CN107868510A - 一种单组份黑色哑光绝缘油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单组份黑色哑光绝缘油墨及其制备方法，包括10~26 wt%共聚聚酯树脂、3.0~6.0 wt%炭黑、1.5~3.5 wt%消光剂和65~80 wt%混合溶剂，将共聚聚酯树脂完全溶解在混合溶剂中，加入炭黑和消光剂搅拌分散一段时间，用卧式砂磨机砂磨后，用超细滤布进行过滤，得到黑色哑光绝缘油墨。本发明所述的黑色哑光绝缘油墨是单组份，不使用固化剂，高绝缘性且其墨层的表面粗糙度低；此油墨可通过不同的炭黑配比，使其在可见光中心波长为550 nm的透光率在0.0%至50.0%之间；该油墨不但与PET、PC和PVC薄膜附着力好，而且在铜箔和铝箔等金属箔片上牢固附着。同时，本发明公开的黑色哑光绝缘油墨拥有优异的耐磨性能及可应用于凹版印刷工艺。

Description

一种单组份黑色哑光绝缘油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种单组份黑色哑光绝缘油墨及其制备方法，尤其是涉及一种能应用于塑料薄膜或金属箔片表面印刷的黑色哑光绝缘油墨及其制备方法。
背景技术
平板电脑、移动电话和其他数字音频播放器等3C电子产品的元器件在工作时都会产生电磁波，这就需求一种绝缘材料既能防止电磁波对印刷线路板上的元器件和LCD显示模组等3C电子模组的干扰，又所占空间极小。因此，绝缘油墨就应运而生。
同时，要求在一些3C电子产品元器件的墨层上印刷一些功能性标记或介绍性文字，为了突出这些标记或文字视觉效果，就要求元器件的印刷墨层是哑光效果。
然而，目前市场上的哑光绝缘油墨要么组份复杂，要么应用范围窄。
发明内容
本发明目的是针对上述技术问题，提供一种单组份黑色哑光绝缘油墨及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于，包含共聚聚酯树脂、炭黑、消光剂和混合溶剂，其重量百分含量分别为：
10 ~ 26 wt%共聚聚酯树脂、3.0 ~ 6.0 wt%炭黑、1.5 ~ 3.5 wt%消光剂和65 ~ 80wt%混合溶剂。
进一步地，各主要成分的组成按重量百分含量配比如下：
15 ~ 25 wt%共聚聚酯树脂、3.5 ~ 5.5 wt%炭黑、1.5 ~ 2.5 wt%消光剂和68 ~ 78wt%混合溶剂。
更进一步优选的，各主要成分的组成按重量百分含量配比如下：
15.6 wt%共聚聚酯树脂、4.5 wt%炭黑、2.1 wt%消光剂和77.8 wt%混合溶剂。
所述的共聚聚酯树脂为无定形共聚聚酯的一种或几种混合物；
进一步地，所述的无定形共聚聚酯选自日本东洋纺有限公司的Vylon 240、280、670或GK360中的一种和几种。
所述的炭黑为绝缘炭黑或绝缘炭黑与高色素炭黑的混合物；
进一步地，所述的绝缘炭黑选自TH - 801、TH - 902 [思洛尔颜料化学(集团)有限公司]、MA -100R或MA-7（日本三菱化学控股株式会社）中的一种和几种；
进一步地，所述的高色素炭黑选自美国卡博特公司的EMPEROR® 2000、EMPEROR 1800、EMPEROR 1600、EMPEROR 1200或MONARCH® 1300中的一种和几种。
所述的炭黑为绝缘炭黑与高色素炭黑的混合物，可根据两者配比的调整，使得该黑色油墨在可见光中心波长为550 nm的透光率从0.0%到50.0%。
所述的消光剂包括二氧化硅、硅藻士、高岭士或二氧化钛中的一种或几种混合物；
进一步地，所述的二氧化硅选自HS - 417 - 1、TSA - 260L、TSA - 230、A350 - I (广州凌玮科技股份有限公司)、FM 090837 [德山化工(浙江)有限公司]或ACEMATT® TS 100（德国赢创工业集团）中的一种或几种混合物。
所述的混合溶剂为乙酸乙酯、环己酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、甲基异丙烯基甲酮或二元酸酯中的一种或几种的混合物。
一种上述任意一项权利要求的单组份黑色哑光绝缘油墨的制备方法，包括以下步骤：
（1）无定型共聚聚酯树脂溶解：在常温或加热的条件下，按重量百分含量计，10 ~ 26wt%无定型共聚聚酯用直流搅拌器不断搅拌，使其完全溶解在65 ~ 80 wt%混合溶剂中，以制备无定型共聚聚酯树脂液；
（2）搅拌分散：在无定型共聚聚酯树脂液中，加入3.0 ~ 6.0 wt%炭黑和1.5 ~ 3.5wt%，在转速为1500转/分下不断搅拌60 ~ 120分钟，使炭黑和消光剂在无定型共聚聚酯树脂液中充分分散均匀，得到混合体系；
（3）砂磨分散：把步骤（2）中的混合体系转移至棒销式卧室砂磨机中砂磨20 ~ 120分钟，直至其细度小于或等于5微米；
（4）过滤：将步骤（3）中的砂磨后的混合体系用2500目超细滤布进行过滤，即可获得单组份黑色哑光绝缘油墨。
综上所述，本发明具有以下优点：
1. 本发明公开的单组份黑色哑光绝缘油墨成份简单，不使用固化剂，并且，用砂磨机进行砂磨，使得黑色哑光绝缘油墨的墨层表面粗糙度更低；
2. 本发明公开的单组份黑色哑光绝缘油墨不但可应用于PET、PC和PVC等塑料薄膜，还可应用于铜箔和铝箔等金属箔片；
3. 本发明公开的单组份黑色哑光绝缘油墨可调节绝缘炭黑和高色素炭黑的配比，使该油墨要么是高遮光性的油墨，要么是透光性的油墨。
具体实施例
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
所有以下实施例中所述的原材料配比均用重量百分含量进行表示，所用的树脂都为日本东洋纺有限公司的无定形共聚聚酯树脂，搅拌设备是新光精械工业股份有限公司的DC - 2RDM型直流搅拌器、砂磨设备是上海臻煊机电科技有限公司的ZHMP型实验室盘式卧式砂磨机及涂布设备为英国RK印刷涂布仪器有限公司的K303型涂布机。
实施例1
表1 实施例1的配方
步骤1. 按表1中的配方配置混合溶剂后，在室温、搅拌速度为1500转/分下分三次加入Vylon 240。
步骤2. 待Vylon 240全部溶解在混合溶剂中，然后加入绝缘炭黑TH - 902 [思洛尔颜料化学(集团)有限公司]和消光剂HS - 417 - 1 (广州凌玮科技股份有限公司)，继续搅拌1小时。
步骤3. 把步骤2中的混合体系全部转移到ZHMP型实验室盘式卧式砂磨机中，在速度为1000转/分时砂磨80分钟，最后用2500目超细滤布进行过滤，即可得黑色哑光绝缘油墨。
把步骤3中制备的黑色哑光绝缘油墨用K303型涂布机的1号线棒涂覆在PET薄膜上。
墨膜基本性能的测试结果见表5。
实施例2
表2 实施例2的配方
步骤1. 按表2中的配方配置混合溶剂后，对混合溶剂进行加热，使其温度达到50℃，然后加入Vylon 280。
步骤2. 在搅拌速度为1500转/分下，待Vylon 280全部溶解在混合溶剂中，停止加热，然后加入绝缘炭黑TH - 801[思洛尔颜料化学(集团)有限公司]和消光粉TSA - 260L(广州凌玮科技股份有限公司)，继续搅拌2小时。
步骤3. 把步骤2中的混合体系全部转移到ZHMP型实验室盘式卧式砂磨机中，在速度为1000转/分时砂磨40分钟，最后用2500目超细滤布进行过滤，即可得黑色哑光绝缘油墨。
把步骤3中制备的黑色哑光绝缘油墨用K303型涂布机的1号线棒涂覆在PVC薄膜上。
墨膜基本性能的测试结果见表5。
实施例3
表3 实施例3的配方
步骤1. 按表3中的配方配置混合溶剂后，在搅拌速度为1500转/分下分四次加入Vylon240。
步骤2. 待Vylon 240全部溶解在混合溶剂中，然后加入绝缘炭黑MA - 7（日本三菱化学控股株式会社）、高色素炭黑EMPEROR 1600（美国卡博特公司）和气相二氧化硅FM090837 [德山化工(浙江)有限公司]，继续搅拌2小时。
步骤3. 把步骤2中的混合体系全部转移到ZHMP型实验室盘式卧式砂磨机中，在速度为1000转/分时砂磨60分钟，最后用2500目超细滤布进行过滤，即可得黑色哑光绝缘油墨。
把步骤3中制备的黑色哑光绝缘油墨用K303型涂布机的1号线棒涂覆在PET薄膜的电晕面上。
墨膜基本性能的测试结果见表5。
实施例4
表4 实施例4的配方
步骤1. 按表4中的配方配置混合溶剂后，对混合溶剂进行加热，使其温度达到50℃，然后加入Vylon 240。
步骤2. 在搅拌速度为1500转/分下，待Vylon 240全部溶解在混合溶剂中，停止加热，然后加入绝缘炭黑MA - 7（日本三菱化学控股株式会社）、高色素炭黑EMPEROR 1600（美国卡博特公司）和消光剂ACEMATT® TS 100（德国赢创工业集团），继续搅拌1小时。
步骤3. 把步骤2中的混合体系全部转移到ZHMP型实验室盘式卧式砂磨机中，在速度为1000转/分时砂磨40分钟，最后用2500目超细滤布进行过滤，即可得黑色哑光绝缘油墨。
把步骤3中制备的黑色哑光绝缘油墨用K303型涂布机1号线棒分别涂布在PET薄膜、PC薄膜、铜箔和铝箔上。
墨膜基本性能的测试结果见表5。
表5 实施例1 ~ 4的墨膜基本性能
注：（1）由于铜箔和铝箔本身就不透光，因此对其两种箔片上的墨层未进行透光率测试。
黑色哑光绝缘油墨的墨膜基本性能由下列仪器进行测试：
1. 百格测试采用东莞市迈科仪器设备有限公司的百格刀划格仪进行测试。
2. 耐橡皮测试和耐酒精测试是应用苏州华川检测仪器有限公司生产的A20 -339A型耐磨耗试验机进行测试。
3. 光泽度是由上海昕瑞仪器仪表有限公司制造的WGG60型数显光泽度计进行测量。
4. 绝缘电阻值使用美国福禄克公司生产的1508绝缘电阻测试仪进行测定。
5. 达因值运用英国电晕供应品有限公司制作的舒曼达因笔进行测量。
6. 轮廓算术平均粗糙度是由日本三丰株式会社生产的SJ-210型表面粗糙度测量仪进行测量。
7 遮光性是通过深圳林上科技有限公司的LS108A型镜片透过率测试仪测试可见光中心波长为550 nm的透光率进行表示。
黑色哑光绝缘油墨的墨膜基本性能的测试要求如下：
1. 百格测试：用百格刀划格仪在样品墨膜横向纵向各划十次后，分别在百格区域内横向纵向和交叉方向用3M Scotch®透明胶带粘贴，并用手指用力按压，1分钟后垂直方向强力拉1次，墨层不可有脱落现象。
2. 耐橡皮测试和耐酒精测试：把测试样品放置在装配橡皮和沾有酒精的无纺布的耐磨耗试验机上，在施加500克重力条件下以60次/分钟往返速度磨擦样品墨膜，往返摩擦50回后样品墨层不能有脱落或露底材现象。
3. 光泽度测试：先对数显光泽度计在低光泽度标准板进行校准，然后测试放在白纸上的样品墨膜的光泽度。
4. 绝缘电阻值测试：用1508绝缘电阻测试仪测试样品墨层上的任意两点电阻值。
5. 达因值测试：用不同达因值的达因笔在样品墨膜上划痕迹，直至痕迹在3秒内不收缩，该痕迹所对应的达因值就是墨层的达因值。
6. 轮廓算术平均粗糙度：把测试样品放在表面光滑的玻璃上，然后用SJ-210型表面粗糙度测量仪测试其不同位置墨膜的轮廓算术平均粗糙度。
7. 透光率：先打开LS108A型镜片透过率测试仪，待该测试仪自动校准后，把测试样品放在550 nm的测试孔下，当其透光率小于或等于0.1%时，就可判断测试样品的墨层为高遮光性的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于，包含共聚聚酯树脂、炭黑、消光剂和混合溶剂，其重量百分含量分别为：
10 ~ 26 wt%共聚聚酯树脂、3.0 ~ 6.0 wt%炭黑、1.5 ~ 3.5 wt%消光剂和65 ~ 80wt%混合溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于，各主要成分的组成按重量百分含量配比如下：
15 ~ 25 wt%共聚聚酯树脂、3.5 ~ 5.5 wt%炭黑、1.5 ~ 2.5 wt%消光剂和68 ~ 78wt%混合溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于，更进一步优选的，各主要成分的组成按重量百分含量配比如下：
15.6 wt%共聚聚酯树脂、4.5 wt%炭黑、2.1 wt%消光剂和77.8 wt%混合溶剂。
4.根据权利要求1 ~ 3之一所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于：所述的共聚聚酯树脂为无定形共聚聚酯的一种或几种混合物；
进一步地，所述的无定形共聚聚酯选自日本东洋纺有限公司的Vylon 240、280、670或GK360中的一种和几种。
5.根据权利要求1 ~ 3之一所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于：所述的炭黑为绝缘炭黑或绝缘炭黑与高色素炭黑的混合物；
进一步地，所述的绝缘炭黑选自TH - 801、TH - 902 [思洛尔颜料化学(集团)有限公司]、MA -100R或MA-7（日本三菱化学控股株式会社）中的一种和几种；
进一步地，所述的高色素炭黑选自美国卡博特公司的EMPEROR® 2000、EMPEROR 1800、EMPEROR 1600、EMPEROR 1200或MONARCH® 1300中的一种和几种。
6.根据权利要求5所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于：所述的炭黑为绝缘炭黑与高色素炭黑的混合物，可根据两者配比的调整，使得该黑色油墨在可见光中心波长为550 nm的透光率从0.0%到50.0%。
7.根据权利要求1 ~ 3之一所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于：所述的消光剂包括二氧化硅、硅藻士、高岭士或二氧化钛中的一种或几种混合物；
进一步地，所述的二氧化硅选自HS - 417 - 1、TSA - 260L、TSA - 230、A350 - I (广州凌玮科技股份有限公司)、FM 090837 [德山化工(浙江)有限公司]或ACEMATT® TS 100（德国赢创工业集团）中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求1 ~ 3之一所述的一种单组份黑色哑光绝缘油墨，其特征在于：所述的混合溶剂为乙酸乙酯、环己酮、异佛尔酮、甲基乙基酮、甲基异丙烯基甲酮或二元酸酯中的一种或几种的混合物。
9.一种如权利要求1 ~ 3之一所述的单组份的黑色哑光绝缘油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）无定型共聚聚酯树脂溶解：在常温或加热的条件下，按重量百分含量计，10 ~ 26wt%无定型共聚聚酯用直流搅拌器不断搅拌，使其完全溶解在65 ~ 80 wt%混合溶剂中，以制备无定型共聚聚酯树脂液；
（2）搅拌分散：在无定型共聚聚酯树脂液中，加入3.0 ~ 6.0 wt%炭黑和1.5 ~ 3.5 wt%消光剂，在转速为1500转/分下不断搅拌60 ~ 120分钟，使炭黑和消光剂在无定型共聚聚酯树脂液中充分分散均匀，得到混合体系；
（3）砂磨分散：把步骤（2）中的混合体系转移至棒销式卧室砂磨机中砂磨20 ~ 120分钟，直至其细度小于或等于5微米；
（4）过滤：将步骤（3）中的砂磨后的混合体系用2500目超细滤布进行过滤，即可获得单组份的黑色哑光绝缘油墨。
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