CN108129938A - 一种超疏油uv光固化光油 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：30~50份的可固化树脂单体、3~5份的交联剂、3~8份的无机疏油纳米颗粒、1~6份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂，其中，所述硅氟助剂的分子量小于3000，具有末端烯键和全氟取代的烷基；所述无机疏油纳米颗粒的粒径为20~60nm。其中，硅氟助剂为全氟烷基取代三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得，其中，所述全氟烷基取代三乙氧基硅烷的烷基为3~7个碳的烷基。本发明制备的UV光固化光油除了具有较好的常规性能外，在维持光固化层较好的光泽度和透光率的基础上，呈现出良好的疏油性。

Description

一种超疏油UV光固化光油
技术领域
本发明属于UV光油技术领域，特别涉及一种超疏油UV光固化光油。
背景技术
UV光油一般具有一定的疏水性能，但是又有其通常采用脂溶性单体聚合而成，一般不耐油。因此，当有油污粘附到UV光固化层表面后，其往往不容易清除干净，残留油污容易吸附灰尘等导致UV光固化层表面呈现明显的污迹，影响UV光固化层表面的美观。
随着材料科学的发展，人们已经可以制备疏水、疏油的涂料，但是，这些涂料一般采用大量的氟取代烷基作为疏水表面，并通过粗糙表面达成疏油效果，其作为一般的涂层使用是适宜的，但是，将其应用于光油时，光油的透光性受到显著的影响，形成的UV光固化层表面也因漫反射的原因难以产生较好的光泽。不仅如此，这些双疏涂料往往是通过多步操作达成最终应用的，操作过程复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超疏油UV光固化光油，其在提高UV光固化层表面的通透性和光滑性的同时，提升了UV光固化层表面的疏油性。
本发明的目的还在于提供一种导光油墨，在固化后，其中的紫外吸收剂和蓝光吸收剂能够吸收光线中的短波。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：30~50份的可固化树脂单体、3~5份的交联剂、3~8份的无机疏油纳米颗粒、1~6份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂，其中，所述硅氟助剂的分子量小于3000，具有末端烯键和全氟取代的烷基；所述无机疏油纳米颗粒的粒径为20~60nm。
优选地，按重量计，包括如下成分：40~45份的可固化树脂单体、4~5份的交联剂、5~7份的无机疏油纳米颗粒、4~5份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂。
优选地，所述可固化树脂单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
优选地，所述无机疏油纳米颗粒为碳酸钙纳米颗粒、碳酸钛纳米颗粒、硫酸钡纳米颗粒或磷酸钙纳米颗粒。
优选地，所述光引发试剂包括光敏促进剂和光引发剂，其中，所述光引发剂包括安息香、联苯酰或樟脑醌中的一种或多种；所述光敏促进剂包括对二甲氨基苯甲酸乙酯、二甲基对甲苯胺或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或多种。
优选地，硅氟助剂为全氟烷基取代三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得，其中，所述全氟烷基取代三乙氧基硅烷的烷基为3~7个碳的烷基。
优选地，所述全氟烷基取代三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为（0.3~0.5）：1。
优选地，在共水解缩合时，还可以加入正硅酸乙酯，其中正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为（0.1~0.15）：1。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：30~50份的可固化树脂单体、3~5份的交联剂、3~8份的无机疏油纳米颗粒、1~6份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂，其中，所述硅氟助剂的分子量小于3000，具有末端烯键和全氟取代的烷基；所述无机疏油纳米颗粒的粒径为20~60nm。该UV光固化光油中采用了较少比例的硅氟助剂，使得硅氟助剂在提高UV光固化层表面的疏油性（烷基类油脂）的同时对UV光固化层表面的通透性的影响非常小，其采用的无机疏油纳米颗粒能够提高UV光固化层表面的硬度和疏油性，由于其较小的粒径使得UV光固化层表面的平整性得到较好的保持，降低了漫反射，减小了UV光固化层表面光泽的降低。本发明的超疏油UV光固化光油光固化后，其表面光泽度在87度以上，3mm光固化层的透光率不小于93.6%，其与二碘甲烷的接触角最大可达157°，呈现出明显的疏油性。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：
35份的可固化树脂单体、4份的交联剂、3.5份的碳酸钛纳米颗粒（平均粒径40nm）、6份的硅氟助剂、1份的光引发试剂、2份的流平剂和35份的溶剂；
其中，所述硅氟助剂的制备方法为在60~65℃下，全氟戊基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得（摩尔比0.5:1），溶剂为异丙醇：氨水=10:1（体积比），原料与溶剂的质量比为1:10，反应时间为2小时；所得共水解缩合反应液避光减压蒸出部分溶剂后，冻干，所得冻干粉末作为硅氟助剂直接应用。
其中，可固化树脂单体为甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸羟乙酯按重量分数1:2的混合物；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；光引发试剂包括重量比为1:2的联苯酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；溶剂为丁酮与二甲苯的混合液，其体积比为10:1。
在制备该超疏油UV光固化光油时，需要在避光条件下将可固化树脂单体、交联剂在溶剂中完全溶解，然后在搅拌下，依次向溶液中加入无机疏油纳米颗粒、硅氟助剂和硅氟助剂，避光搅拌均匀；再加入光引发试剂，避光搅拌均匀后，避光保存。
所制备的导光油墨通过丝网印刷技术印刷在透明的PMMA或PC基板上，紫外光照，即可光固化，制备得UV光固化层。
按照国家相关标准，测试其通用性能，结果如表1；按照常规方法，测定3mm厚度（多次涂覆）的UV光固化层的透光率，结果展示在表1中；按照常规方法，测定UV光固化层表面与油性溶剂的接触角，结果展示在表1中。
表1：UV光固化光油和UV光固化层表面性能
性能 测试结果
光固化光油常温存储稳定性（天） 205~221
光固化时间（秒） 2.1~3.2
耐老化性能 优
铅笔硬度 6H
耐磨性（750g， 500r） 0.03~0.04
光泽度（度） 93~95
透光率（360nm） 97.5%
透光率（530nm） 99.4%
透光率（680nm） 98.5%
接触角（二碘甲烷） 134°
实施例2
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：
45份的可固化树脂单体、5份的交联剂、8份的碳酸钙纳米颗粒（平均粒径50nm）、4份的硅氟助剂、1份的光引发试剂、3份的流平剂和40份的溶剂；
其中，所述硅氟助剂的制备方法为在60~65℃下，全氟辛基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得全氟癸基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得（摩尔比0.3:1），溶剂为异丙醇：氨水=10:1（体积比），原料与溶剂的质量比为1:10，反应时间为2小时；所得共水解缩合反应液避光减压蒸出部分溶剂后，冻干，所得冻干粉末作为硅氟助剂直接应用。
其中，可固化树脂单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸叔丁酯按重量分数1:1:2的混合物；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；光引发试剂包括重量比为1:1的联苯酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；溶剂为丁酮与二甲苯的混合液，其体积比为10:1。
在制备该超疏油UV光固化光油时，需要在避光条件下将可固化树脂单体、交联剂在溶剂中完全溶解，然后在搅拌下，依次向溶液中加入无机疏油纳米颗粒、硅氟助剂和硅氟助剂，避光搅拌均匀；再加入光引发试剂，避光搅拌均匀后，避光保存。
所制备的导光油墨通过丝网印刷技术印刷在透明的PMMA或PC基板上，紫外光照，即可光固化，制备得UV光固化层。
按照国家相关标准，测试其通用性能，结果如表2；按照常规方法，测定3mm厚度（多次涂覆）的UV光固化层的透光率，结果展示在表2中；按照常规方法，测定UV光固化层表面与油性溶剂的接触角，结果展示在表2中。
表2：UV光固化光油和UV光固化层表面性能
性能 测试结果
光固化光油常温存储稳定性（天） 187~195
光固化时间（秒） 2.0~2.7
耐老化性能 优
铅笔硬度 6H
耐磨性（750g， 500r） 0.04~0.06
光泽度（度） 87~93
透光率（360nm） 93.6%
透光率（530nm） 95.8%
透光率（680nm） 94.0%
接触角（二碘甲烷） 152°
实施例3
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：
40份的可固化树脂单体、3份的交联剂、6份的磷酸钙纳米颗粒（平均粒径35nm）、6份的硅氟助剂、2份的光引发试剂、2份的流平剂和40份的溶剂；
其中，所述硅氟助剂的制备方法为在60~65℃下，全氟戊基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得全氟癸基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得（摩尔比0.4:0.1:1），溶剂为异丙醇：氨水=10:1（体积比），原料与溶剂的质量比为1:10，反应时间为2小时；所得共水解缩合反应液避光减压蒸出部分溶剂后，冻干，所得冻干粉末作为硅氟助剂直接应用。
其中，可固化树脂单体为丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸叔丁酯按重量分数2:1的混合物；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；光引发试剂包括重量比为1:1的联苯酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；溶剂为丁酮与二甲苯的混合液，其体积比为10:1。
在制备该超疏油UV光固化光油时，需要在避光条件下将可固化树脂单体、交联剂在溶剂中完全溶解，然后在搅拌下，依次向溶液中加入无机疏油纳米颗粒、硅氟助剂和硅氟助剂，避光搅拌均匀；再加入光引发试剂，避光搅拌均匀后，避光保存。
所制备的导光油墨通过丝网印刷技术印刷在透明的PMMA或PC基板上，紫外光照，即可光固化，制备得UV光固化层。
按照国家相关标准，测试其通用性能，结果如表3；按照常规方法，测定3mm厚度（多次涂覆）的UV光固化层的透光率，结果展示在表3中；按照常规方法，测定UV光固化层表面与油性溶剂的接触角，结果展示在表3中。
表3：UV光固化光油和UV光固化层表面性能
性能 测试结果
光固化光油常温存储稳定性（天） 213~216
光固化时间（秒） 2.4~3.3
耐老化性能 优
铅笔硬度 5H
耐磨性（750g， 500r） 0.03~0.04
光泽度（度） 94~96
透光率（360nm） 97.8%
透光率（530nm） 98.1%
透光率（680nm） 96.4%
接触角（二碘甲烷） 143°
实施例4
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：
30份的可固化树脂单体、3份的交联剂、3份的磷酸钙纳米颗粒（平均粒径35nm）、1份的硫酸钡纳米颗粒（平均粒径50nm）、4份的硅氟助剂、1份的光引发试剂、3份的流平剂和30份的溶剂；
其中，所述硅氟助剂的制备方法为在60~65℃下，全氟己基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得全氟癸基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得（摩尔比0.5:0.1:1），溶剂为异丙醇：氨水=10:1（体积比），原料与溶剂的质量比为1:10，反应时间为2小时；所得共水解缩合反应液避光减压蒸出部分溶剂后，冻干，所得冻干粉末作为硅氟助剂直接应用。
其中，可固化树脂单体为丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸叔丁酯按重量分数2:1的混合物；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；光引发试剂包括重量比为4:1的联苯酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；溶剂为丁酮与二甲苯的混合液，其体积比为10:1。
在制备该超疏油UV光固化光油时，需要在避光条件下将可固化树脂单体、交联剂在溶剂中完全溶解，然后在搅拌下，依次向溶液中加入无机疏油纳米颗粒、硅氟助剂和硅氟助剂，避光搅拌均匀；再加入光引发试剂，避光搅拌均匀后，避光保存。
所制备的导光油墨通过丝网印刷技术印刷在透明的PMMA或PC基板上，紫外光照，即可光固化，制备得UV光固化层。
按照国家相关标准，测试其通用性能，结果如表4；按照常规方法，测定3mm厚度（多次涂覆）的UV光固化层的透光率，结果展示在表4中；按照常规方法，测定UV光固化层表面与油性溶剂的接触角，结果展示在表4中。
表4：UV光固化光油和UV光固化层表面性能
性能 测试结果
光固化光油常温存储稳定性（天） 185~194
光固化时间（秒） 1.9~2.6
耐老化性能 优
铅笔硬度 6H
耐磨性（750g， 500r） 0.04~0.05
光泽度（度） 92~95
透光率（360nm） 93.8%
透光率（530nm） 98.7%
透光率（680nm） 99.4%
接触角（二碘甲烷） 147°
实施例5
一种超疏油UV光固化光油，按重量计，包括如下成分：
40份的可固化树脂单体、5份的交联剂、2份的磷酸钙纳米颗粒（平均粒径25nm）、4份的碳酸钛纳米颗粒（平均粒径40nm）、3份的硅氟助剂、1份的光引发试剂、2份的流平剂和40份的溶剂；
其中，所述硅氟助剂的制备方法为在60~65℃下，全氟戊基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得全氟癸基三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得（摩尔比0.5:1），溶剂为异丙醇：氨水=10:1（体积比），原料与溶剂的质量比为1:10，反应时间为2小时；所得共水解缩合反应液避光减压蒸出部分溶剂后，冻干，所得冻干粉末作为硅氟助剂直接应用。
其中，可固化树脂单体为丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸叔丁酯按重量分数1:2的混合物；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；光引发试剂包括重量比为0.5:1的联苯酰和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；溶剂为丁酮与二甲苯的混合液，其体积比为10:1。
在制备该超疏油UV光固化光油时，需要在避光条件下将可固化树脂单体、交联剂在溶剂中完全溶解，然后在搅拌下，依次向溶液中加入无机疏油纳米颗粒、硅氟助剂和硅氟助剂，避光搅拌均匀；再加入光引发试剂，避光搅拌均匀后，避光保存。
所制备的导光油墨通过丝网印刷技术印刷在透明的PMMA或PC基板上，紫外光照，即可光固化，制备得UV光固化层。
按照国家相关标准，测试其通用性能，结果如表5；按照常规方法，测定3mm厚度（多次涂覆）的UV光固化层的透光率，结果展示在表5中；按照常规方法，测定UV光固化层表面与油性溶剂的接触角，结果展示在表5中。
表5：UV光固化光油和UV光固化层表面性能
性能 测试结果
光固化光油常温存储稳定性（天） 195~202
光固化时间（秒） 2.1~2.9
耐老化性能 优
铅笔硬度 5H
耐磨性（750g， 500r） 0.05~0.06
光泽度（度） 93~96
透光率（360nm） 95.6%
透光率（530nm） 96.9%
透光率（680nm） 97.4%
接触角（二碘甲烷） 157°

Claims (9)

1.一种超疏油UV光固化光油，其特征在于，按重量计，包括如下成分：30~50份的可固化树脂单体、3~5份的交联剂、3~8份的无机疏油纳米颗粒、1~6份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂，其中，所述硅氟助剂的分子量小于3000，具有末端烯键和全氟取代的烷基；所述无机疏油纳米颗粒的粒径为20~60nm。
2.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，按重量计，包括如下成分：40~45份的可固化树脂单体、4~5份的交联剂、5~7份的无机疏油纳米颗粒、4~5份的硅氟助剂、1~2份的光引发试剂、2~4份的流平剂和30~40份的溶剂。
3.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，所述可固化树脂单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种的混合物。
4.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
5.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，所述无机疏油纳米颗粒为碳酸钙纳米颗粒、碳酸钛纳米颗粒、硫酸钡纳米颗粒和磷酸钙纳米颗粒中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，所述光引发试剂包括光敏促进剂和光引发剂，其中，
所述光引发剂包括安息香、联苯酰或樟脑醌中的一种或多种；
所述光敏促进剂包括对二甲氨基苯甲酸乙酯、二甲基对甲苯胺或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，硅氟助剂为全氟烷基取代三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷共水解缩合而得，其中，所述全氟烷基取代三乙氧基硅烷的烷基为3~7个碳的烷基。
8.如权利要求7所述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，所述全氟烷基取代三乙氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为（0.3~0.5）：1。
9.权利要求8述的超疏油UV光固化光油，其特征在于，在共水解缩合时，还可以加入正硅酸乙酯，其中正硅酸乙酯与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为（0.1~0.15）：1。
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