CN109880495A - 一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料及其制备方法，该涂料包括质量百分比计的下述各组分：多官聚氨酯丙烯酸酯树脂10‑30％、聚酯丙烯酸酯低聚物5‑25％、丙烯酸酯低聚物5‑25％、活性稀释剂10‑40％、有机溶剂5‑40％、光引发剂0.5‑3％、防指纹功能助剂0.01‑2％、其他添加剂0.5‑5％。本发明的防污低收缩涂料，在玻璃基材上具有极佳的附着力且保持了玻璃的高硬耐磨性能，此外，其具有良好的疏水疏油性以及涂层固化后低收缩性。
Description
技术领域
本发明涉及紫外光固化涂料领域，特别是涉及一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料及其制备方法。
背景技术
目前，我们使用电子产品时，屏幕玻璃表面由于被经常触摸，手指上的汗液及污渍会残留在产品表面，影响到视觉效果，图像模糊，且清理表面脏污时很困难，要使用专业的药水及工具才可以清理干净，影响用户体验。当前，解决这一问题最有效的方案是在玻璃表面增加一层具有防污防指纹效果的保护膜。据报道,日本、英国等相关公司已经成功研制了憎水、憎油、防污染玻璃涂层，但其采用溶胶凝胶(浸渍法、旋转法、溅射法、超声波涂层法)制膜工艺，需要高温(高于120°)长时间固化且玻璃表面需要等离子等特定处理，对生产环境、设备及操作具有严格要求，使施工较为不便。因此，探究一种简便易操作的玻璃防污膜具有极大的市场价值。本专利采用紫外光固化方法于玻璃上形成一种具有防污效果的保护膜，基材前处理简便，施工便捷，固化快速且疏水疏油效果好。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料及其制备方法。
本发明的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其包括按质量百分比计的下述各组分：
多官聚氨酯丙烯酸酯树脂10-30％
聚酯丙烯酸酯低聚物5-25％
丙烯酸酯低聚物5-25％
活性稀释剂10-40％
有机溶剂5-40％
光引发剂0.5-3％
防指纹功能助剂0.01-2％
其他添加剂0.5-5％
其中，多官聚氨酯丙烯酸酯树脂官能度为3-9，优选官能度为3-6；所述的多官聚氨酯丙烯酸酯树脂为芳香族聚氨酯丙烯酸树脂或者脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂，优选芳香族聚氨酯丙烯酸。
进一步的，所述的聚酯丙烯酸酯低聚物官能度为2-4。所述的聚酯丙烯酸酯低聚物为含有甲氧基、乙基、乙氧基、苯氧基、苯氧基甲基、苯氧基乙基等具有柔性链段的聚酯丙烯酸，优选乙氧基聚酯丙烯酸。
进一步的，所述的丙烯酸酯低聚物官能度为2-4。所述的丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物或者纯丙烯酸酯低聚物或者环氧丙烯酸酯低聚物。
进一步的，所述的活性稀释剂选自乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、二氧六环二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等中的一种或者两种或者三种。
进一步的，所述的有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、环己酮、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚等中的一种或者两种或者三种。
进一步的，所述的光引发剂包括α，α-二乙氧基苯乙酮(DEAP)，二甲氧基苯基苯乙酮(IRGACURE 651)，羟基环己基苯基甲酮(IRGACURE 184)，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DAROCUR 1173)，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(IRGACURE 907)，2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、苯甲酰基衍生物(PI 55)、二苯甲酮(PI BP)、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯(PI MBB)等中的任意一种或两种。
进一步的，所述的防指纹功能助剂为有机硅丙烯酸聚合物、含氟丙烯酸聚合物、氟化聚醚硅氧烷等功能材料的一种或者多种。
进一步的，所述的助剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂、抗老化剂、光稳定剂中的一种或多种。所述的涂料固化所需的能量为500～800mJ/cm2。
本发明还提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料的制备方法，包括：
首先，根据紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料的配方称取原料；
然后，将多官聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯低聚物依次加入反应釜中，升温至50-60℃，采用300-500转/分低速搅拌20-30分钟；再加入所述的活性稀释剂和有机溶剂，采用1000-1500转/分低速搅拌20-30分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入所述的光引发剂和其他添加剂，以2000-3000转/分中速搅拌5-10分钟，混合均匀即得所需涂料。
所述的涂料固化后表面水接触角为105-113°，植物油接触角为65-80°。
所述的涂料固化后形成的涂层厚度为5-25μm，收缩率0.5-3％。
所述的涂料固化后铅笔硬度750g 3-6H。
本发明制备获得的用于玻璃基材防污低收缩涂料，具有以下有益的效果：
1.本发明的涂料采用UV固化，无需高温加热，反应快速，环保节能，利于工业生产；
2.本发明的涂料运用于玻璃基材，无需对玻璃基材进行等离子前处理，只需基材去污渍等清洁处理即可；
3.本发明的涂料具有良好的附着力、低收缩性能，并具有较高的光泽度和透明性；
4.本发明的涂料保持了玻璃基材良好的增硬耐磨性能。
5.本发明的涂料具有防污易清洁效果，具有优异的防指纹性能。
附图说明
图1为具有本发明涂料涂层的玻璃表面水滴情况；
图2为具有本发明涂料涂层的玻璃表面水接触角；
图3为具有本发明涂料涂层的玻璃表面油性马克笔收珠情况。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 多官聚氨酯丙烯酸树脂6313-100 | 10％ |
| 聚酯丙烯酸酯低聚物6150 | 25％ |
| 丙烯酸酯低聚物6343 | 5％ |
| 活性稀释剂(三丙二醇二丙烯酸酯) | 10％ |
| 有机溶剂(二甲苯/乙酸乙酯＝1:1，质量计) | 40％ |
| 光引发剂(DAROCUR 1173) | 3％ |
| 特殊功能助剂 | 2％ |
| 流平剂BYK-333 | 0.5％ |
| 附着力促进剂Z-6040 | 0.5％ |
| 其他助剂 | 5％ |
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将6313-100、6150、6343依次加入反应釜中，加热55℃搅拌25min；再加入活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯和二甲苯/乙酸乙酯为1:1的有机溶剂，采用1000转/分低速搅拌25分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以2000转/分中速搅拌10分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述防污低收缩涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在50℃温度下烘烤3min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量800mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度20μm；硬度5H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角111±2°；疏油角78±2°；涂层收缩率2.6％。
实施例2
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 多官聚氨酯六丙烯酸树脂DR-U145-4 | 15％ |
| 聚酯丙烯酸酯低聚物DR-E-504 | 16％ |
| 丙烯酸酯低聚物DR-U384 | 17％ |
| 活性稀释剂(新戊二醇二丙烯酸酯) | 15％ |
| 有机溶剂(乙酸乙酯/正丁醇＝1/1，质量计) | 30％ |
| 光引发剂(DAROCUR 1173) | 2％ |
| 特殊功能助剂 | 1.5％ |
| 流平剂BYK-333 | 0.5％ |
| 抗老化剂JW-03-HH1020 | 0.5％ |
| 光稳定剂783 | 0.5％ |
| 其他助剂 | 2.0％ |
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将DR-U145-4、DR-E-504、DR-U384依次加入反应釜中，加热50℃搅拌30min；再加入活性稀释剂新戊二醇二丙烯酸酯和乙酸乙酯/正丁醇配比1/1的有机溶剂，采用1200转/分低速搅拌20分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以2000转/分中速搅拌10分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述防污低收缩涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在60℃温度下烘烤2min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量800mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度25μm；硬度6H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角105±2°；疏油角75±2°；涂层收缩率3.0％。
实施例3
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
| 原料 | 质量百分比(％) |
| 多官聚氨酯丙烯酸树脂DR-160 | 20％ |
| 聚酯丙烯酸酯低聚物EM2411 | 5％ |
| 丙烯酸酯低聚物FSP8668 | 25％ |
| 活性稀释剂(二氧六环二醇二丙烯酸酯) | 20％ |
| 有机溶剂(乙酸乙酯/二甲苯＝1/2，质量计) | 25％ |
| 光引发剂(IRGACURE 184：DAROCUR 1173＝1:1，质量计) | 1.5％ |
| 特殊功能助剂 | 1.0％ |
| 流平剂BYK-333 | 0.5％ |
| 抗老化剂168 | 0.5％ |
| 光稳定剂UV-531 | 0.5％ |
| 其他助剂 | 1.0％ |
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将DR-160、EM2411、FSP8668依次加入反应釜中，加热60℃搅拌20min；再加入活性稀释剂二氧六环二醇二丙烯酸酯和乙酸乙酯/二甲苯配比1/2的有机溶剂，采用1500转/分低速搅拌20分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以3000转/分中速搅拌50分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在55℃温度下烘烤3min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量500mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度15μm；硬度4H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角105±2°；疏油角72±2°；涂层收缩率1.5％。
实施例4
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将DR-U018、DR-U301、DR-A809依次加入反应釜中，加热55℃搅拌25min；再加入活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯和乙酸乙酯/丙二醇甲醚醋酸酯配比2/1的有机溶剂，采用1000转/分低速搅拌25分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以2000转/分中速搅拌10分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述防污低收缩涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在50℃温度下烘烤3min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量600mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度15μm；硬度4H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角105±2°；疏油角68±2°；涂层收缩率1.5％。
实施例5
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将DR-U018、DR-E-504、DR-A809依次加入反应釜中，加热55℃搅拌25min；再加入活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯和乙酸乙酯/丙二醇甲醚醋酸酯配比2/1的有机溶剂，采用1000转/分低速搅拌25分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以2000转/分中速搅拌10分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述防污低收缩涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在50℃温度下烘烤3min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量600mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度15μm；硬度4H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角105±2°；疏油角67±2°；涂层收缩率1.8％。
实施例6
本实施例提供一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，该涂料包括按质量百分比计的下述各组分：
上述涂料的制备方法，具体包括下述步骤：
根据上述涂料的配方称取原料；然后，将DR-U018、DR-E650、DR-E505依次加入反应釜中，加热50℃搅拌20min；再加入活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯和乙酸乙酯/丙二醇甲醚醋酸酯/异丙醇配比2/1/1的有机溶剂，采用1000转/分低速搅拌20分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入光引发剂和所有助剂，以2000转/分中速搅拌5分钟，混合均匀即得用于玻璃基材防污低收缩涂料。
上述用于玻璃基材防污低收缩涂料的涂覆固化方法，具体包括下述步骤：
首先，采用上述防污低收缩涂料喷涂玻璃基材；然后，将涂覆后的基材在50℃温度下烘烤3min，再在120W/cm2紫外光强度下累计辐照量500mJ/cm2，即完成固化过程。
性能测试：干膜厚度5μm；硬度3H(750g)；附着力5B；光泽度(60°)＞100°；疏水角105±2°；疏油角67±2°；涂层收缩率0.5％。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于，包括按质量百分比计的下述各组分：
多官聚氨酯丙烯酸酯树脂10-30％
聚酯丙烯酸酯低聚物5-25％
丙烯酸酯低聚物5-25％
活性稀释剂10-40％
有机溶剂5-40％
光引发剂0.5-3％
防指纹功能助剂0.01-2％
其他添加剂0.5-5％。
2.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的多官聚氨酯丙烯酸酯树脂官能度为3-9；所述的多官聚氨酯丙烯酸酯树脂为芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂或者脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。
3.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的聚酯丙烯酸酯低聚物官能度为2-4；所述的聚酯丙烯酸酯低聚物为具有柔性链段的聚酯丙烯酸低聚物，所述的柔性链段包括甲氧基、乙基、乙氧基、苯氧基、苯氧基甲基、苯氧基乙基。
4.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的丙烯酸酯低聚物官能度为2-6；所述的丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物或者纯丙烯酸酯低聚物或者环氧丙烯酸酯低聚物。
5.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的活性稀释剂选自乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、二氧六环二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或者两种或者三种。
6.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的有机溶剂选自无水乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、环己酮、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单丁醚中的一种或者两种或者三种。
7.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的光引发剂包括α，α-二乙氧基苯乙酮(DEAP)，二甲氧基苯基苯乙酮(IRGACURE 651)，羟基环己基苯基甲酮(IRGACURE 184)，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DAROCUR 1173)，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(IRGACURE 907)，2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、苯甲酰基衍生物(PI 55)、二苯甲酮(PI BP)、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯(PIMBB)中的任意一种或两种。
8.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的防指纹功能助剂为有机硅丙烯酸聚合物、含氟丙烯酸聚合物、氟化聚醚硅氧烷等功能材料的一种或者多种。
9.如权利要求1所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料，其特征在于：所述的其他添加剂包括流平剂、润湿剂、消泡剂、附着力促进剂、抗老化剂、光稳定剂中的一种或多种；所述的涂料固化所需的能量为500～800mJ/cm2。
10.如权利要求1-9任一项所述的紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先，根据紫外光固化型用于玻璃基材防污低收缩涂料的配方称取原料；
然后，将多官聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯低聚物依次加入反应釜中，升温至50-60℃，采用300-500转/分低速搅拌20-30分钟；再加入所述的活性稀释剂和有机溶剂，采用1000-1500转/分低速搅拌20-30分钟；向上述步骤得到的搅拌混合物中加入所述的光引发剂和其他添加剂，以2000-3000转/分中速搅拌5-10分钟，混合均匀即得所需涂料。
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