表1 所示。
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| (中华铅笔)硬度 | 7H | 7H | 7-8H |
| 柔韧性(直径D/mm) | 2 | 1 | 1 |
| 附着力 | 0 | 0 | 0 |
| 冲击(cm) | 40 | 40-45 | 40-45 |
| 烘烤温度(℃) | 60-70 | 60-70 | 60-70 |
| 流平时间(min) | 3-5 | 3-5 | 3-5 |
| UV照射时间(S) | 20-180 | 20-180 | 20-180 |
| 适宜漆膜厚度(μm) | 10-30 | 15-30 | 15-30 |
由上表数据可知，本发明实施例中所提供的钢化膜水性UV涂料，具有硬 度高，柔韧性好，附着力强，抗冲击性好，流平时间短的特点，同时具有良好 的吸收蓝光的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢化膜水性UV涂料，其特征在于：包括质量份数如下的原料组分：
2.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述纳米玻璃树脂为光固化高透明高硬度耐磨纳米树脂，所述光固化高透明高硬度耐磨纳米树脂透光率≥90％，固化后硬度为铅笔硬度7～9H。
3.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述无机纳米陶瓷材料的主要成分为二氧化硅；所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。
4.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述纳米硫酸钡为Sachtlebenmicro硫酸钡；所述炫彩颜料为镭射油墨。
5.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述蓝光吸收剂为杰得盈蓝光吸收剂；所述pH调节剂为二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述消泡剂为磷酸酯类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂的等比例混合物；所述成膜助剂为丙二醇苯醚和醇酯-12的混合物，其中，所述丙二醇苯醚和所述醇酯-12的质量比为1:1-2。
7.如权利要求1所述的钢化膜水性UV涂料，其特征在于：所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂；所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂；所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。
8.如权利要求1～7任一项所述的钢化膜水性UV涂料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
(1)按照如权利要求1～7任一项所述钢化膜水性UV涂料的原料配比称取各原料组分；
(2)将所述去离子水的50％、pH调节剂的50％、分散剂、消泡剂的50％、纳米硫酸钡、无机纳米陶瓷材料、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混料处理，得到第一混合物料；
(3)在搅拌条件下，将所述水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、成膜助剂、剩余pH调节剂、剩余消泡剂、剩余去离子水、基材润湿剂进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料和第二混合物料混合，分散，加入增稠剂，搅拌，得到钢化膜水性UV涂料。
9.如权利要求8所述的钢化膜水性UV涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)、(3)中，所述混料处理的搅拌速度为800-1000r/min，搅拌时间为10-15min；分散的搅拌速度为600-800r/min，搅拌时间为5-15min。
10.如权利要求8所述的钢化膜水性UV涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌速度为300-500r/min；所述步骤(4)中，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为5-10min。
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