CN108841241B - 一种半透明油墨及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半透明油墨及其制备方法与应用，属于油墨领域。上述半透明油墨的原料包括改性树脂、颜料、填料、消泡剂、流平剂、分散剂、硅烷偶联剂、固化剂及有机溶剂。改性树脂包括环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂以及有机硅改性丙烯酸树脂中的至少一种。该半透明油墨配方合理，成本较低，不仅能够耐高温，而且能起到较佳的透光作用。其制备方法包括按配比混合上述原料。该方法简单快速，条件可控性好，半透明油墨稳定性好，具有很好的应用前景。将其用于涂于显示屏玻璃的表面，能够提高显示屏玻璃的耐高温性能以及透光性能。

Description

一种半透明油墨及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及油墨领域，且特别涉及一种半透明油墨及其制备方法与应用。

背景技术

玻璃触摸屏的应用非常广泛与普及，触摸面板的控制菜单按钮，在非使用状态下为了不影响外观，一般采取不透明的处理方式，正常情况下与周边的黑框颜色同，当背底有光源透射时，才显示出操作的按键图案效果，而一般采取的不透明的处理方式主要分为以下几大类：

1、真空镀膜或离子溅射镀膜的方式；2、贴散光片的方式；3、进口半透明油。

但是，第一和第二种方式，在背部没有光源透射时所表现出来的外观效果较差，肉眼在正常情况下可以直接观看到产品的操作图案，起不到正常的隐藏效果，影响产品的外观，并且镀膜的方式成本非常高，效率低。第三种方式，一是价格成本高，不利于产品的低成本化要求，二是产品核心技术受国外供应商垄断，不利于国内的技术提升，三是产品颜色单一，无法满足外观颜色多元化个性化的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半透明油墨，该半透明油墨配方合理，成本较低，不仅能够耐高温，而且能起到一定的透光作用。

本发明的第二目的在于提供一种上述半透明油墨的制备方法，该制备方法简单快速，条件可控性好，半透明油墨稳定性好，具有很好的应用前景。

本发明的第三目的在于提供一种上述半透明油墨的应用，例如将其用于涂于显示屏玻璃的表面。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种半透明油墨，其原料包括50-60重量份的改性树脂、15-20重量份的颜料、10-20重量份的填料、0.02-0.1重量份的消泡剂、0.1-0.5重量份的流平剂、0.5-1.5重量份的分散剂、1-3重量份的硅烷偶联剂、1-3重量份的固化剂以及10-20重量份的有机溶剂。

改性树脂包括环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂以及有机硅改性丙烯酸树脂中的至少一种。

本发明还提出上述半透明油墨的制备方法：按配比混合改性树脂、颜料、填料、消泡剂、流平剂、分散剂、硅烷偶联剂、固化剂以及有机溶剂。

本发明还提出上述半透明油墨的应用，例如将其用于涂于显示屏玻璃的表面。

本发明较佳实施例提供的半透明油墨及其制备方法与应用的有益效果包括：

本发明较佳实施例提供的半透明油墨配方合理，成本较低，不仅能够耐高温，而且能起到较佳的透光作用。其制备方法简单快速，条件可控性好，半透明油墨稳定性好，具有很好的应用前景。将其用于涂于显示屏玻璃的表面，一方面能够利用对光的吸收表现出不同透过率，达到在没有光源或弱光源的时候，光无法透过基底材料，但在强背光源的前提下，光可以透过，并在控制菜单按钮或者有关显示窗口显示出图案、文字和符号等内容的目的；另一方面能够有效提高玻璃显示器的耐高温性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的半透明油墨及其制备方法与应用进行具体说明。

本发明的半透明油墨，按重量份数计，其原料包括50-60重量份的改性树脂、15-20重量份的颜料、10-20重量份的填料、0.02-0.1重量份的消泡剂、0.1-0.5重量份的流平剂、0.5-1.5重量份的分散剂、1-3重量份的硅烷偶联剂、1-3重量份的固化剂以及10-20重量份的有机溶剂。

在一些实施方式中，半透明油墨的原料包括45-55重量份的改性树脂、16-18重量份的颜料、12-18重量份的填料、0.04-0.08重量份的消泡剂、0.2-0.4重量份的流平剂、0.8-1.2重量份的分散剂、1.5-2.5重量份的硅烷偶联剂、1.5-2.5重量份的固化剂以及12-18重量份的有机溶剂。

在一些优选地实施方式中，半透明油墨的原料包括50重量份的改性树脂、17重量份的颜料、15重量份的填料、0.06重量份的消泡剂、0.3重量份的流平剂、1重量份的分散剂、2重量份的硅烷偶联剂、2重量份的固化剂以及15重量份的有机溶剂。

本申请中，改性树脂包括环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂以及有机硅改性丙烯酸树脂中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，改性树脂同时包括环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂以及有机硅改性丙烯酸树脂，在此情况下，上述四种改性树脂的重量比优选依次为3-4：1-1.5：0.8-1：4-6。

其中，环氧改性树脂例如可以包括重量比为1：2.5-3的第一类环氧改性树脂以及第二类环氧改性树脂。其中，第一类环氧改性树脂是由环氧树脂与酚醛树脂反应后所得。具体的，其是由环氧树脂中的羟基及环氧基与酚醛树脂中的羟甲基交联反应而得，具有较佳的耐热性能。

第二类环氧改性树脂是由环氧树脂与梳形芳香酰亚胺齐聚物反应而得，该类环氧改性树脂分子链相互作用较为稳定，不会因主链周围的空间位阻使分子链相互缠结。并且，该类型的环氧改性树脂具有较多的官能团，且均能有效被固定于基体树脂中，提高树脂的力学性能和耐热程度。

聚酯改性树脂可以由聚酯树脂与丁腈橡胶反应而得，该类聚酯改性树脂在反应过程中能够在两相界面附近形成梯度过渡层，增加两相间的截面结合，梯度过渡层能将冲击应力有效地传递给丁腈橡胶，从而使丁腈橡胶发生形变吸收大量冲击能，提高树脂的韧度和耐高温性。

聚氨酯改性树脂可以是由水性聚氨酯与丙烯酸树脂反应而得，二者相容性和共混程度较佳，所得的聚氨酯改性树脂透明度较高，透光性强。

有机硅改性丙烯酸树脂是以带有烷氧基团的有机硅氧烷为原料，以离子交换树脂为催化剂，经酯化反应得到带羟基的有机聚硅氧烷。此有机硅改性丙烯酸树脂中硅和氧的电负性相差较大，聚硅氧烷的分子呈螺旋状结构，甲基向外排列环绕Si-O键旋转，增加分子体积，内聚力密度较低，可起到较佳的透光作用。

承上，环氧改性树脂和聚酯改性树脂配合能够明显提高半透明油墨的耐高温性能以及表面张力，增强与玻璃表面的结合强度。聚氨酯改性树脂和有机硅改性丙烯酸树脂能够显著提高半透明油墨的透光作用。四种改性树脂配合后，能使半透明油墨的透光以及耐高温性能均达到较佳程度。

在一些优选的实施方式中，改性树脂中还包括由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈以重量比为1-2：3-5：5-6聚合所得的聚合物，该聚合物与环氧改性树脂的重量比为5-8：3-4。

该聚合物以聚硅氧烷为核，丙烯酸酯为包裹聚硅氧烷的第一层壳，丙烯腈为包裹丙烯酸酯的第二层壳。作为可选地，该聚合物的粒径可以为10-12μm。该粒径范围下的聚合物能够有效填充于改性树脂的链间网络结构中且不易从网络结构中脱落，从而有效调节四种改性树脂之间的相容性，降低其配合后的内应力。

在一些实施方式中，填料包括纳米硫酸钡、玻璃粉以及纳米二氧化硅粉中的至少一种。优选包括纳米硫酸钡或纳米二氧化硅粉，该二者的比表面积均较大，表面活性中心较多，与其它原料结合的可能性大，相容性较好，在本申请中能够提高物料的分散性，调节油墨的流动度和稀稠度，进一步提高半透明油墨的透光以及耐高温性能。

在一些实施方式中，固化剂包括异氰胺酸酯或三聚氰胺或对甲基苯基双胍盐酸盐。上述固化剂能够较其它固化剂在树脂(尤其是环氧树脂)中溶解度更好，缩短固化体系的凝胶时间，降低体系的固化温度，提高改性树脂的耐高温性能以及透光性能，降低不同位置光透过率的差异。值得说明的是，固化剂中对甲基苯基双胍盐酸盐较异氰胺酸酯或三聚氰胺对半透明油墨的透光影响更为明显，能够保持均匀的光透过率。

流平剂在本申请中主要用于使油墨在干燥过程中形成平整、光滑和均匀的涂膜，防止油墨体系产生缩孔或鱼眼等情况，并改善颜料的分散性和固化过程中的脱气效果。

可选地，本申请中的流平剂例如可以采用氟碳改性丙烯酸酯类流平剂，该类型的流平剂较其它类型流平剂更适于本申请方案，与本申请中的其它原料相容性较为适中，一方面能够避免由于相容性太好容易导致流平剂溶在涂膜中，不会在涂膜表面形成新的界面，提供不了流平作用；另一方面能够避免由于相容性太差，不能均匀地分布在涂膜表面，反而会相互聚集在一起，导致容易产生缩孔状的缺陷，以及会使涂膜光泽下降，产生雾影等不良的副作用。也即氟碳改性丙烯酸酯类流平剂不仅能有效降低油墨的表面张力，提高其流平性和均匀性，还能有效改善油墨的渗透性，减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。

消泡剂主要用于消除改性树脂反应过程中产生的泡沫；分散剂能够进一步改善油墨体系中各原料的分散性能和混合均匀程度；偶联剂用于改善油墨的界面性能，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使油墨具有良好的机械、耐热以及透光性能；有机溶剂主要用于为上述各物质提供混合空间。

此外，本申请还提供了一种上述半透明油墨的制备方法，例如可以包括以下步骤：按配比混合改性树脂、颜料、填料、消泡剂、流平剂、分散剂、硅烷偶联剂、固化剂以及有机溶剂。

在一些优选地实施方式中，上述半透明油墨的制备方法可按以下步骤进行：将有机溶剂分为重量比为7-11：3-4的第一溶剂和第二溶剂，混合改性树脂、填料、颜料以及第一溶剂，研磨，得第一混合物；混合固化剂、消泡剂、硅烷偶联剂、流平剂、分散剂以及第二溶剂，得第二混合物；混合第一混合物及第二混合物。

按上述优选地制备方法，有利于使各物质快速混匀，缩短制备时间，提高制备效率。

此外，本申请还提出了一种上述半透明油墨的应用，例如可将其用于涂于显示屏玻璃的表面，优选用于涂于电磁炉产品显示屏玻璃的表面，一方面可利用对光的吸收表现出不同透过率，达到在没有光源或弱光源的时候，光无法透过基底材料，但在强背光源的前提下，光可以透过，并在控制菜单按钮或者有关显示窗口显示出图案、文字和符号等内容的目的；另一方面能够提高显示屏玻璃的耐高温性能。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

混合50重量份的改性树脂、10重量份的填料、15重量份的颜料以及7重量份的第一溶剂，研磨，得第一混合物。1重量份的混合固化剂、0.02重量份的消泡剂、1重量份的硅烷偶联剂、0.1重量份的流平剂、0.5重量份的分散剂以及3重量份的第二溶剂，得第二混合物。混合第一混合物及第二混合物，得半透明油墨。

其中，改性树脂含有重量比依次为3：1：0.8：4：5的环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂、有机硅改性丙烯酸树脂以及聚合物。环氧改性树脂含有重量比为1：2.5的第一类环氧改性树脂以及第二类环氧改性树脂。聚合物由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈以重量比为1：3：5聚合而得，聚合物的粒径为12μm。

填料为纳米硫酸钡，固化剂为对甲基苯基双胍盐酸盐，流平剂为氟碳改性丙烯酸酯类流平剂。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有60重量份的改性树脂、20重量份的颜料、20重量份的填料、0.1重量份的消泡剂、0.5重量份的流平剂、1.5重量份的分散剂、3重量份的硅烷偶联剂、3重量份的固化剂、14重量份的第一溶剂和6重量份的第二溶剂。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有45重量份的改性树脂、16重量份的颜料、12重量份的填料、0.04重量份的消泡剂、0.2重量份的流平剂、0.8重量份的分散剂、1.5重量份的硅烷偶联剂、1.5重量份的固化剂、9重量份的第一溶剂和3重量份的第二溶剂。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有55重量份的改性树脂、18重量份的颜料、18重量份的填料、0.08重量份的消泡剂、0.4重量份的流平剂、1.2重量份的分散剂、2.5重量份的硅烷偶联剂、2.5重量份的固化剂、12重量份的第一溶剂和6重量份的第二溶剂。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有50重量份的改性树脂、17重量份的颜料、15重量份的填料、0.06重量份的消泡剂、0.3重量份的流平剂、1重量份的分散剂、2重量份的硅烷偶联剂、2重量份的固化剂、11重量份的第一溶剂和4重量份的第二溶剂。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂含有重量比依次为4：1.5：1：6：8的环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂、有机硅改性丙烯酸树脂以及聚合物。环氧改性树脂含有重量比为1：3的第一类环氧改性树脂以及第二类环氧改性树脂。聚合物由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈以重量比为2：5：6聚合而得，聚合物的粒径为10μm。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂含有重量比依次为3.5：1.25：0.9：5：6.5的环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂、有机硅改性丙烯酸树脂以及聚合物。环氧改性树脂含有重量比为1：2.8的第一类环氧改性树脂以及第二类环氧改性树脂。聚合物由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈以重量比为1.5：4：5.5聚合而得，聚合物的粒径为11μm。

实施例8

本实施例与实施例1的区别在于：填料为纳米二氧化硅粉，固化剂为异氰胺酸酯，流平剂为氟碳改性丙烯酸酯类流平剂。

实施例9

本实施例与实施例1的区别在于：填料为玻璃粉和纳米硫酸钡的混合物，固化剂为三聚氰胺，流平剂为氟碳改性丙烯酸酯类流平剂。

实施例10

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂仅含有环氧改性树脂。

实施例11

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂仅含有聚酯改性树脂。

实施例12

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂仅含有聚氨酯改性树脂和有机硅改性丙烯酸树脂。

实施例13

本实施例与实施例1的区别在于：改性树脂中不含由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈聚合而得的聚合物。

实施例14

本实施例与实施例1的区别在于，各原料一次性混合。

试验例1

重复实施上述实施例1-14，得到足够多的半透明油墨。以实施例1-5为例依次作为试验组1-5，将其按照相同的方式涂于同一批次的电磁炉的不同显示屏的玻璃，以现有技术中涂有半透明油的显示屏玻璃作为对照组，比较上述玻璃的可见光透过率(％)以及耐高温程度，其结果如表1所示。

表1可见光透过率以及耐高温结果

由表1可以看出，经本申请实施例提供的显示屏的玻璃能较对照组的显示屏的玻璃对不同波段下的可见光均具有更佳的透光率，同时还耐高温性能明显更优。说明本申请所提供的半透明油墨涂于显示屏玻璃的表面后，能明显改善显示屏的透光性和耐高温性。

对比试验组1-5可以看出，试验组5所体现出的透光性和耐高温性均更佳，说明在该试验组所提供的半透明油墨的配比条件下，能够使半透明油墨具有更佳的性能。

试验例2

以实施例1为例，设置对比组1-5，对比组1-5与实施例1的区别在于：对比组1的改性树脂中不含聚氨酯改性树脂，对比组2的改性树脂中不含聚酯改性树脂，对比组3的改性树脂中不含环氧改性树脂，对比组4的改性树脂中不含有机硅改性丙烯酸树脂，对比组5的改性树脂中不含聚合物。按照试验例1中的方法，比较上述玻璃的可见光透过率(％)以及耐高温程度，其结果如表2所示。

表2可见光透过率以及耐高温结果

由表2可以看出，本申请改性树脂中是否同时含有环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂、有机硅改性丙烯酸树脂以及聚合物对显示屏玻璃在不同波段下对可见光的透光率以及耐高温性均有较大影响，其中，环氧改性树脂和聚酯改性树脂均对显示屏玻璃的耐高温性影响较大，聚氨酯改性树脂和有机硅改性丙烯酸树脂均对显示屏玻璃的透光率影响较大。

此外，环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂、有机硅改性丙烯酸树脂以及聚合物均对显示屏玻璃在不同波段下的透光率以及耐高温性具有不同程度的影响，五者配合后能够起到协同增效的作用。

试验例3

以实施例1为例，设置对比组6-9，对比组6-9与实施例1的区别在于：对比组6的填料为玻璃粉，对比组7的填料为纳米二氧化硅粉，对比组8的固化剂为异氰胺酸酯，对比组9的固化剂为三聚氰胺。按照试验例1中的方法，比较上述玻璃的可见光透过率(％)以及耐高温程度，其结果如表3所示。

表3可见光透过率以及耐高温结果

由表3可以看出，试验组1较对比组6-9中的显示屏玻璃在不同波段下对可见光的透光率以及耐高温性均更高，但均优于试验例1中的对照组。说明本申请填料以及固化剂的选择均对显示屏玻璃的耐高温性和透光率具有一定影响，填料采用纳米硫酸钡较玻璃粉或纳米二氧化硅粉更佳，固化剂采用对甲基苯基双胍盐酸盐较异氰胺酸酯或三聚氰胺更佳。

综上所述，本发明实施例提供的半透明油墨配方合理，成本较低，不仅能够耐高温，而且能起到较佳的透光作用。其制备方法简单快速，条件可控性好，半透明油墨稳定性好，具有很好的应用前景。将其用于涂于显示屏玻璃的表面，一方面能够利用对光的吸收表现出不同透过率，达到在没有光源或弱光源的时候，光无法透过基底材料，但在强背光源的前提下，光可以透过，并在控制菜单按钮或者有关显示窗口显示出图案、文字和符号等内容的目的；另一方面能够有效提高玻璃显示器的耐高温性能。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种半透明油墨，其特征在于，按重量份数计，其原料包括50-60重量份的改性树脂、15-20重量份的颜料、10-20重量份的填料、0.02-0.1重量份的消泡剂、0.1-0.5重量份的流平剂、0.5-1.5重量份的分散剂、1-3重量份的硅烷偶联剂、1-3重量份的固化剂以及10-20重量份的有机溶剂；

所述改性树脂包括重量比为3-4：1-1.5：0.8-1：4-6的环氧改性树脂、聚酯改性树脂、聚氨酯改性树脂以及有机硅改性丙烯酸树脂；

所述环氧改性树脂包括重量比为1：2.5-3的第一类环氧改性树脂以及第二类环氧改性树脂，其中，第一类环氧改性树脂是由环氧树脂与酚醛树脂反应后所得，第二类环氧改性树脂是由环氧树脂与梳形芳香酰亚胺齐聚物反应而得；聚酯改性树脂由聚酯树脂与丁腈橡胶反应而得；聚氨酯改性树脂由水性聚氨酯与丙烯酸树脂反应而得；有机硅改性丙烯酸树脂是以带有烷氧基团的有机硅氧烷为原料，以离子交换树脂为催化剂，经酯化反应得到带羟基的有机聚硅氧烷；

所述改性树脂中还包括由聚硅氧烷、丙烯酸酯以及丙烯腈以重量比为1-2：3-5：5-6聚合所得的聚合物，所述聚合物与所述环氧改性树脂的重量比为5-8：3-4；

所述聚合物以聚硅氧烷为核，丙烯酸酯为包裹聚硅氧烷的第一层壳，丙烯腈为包裹丙烯酸酯的第二层壳；所述聚合物的粒径为10-12μm。

2.根据权利要求1所述的半透明油墨，其特征在于，所述原料包括50-55重量份的所述改性树脂、16-18重量份的所述颜料、12-18重量份的所述填料、0.04-0.08重量份的所述消泡剂、0.2-0.4重量份的所述流平剂、0.8-1.2重量份的所述分散剂、1.5-2.5重量份的所述硅烷偶联剂、1.5-2.5重量份的所述固化剂以及12-18重量份的所述有机溶剂。

3.根据权利要求2所述的半透明油墨，其特征在于，所述原料包括50重量份的所述改性树脂、17重量份的所述颜料、15重量份的所述填料、0.06重量份的所述消泡剂、0.3重量份的所述流平剂、1重量份的所述分散剂、2重量份的所述硅烷偶联剂、2重量份的所述固化剂以及15重量份的所述有机溶剂。

4.根据权利要求1-3任一项所述的半透明油墨，其特征在于，所述填料包括纳米硫酸钡、玻璃粉以及纳米二氧化硅粉中的至少一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的半透明油墨，其特征在于，所述固化剂包括异氰胺酸酯或三聚氰胺或对甲基苯基双胍盐酸盐。

6.如权利要求1-5任一项所述的半透明油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比混合改性树脂、颜料、填料、消泡剂、流平剂、分散剂、硅烷偶联剂、固化剂以及有机溶剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将有机溶剂分为重量比为7-11：3-4的第一溶剂和第二溶剂，混合改性树脂、填料、颜料以及第一溶剂，研磨，得第一混合物；混合固化剂、消泡剂、硅烷偶联剂、流平剂、分散剂以及第二溶剂，得第二混合物；混合第一混合物及第二混合物。

8.一种如权利要求1-5任一项所述的半透明油墨的应用，其特征在于，所述半透明油墨用于涂于显示屏玻璃的表面。