CN108285666A - 一种高硬度超耐磨耐污染钻石多彩uv涂料 - Google Patents

一种高硬度超耐磨耐污染钻石多彩uv涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高硬度超耐磨耐污染钻石多彩UV涂料，具体地，本发明的涂料包含成膜物质20～40重量份、颜料3～15重量份、功能材料5～10重量份、涂料助剂5～15重量份、引发剂2～5重量份，以及稀释溶剂，其中，成膜物质为6‑15‑多官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯、4‑6官能团脂肪族单体，功能材料为纳米级增硬耐磨材料。由本发明的组合物配制而成的UV涂料，具有8‑9H的铅笔硬度，耐钨针测试超过100次不变色、耐污抗指纹、并且可以制成多种颜色和外观，可一次喷涂完成，可以广泛应用于3C产品和医疗设备。

Description

一种高硬度超耐磨耐污染钻石多彩UV涂料
技术领域
本发明涉及一种UV涂料，具体地涉及一种高硬度超耐磨耐污染的多彩UV涂料，可广泛应用于高要求和高端贵重设备的装饰和保护。
背景技术
近年来高端3C设备如手机、电脑等对漆膜的要求越来越高，比如对漆膜的硬度、抗划伤性、耐指纹耐污染性、外观多样性等方面。同时在涂料施工简化和成本控制方面，又面临需要不断降低和增强竞争力。
传统的涂料不足在于：
1、硬度不足，一般介于1-4H；
2、耐划伤性不足，耐钨针抗刮性一般30次以内；
3、需要底漆、中涂和面漆等多次涂装，以达到需要的颜色和性能要求。
而本产品通过一次喷涂，即可达到和超过以前多次涂装才能达到的硬度、抗划伤、耐污染和各种颜色要求，并且可以应用于不锈钢、镁铝合金等多种有色合金材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度超耐磨耐污染的多彩UV涂料，且可以一次涂装达到传统涂料多次涂装的性能和效果，可以简化涂料施工、增加生产效率和降低成本，同时提高涂层的使用寿命。
本发明的第一方面提供了一种钻石多彩UV涂料组合物，所述的组合物包含以下重量份的组分：
成膜物质20～40重量份；
颜料3～15重量份；
功能材料5～10重量份；
涂料助剂5～15重量份；
引发剂2～5重量份；和
溶剂20～30重量份；
其中，所述的成膜物质包括6～15官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯和4～6官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯单体，所述的4-6官单体占成膜物质量的10-15％；
所述的功能材料为纳米级氧化铝粉末、聚四氟乙烯蜡浆和有机硅杂化树脂，并且，所述的纳米级氧化铝粉末︰聚四氟乙烯蜡浆︰有机硅杂化树脂的质量比为1～5︰0.5～5︰5～10。
在另一优选例中，所述的颜料选自下组：金属颜料、珠光颜料、有机颜料、或其组合。
在另一优选例中，所述的金属颜料为铝粉。
在另一优选例中，所述的颜料选自下组：铝粉、珠光粉、碳黑、酞青蓝、或其组合。
在另一优选例中，所述的纳米级氧化铝粉末的粒径≤80nm；和/或所述的聚四氟乙烯蜡粒径为1～5μm。
在另一优选例中，所述的涂料助剂选自下组：润湿剂、流平剂、消光剂、分散剂、消泡剂、耐污抗指纹助剂、或其组合。
在另一优选例中，所述的涂料助剂具有以下一个或多个特征：
所述的润湿剂为含颜料亲和基团的高分子共聚物；
所述的流平剂为聚酯改性有机硅与丙烯酸官能团改性的聚二甲基硅氧烷溶液的组合；
所述的消光剂为高分子包覆型二氧化硅；
所述的分散剂为改性丙烯酸共聚物；
所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、或其组合；
所述的耐污抗指纹助剂为改性全氟聚醚型助剂。
在另一优选例中，所述的涂料助剂还包括润滑剂、增稠剂、pH调节剂、防腐剂、防霉剂和防冻剂。
在另一优选例中，所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
在另一优选例中，所述的引发剂选自下组：三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、1-羟基-己基一苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、或其组合。
在另一优选例中，所述的溶剂选自下组：醋酸丁酯、甲基异丁基酮、醋酸乙酯、乙二醇丁醚和异丙醇、或其组合。
本发明的第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的组合物制得的涂料。
本发明的第三方面提供了一种如本发明第二方面所述的涂料的制备方法，所述方法包括如下步骤：将成膜物质20～40重量份、颜料3～15重量份、功能材料5～10重量份、涂料助剂5～15重量份、引发剂2～5重量份；和溶剂20～30重量份进行混合分散，从而得到所述的涂料。
本发明的第四方面提供了一种涂层，所述涂层由本发明第二方面所述的涂料涂覆而成。
本发明的第五方面提供了一种制品，所述制品的表面具有本发明第四方面所述的涂层。
本发明的第六方面提供了一种如本发明第一方面所述的组合物和/或本发明第二方面所述的涂料的用途，用于3C产品或高端设备的装饰和保护。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明的涂料制备得到的涂层耐钨针测试结果。
图2为市售产品的涂层耐钨针测试结果。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进配方，获得一种硬度超过8H(三菱铅笔)、耐钨针超过100次，耐指纹污染、可以配置多种色彩和外观，一次涂装成膜的UV涂料，可以使用于手机、笔记本电脑、医疗设备等高端设备。在此基础上完成了本发明。
本发明的技术构思如下：
高官能度脂肪族聚氨酯和功能材料提供硬度、耐磨和耐污性，低官能度单体配合附着力助剂提供漆膜韧性和附着力，各种粉体和颜料提供所需要的颜色和外观。
术语
如本文所用，术语“超硬度”是指三菱铅笔0.5kg力8H以上。
如本文所用，术语“超耐磨”是指钨针500g力测试100次以上。
如本文所用，术语“本发明的涂料”、“本发明的UV涂料”、“钻石多彩UV涂料”、“所述涂料”可替换使用，均指包含本发明第一方面所述的组合物的涂料。
钻石多彩UV涂料组合物
本发明的钻石多彩UV涂料组合物包含以下重量份的组分：
成膜物质20～40重量份；
颜料3～15重量份；
功能材料5～10重量份；
涂料助剂5～15重量份；
引发剂2～5重量份；和
溶剂20～30重量份；
其中，所述的成膜物质包括6～15官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯和4～6官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯单体，所述的4-6官单体占成膜物质量的10-30％，较佳地为10-20％，更加地为10-15％；
所述的功能材料为纳米级氧化铝粉末、聚四氟乙烯蜡浆和有机硅杂化树脂，并且，所述的纳米级氧化铝粉末︰聚四氟乙烯蜡浆︰有机硅杂化树脂的质量比为1～5︰0.5～5︰5～10。所述的纳米级氧化铝粉末的粒径≤80nm，而所述的聚四氟乙烯蜡粒径为1～5μm。
所述的颜料包括(但并不限于)金属颜料、珠光颜料、有机颜料、或其组合；
优选地，所述的金属颜料为铝粉。
在具体实施方案中，所述的颜料包括(但并不限于)铝粉、珠光粉、碳黑、酞青蓝、或其组合。
所述的涂料助剂包括(但并不限于)润湿剂、流平剂、消光剂、分散剂、消泡剂、耐污抗指纹助剂、润滑剂、增稠剂、pH调节剂、防腐剂、防霉剂、防冻剂、或其组合。所述的消光剂为高分子包覆型二氧化硅；优选地，所述的润湿剂为含颜料亲和基团的高分子共聚物；所述的流平剂为聚酯改性有机硅与丙烯酸官能团改性的聚二甲基硅氧烷溶液的组合所述的分散剂为改性丙烯酸共聚物；所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、或其组合；所述的耐污抗指纹助剂为改性全氟聚醚型助剂；所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
所述的引发剂包括(但并不限于)：三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、1-羟基-己基一苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、或其组合。
所述的溶剂包括(但并不限于)：醋酸丁酯、甲基异丁基酮、醋酸乙酯、乙二醇丁醚和异丙醇、或其组合。
钻石多彩UV涂料
本发明的钻石多彩UV涂料由上述组合物制成，制备方法包括如下：
将成膜物质20～40重量份、颜料3～15重量份、功能材料5～10重量份、涂料助剂5～15重量份混合高速分散均匀，引发剂2～5重量份与溶剂混合至溶解，再添加到成膜物质等混合物中，搅拌分散均匀，得到所述钻石多彩UV涂料。
因此，本发明的钻石多彩UV涂料中含有以下重量份的组分：
成膜物质20～40重量份；
颜料3～15重量份；
功能材料5～10重量份；
涂料助剂5～10重量份；
引发剂2～5重量份；
溶剂20～30重量份。
本发明的UV涂料的制备方法
本发明的UV涂料的制备方法具体步骤如下：
a)UV树脂和单体及部分溶剂混合，转速控制在500-600转/分钟，分散5分钟；
b)将功能材料如耐磨助剂等、润湿剂、消泡剂分散加入，800-1000转/分钟，高速分散20分钟；
c)将引发剂首先溶解在部分溶剂中，500-600转/分钟分散至清澈透明，再加入主容器中；
d)将铝粉用溶剂重量1:1润湿浸泡1小时，300-400转/分钟搅拌10分钟至均匀，再加入到主容器中；
e)加入其它调色颜料，分散20分钟；
f)用溶剂调节粘度12-15秒(NK-2#粘度杯)，即制成成品。
表1详细显示了优选的各组成原材料的名称、具体作用和重量份。
表1组合物中组分及其作用和用量
用途
本发明的钻石多彩UV涂料，高硬度、超耐磨、超抗划伤和耐指纹污染，一涂层施工，施工效率高，节省时间和成本，各种颜色和外观，满足手机、电脑、医疗和其他高端设备的装饰和保护。
本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明提供一种新型的UV涂料组合物以及UV涂料；
(2)利用本发明的UV涂料所得到的涂层具有高硬度、超耐磨、超抗划伤和耐指纹污染等优良性能；
(3)本发明的UV涂料，可一涂层施工，施工效率高，节省时间和成本，各种颜色和外观，满足手机、电脑、医疗和其他高端设备的装饰和保护。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1
钻石多彩UV涂料的制备
按照下表2中的重量份准备原材料，采用以下步骤制成涂料:
首先将UV树脂和单体放入分散罐内，转速控制在500转/分钟，分散5分钟至均匀；将功能材料、润湿剂、消泡剂缓慢加入分散罐内900转/分钟，高速分散20分钟；将引发剂首先溶解在部分溶剂中，600转/分钟分散至清澈透明，再加入分散罐内；将铝粉用溶剂重量1:1润湿浸泡1小时，400转/分钟搅拌10分钟至均匀，再加入到分散罐内；加入其它调色颜料，分散20分钟；最后用溶剂调节粘度15秒(NK-2#粘度杯),即制成成品。
表2实施例1配方
性能测试
对本发明产品进行硬度、耐磨抗刮伤性、耐指纹污染性、漆膜附着力等性能测试，测试标准均为国家标准，其标准和结果如下表3所示。
表3测试标准及结果
本发明与市场知名外资公司产品进行了性能对比，结果如下表4。
结果表明，本发明高在硬度、耐磨抗刮伤性方面明显强于对比产品，同时其他方面性能也较优异。在耐钨针测试中，图1为本发明的涂料制备得到的涂层耐钨针测试结果，从图1中可以看到，经130次刮擦，涂层表面未见明显划痕。图2为市售产品的涂层耐钨针测试结果，从图2中可以看到，经34次刮擦，涂层表面划痕已比较明显。该实验结果有力地证明了本发明的涂料制备得到的涂层的优良耐磨抗刮伤性能。
表4本发明UV涂料漆与市售产品性能比较
项目 钻石多彩UV涂料 对比产品 标准要求
铅笔硬度 8H 7H ≥6H
耐钨针测试 120 35 ≥30％
附着力 0 0 0级
UV老化 ΔE≤0.8 ΔE≤1.2 ΔE≤1.5
橡皮测试 500 250 ≥200
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种钻石多彩UV涂料组合物，其特征在于，所述的组合物包含以下重量份的组分：
成膜物质20～40重量份；
颜料3～15重量份；
功能材料5～10重量份；
涂料助剂5～15重量份；
引发剂2～5重量份；和
溶剂20～30重量份；
其中，所述的成膜物质包括6～15官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯和4～6官能团脂肪族丙烯酸聚氨酯单体，所述的4-6官单体占成膜物质量的10-15％；
所述的功能材料为纳米级氧化铝粉末、聚四氟乙烯蜡浆和有机硅杂化树脂；并且，所述的纳米级氧化铝粉末︰聚四氟乙烯蜡浆︰有机硅杂化树脂的质量比为1～5︰0.5～5︰5～10。
2.如权利要求1中所述的组合物，其特征在于，所述的纳米级氧化铝粉末的粒径≤80nm；和/或所述的聚四氟乙烯蜡粒径为1～5μm。
3.如权利要求1中所述的组合物，其特征在于，所述的颜料选自下组：金属颜料、珠光颜料、有机颜料、或其组合。
4.如权利要求1中所述的组合物，其特征在于，所述的涂料助剂选自下组：润湿剂、流平剂、消光剂、分散剂、消泡剂、耐污抗指纹助剂、或其组合。
5.如权利要求4中所述的组合物，其特征在于，所述的涂料助剂具有以下一个或多个特征：
所述的润湿剂为含颜料亲和基团的高分子共聚物；
所述的流平剂为聚酯改性有机硅和丙烯酸官能团改性的聚二甲基硅氧烷溶液的组合；
所述的消光剂为高分子包覆型二氧化硅；
所述的分散剂为改性丙烯酸共聚物；
所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、或其组合；
所述的耐污抗指纹助剂为改性全氟聚醚型助剂。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的组合物制得的涂料。
7.一种如权利要求6所述的涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将成膜物质20～40重量份、颜料3～15重量份、功能材料5～10重量份、涂料助剂5～15重量份、引发剂2～5重量份；和溶剂20～30重量份进行混合分散，从而得到所述的涂料。
8.一种涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求6所述的涂料涂覆而成。
9.一种制品，其特征在于，所述制品的表面具有权利要求8所述的涂层。
10.一种如权利要求1-5任一项所述的组合物和/或权利要求6所述的涂料的用途，其特征在于，用于3C产品或高端设备的装饰和保护。
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