CN108285676A - 一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料及其制备方法，涉及水性涂料领域。包括按重量份计的下述原料：15‑30份的纳米玻璃树脂、10‑30份的水性羟基丙烯酸乳液、5‑20份的氨基树脂、1‑5份的有机硅酮粉、1‑5份的纳米硫酸钡、0.1‑3份的炫彩颜料、0.05‑0.5份的蓝光吸收剂、0.1‑1份的硅溶胶、0.1‑0.2份的pH调节剂、0.1‑0.2份的消泡剂、2‑5份的成膜助剂、0.3‑0.5份的分散剂、0.3‑0.5份的基材润湿剂、5‑10份的去离子水、0.5‑1.0份的增稠剂。本发明涂料通过提高体系的润湿、流平性能，来达到应用于玻璃材质的使用要求；通过添加蓝光吸收物质，有效减少屏幕蓝光的射出，从而降低对人眼睛的伤害；并且涂层具有良好的硬度和炫丽的外光色彩。

Description

一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料领域，尤其是一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料。

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。

另外，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。

还有，VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文简称，通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOC。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。当VOC达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。而常用的涂料为溶剂性涂料，常温下可以释放出甲苯、苯、二甲苯等多种挥发性有机化合物。还污染环境，加重光化学烟雾污染、区域灰霾、酸雨等大气复合污，又给人带来健康危害。近年来，环境越来越恶化，雾霾越来越严重，社会对环保的要求越来越高，发展环保的涂料已经成为人们的共识。其中涂料水性化作为一种有效的途径，但是即便是水性涂料，任然含有一定量的VOC，所以开发出性能优良、VOC含量超低的涂料成为涂料行业的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料及其制备方法，通过提高体系的润湿、流平性能，来达到应用于玻璃材质的使用要求；通过添加蓝光吸收物质，有效减少屏幕蓝光的射出，从而降低对人眼睛的伤害；并且涂层具有良好的硬度和炫丽的外光色彩。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，包括按重量份计的下述原料：15-30份的纳米玻璃树脂、10-30份的水性羟基丙烯酸乳液、5-20份的氨基树脂、1-5份的有机硅酮粉、1-5份的纳米硫酸钡、0.1-3份的炫彩颜料、0.05-0.5份的蓝光吸收剂、0.1-1份的硅溶胶、0.1-0.2份的pH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。

优选的，纳米玻璃树脂为上海沪正纳米科技有限公司的4G-T35。与同类产品相比，4G-T35为高硬度、高透明、耐磨、加硬、防护等领域使用的透明纳米树脂。本产品硬度可达铅笔硬度7～9H，可弯曲不龟裂，耐酸，耐蚀(480hrs盐水测试)，抗刮性特优。

优选的，水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的2227-1。2227-1用于制备工业烘漆，其于高温下有很高的白度保持力。

优选的，氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树脂。Cymel 325氨基树脂为含高亚氨基的甲醚化氨基树脂，无须强酸催化剂便能快速固化。

优选的，有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。如，广州巴泰化工有限公司的BT-9273硅酮粉。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，增强涂料的自洁性、憎水性、防水性、耐污性、耐擦洗性等性能(自清洁特性，达到荷叶效应)。另外作为杂化填料还具有以下优点：(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。

优选的，纳米硫酸钡为德国萨哈利本的Micro纳米硫酸钡。Micro纳米硫酸钡的折光指数低，颜色呈中性，特别适合高光亮度的薄膜涂层。

优选的，炫彩颜料为中山市丽阳纳米科技有限公司的BL-系列镭射油墨。BL-系列镭射油墨有多种颜色可选。具有绚丽的幻彩效果,在灯光照射下镭射效果更强。特慢干不塞网，耐酒精耐丁酮，耐水泡，耐水煮。

优选的，蓝光吸收剂为上海沪正纳米科技有限公司的蓝光吸收剂LG-22/33/44。蓝光吸收剂是采用无机纳米材料与高分子材料复合而成，通过吸收320nm～440nm波段紫外线和蓝光，阻隔紫外光和蓝光的透过。同时对440nm～780nm的可见光完全透过，不影响透视和采光效果，耐温性好，一般为≥300℃。

优选的，硅溶胶为浙江开化龙邦硅溶胶厂的JN20-30-6。硅溶胶是一种水基的无机硅化合物，具有良好的耐气候性、防水性、耐火、耐洗、抗污染性。

优选的，pH值调节剂为德国巴斯夫公司的二甲基乙醇胺、美国陶氏化工的多功能助剂AMP-95中的一种或两种。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。

优选的，消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂两种的混合物。其中，磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂二者的重量比例在1:1左右。磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂，如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)；有机硅类消泡剂，如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024。

优选的，成膜助剂为广州宇泰化工科技有限公司的丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂两种的混合物。其中，丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF和醇酯-12成膜助剂二者的重量比例为1:1至1:2。

优选的，分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010。AFCONA-5010专为无机粒子而设计的高效分散剂，在氨基烤漆里还具有催化反应的作用。

优选的，基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂。如(迪高)TEGO的Tego-100、(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-3031中的一种或两种。Tego-100、AFCONA-3031两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。

优选的，增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂两种的混合物。其中，聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂的重量比例为1:1至2:1。聚氨酯型增稠剂，如宁柏迪的聚氨酯型增稠剂PS202；碱溶涨型增稠剂，如宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60。

上述钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，按照原料重量份，先将1/2的去离子水、1/2的pH调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、硅溶胶、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混合，搅拌得混合物；

步骤b，按照原料重量份，搅拌下，依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，搅拌；然后加入步骤a中的混合物，搅拌；加入增稠剂，搅拌，调整粘度至25℃、涂-4杯粘度为40-60s。

优选的，钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，按照原料重量份，先将1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、硅溶胶、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混合，以1000r/min的速度搅拌15分钟,得混合物；

步骤b，按照原料重量份，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤a中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。(规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，涂-4杯粘度为40-60s。)

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

(1)本发明涂料可应用于玻璃钢化膜，在玻璃钢化膜上形成一层致密的涂层，由于涂层为高分子材料，相对于玻璃材质，涂层具有良好的韧性和弹性，与钢化膜共同形成软-硬的复合材料。不但能够吸收/抵消一定的外力，而且能够粘附在玻璃表面，降低钢化膜破损的几率，增强对屏幕的保护效果。从而增达到延长钢化膜的使用时间。

(2)本发明涂料通过添加蓝光吸收物质，有效减少屏幕蓝光的射出，从而降低对人眼睛的伤害。

(3)本发明为水性涂料，相对于传统涂料来说，具有更好的环保特性(主要体现在具有较低的VOC含量)，通过添加炫彩颜料，使钢化膜具有炫彩效果，达到美观的目的。

(4)使用氨基树脂作为固化剂，大大提高涂料的硬度和光泽。

(5)硅溶胶的使用能够减少沉降，兑水容忍度高，使涂料易于施工。

(6)纳米玻璃树脂的使用，能够增强涂层的硬度；同时搭配纳米硫酸钡等填料，既提高了涂层的硬度，又能提高涂层的韧性。与同类产品相比，在硬度、附着力、抗污性和耐候性方面有极大的提高。具有出色的耐水耐碱性、优异的耐污渍性。

(7)通过使用耐高温蓝光吸收剂，使涂层达到对蓝光吸收的目的，从而减少屏幕射出的蓝光对眼镜的伤害。

(8)选用有机硅酮粉，在成膜性能方面：达到良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能，能轻松擦掉无尘粉笔、粉尘和茶渍、油污等多种涂鸦物质或生活污渍，反复污染擦拭持久性好(自清洁特性，达到荷叶效应)。在稳定性和使用性方面：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:可以使涂料的使用温度增加；可以提高涂料的力学性能；可以使防止粉料等沉降团聚。

(9)选用水性羟基丙烯酸乳液，和高沸点环保的成膜助剂，得到高光泽、高装饰性、高疏水性的水性漆涂层，其中制备的水性涂料VOC≤30g/L，气味非常低，比现有涂料更加环保，防止污染环境。

(10)选用高沸点环保的成膜助剂AF(沸点：242.7℃)和醇酯-12成膜助剂(沸点：247℃)，两种成膜助剂均为环保助剂，是乳液聚合物的强溶剂。可以有效降低乳胶漆的最低成膜温度，提高乳胶漆的耐擦洗性及涂膜质量。能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性；优异的湿膜性能、提高耐候性及展色性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

表1为本发明的实施例原料配比：

表1

上述钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，按照原料重量份，先将1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、硅溶胶、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混合，以1000r/min的速度搅拌15分钟,得混合物；

步骤b，按照原料重量份，500r/min的速度搅拌条件下依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，1000r/min的速度搅拌10分钟；然后加入步骤a中的混合物，600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至合格。(规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，涂-4杯粘度为40-60s。)

上述实施例1-3制得的钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料的检测结果见表2：

表2

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				(中华铅笔)硬度	7H	7H-8H	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
				耐候性(人工加速)h	5000h无异常	5000无异常	5000无异常
烘烤温度(℃)	120	120	120
				流平时间(min)	5-10	5-10	5-10
适宜漆膜厚度(μm)	10-30	10-30	10-30

本发明钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料具有爽滑的手感,绚丽的外观，并且具有一定的自清洁效果，防指纹、油污等印记，保持表面光洁。涂层表面能低、摩擦系数小，从而具有优异的不粘性和易清洁性。

Claims (10)

1.一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于：包括按重量份计的下述原料：15-30份的纳米玻璃树脂、10-30份的水性羟基丙烯酸乳液、5-20份的氨基树脂、1-5份的有机硅酮粉、1-5份的纳米硫酸钡、0.1-3份的炫彩颜料、0.05-0.5份的蓝光吸收剂、0.1-1份的硅溶胶、0.1-0.2份的pH调节剂、0.1-0.2份的消泡剂、2-5份的成膜助剂、0.3-0.5份的分散剂、0.3-0.5份的基材润湿剂、5-10份的去离子水、0.5-1.0份的增稠剂。

2.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述纳米玻璃树脂为上海沪正纳米科技有限公司的4G-T35。

3.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述水性羟基丙烯酸乳液为拜耳的2227-1；氨基树脂为美国氰特Cymel 325氨基树脂。

4.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。

5.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述纳米硫酸钡为德国萨哈利本的Micro纳米硫酸钡。

6.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述炫彩颜料为中山市丽阳纳米科技有限公司的BL-系列镭射油墨。

7.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述蓝光吸收剂为上海沪正纳米科技有限公司的蓝光吸收剂LG-22/33/44。

8.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述硅溶胶为浙江开化龙邦硅溶胶厂的JN20-30-6。

9.根据权利要求1所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料，其特征在于所述pH值调节剂为德国巴斯夫公司的二甲基乙醇胺、美国陶氏化工的多功能助剂AMP-95中的一种或两种；消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂两种的混合物；成膜助剂为广州宇泰化工科技有限公司的丙二醇苯醚类的环保净味型成膜助剂AF和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂两种的混合物；分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂；基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂；增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂两种的混合物。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种钢化膜用炫彩、抗蓝光水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，按照原料重量份，先将1/2的去离子水、1/2的pH调节剂、分散剂、1/2的消泡剂、纳米硫酸钡、硅溶胶、有机硅酮粉、炫彩颜料、蓝光吸收剂进行混合，搅拌得混合物；

步骤b，按照原料重量份，搅拌下，依次添加水性羟基丙烯酸乳液、纳米玻璃树脂、氨基树脂、成膜助剂、1/2的去离子水、1/2的pH值调节剂、1/2的消泡剂、基材润湿剂，搅拌；然后加入步骤a中的混合物，搅拌；加入增稠剂，搅拌，调整粘度至25℃、涂-4杯粘度为40-60s。