CN109880499A - 可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制备、以及3d玻璃或陶瓷机盖 - Google Patents

可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制备、以及3d玻璃或陶瓷机盖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3D玻璃或陶瓷基体的防爆领域，公开了可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制备、以及3D玻璃或陶瓷机盖。可金属化的防爆涂料包括：以所述防爆涂料的总量为基准，30‑70重量％的水性聚氨酯分散体、2‑20重量％的活性粉浆液、0.1‑10重量％的附着力促进剂、0.1‑10重量％的耐水助剂、0.1‑5重量％的增稠剂、0.1‑5重量％的pH调节剂‑I、0‑20重量％的成膜助剂和5‑40重量％的水。可以提供可金属化的防爆涂料，适合实施于3D曲面，提供可应用于3D玻璃或陶瓷后盖的具有防爆和天线双功能的层。

Description

可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制 备、以及3D玻璃或陶瓷机盖
技术领域
本发明涉及3D玻璃或陶瓷基体的防爆领域，具体涉及可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制备、以及3D玻璃或陶瓷机盖。
背景技术
随着通讯技术的迅猛发展，5G通讯系统已经开始在研究中。相应的硬件也是各大手机企业研究的重要项目。其中3D玻璃、陶瓷等材料因屏蔽信号较小，外表美观等优点，成为手机屏幕、手机后盖材料的首选。
但是3D玻璃、陶瓷等材料的脆性特点导致产品易破碎，有碎片伤人等风险，因此需要防爆防护。现有的玻璃屏幕的防爆方案主要是贴防爆膜，但仅适用于平面，对于3D玻璃或陶瓷等曲面无法粘贴提供防护。
另外，现有天线功能实现的技术方案有贴FPC天线，但缺点是适用于平面，相对较厚，占有空间大，与现在手机的超薄尺寸设计理念相抵触。另外是LDS技术，但目前该技术主要应用在具有活性成分的塑胶后盖，对于玻璃、陶瓷等材料仍在开发中，无量产技术。
CN103773143A公开了一种白色涂料组合物，含有化学镀催化剂前驱体、粘结剂、溶剂，含或不含助剂，化学镀催化剂前驱体选自SnO2、ZnSnO3、ZnTiO3中的至少一种。进一步地，以100重量份的溶剂为基准，化学镀催化剂前驱体的含量为100-300重量份，粘结剂的含量5-15重量份，助剂含量为0.1-15重量份；粘结剂选自空气固化的丙烯酸树脂，UV固化的丙烯酸树脂、热固化聚氨酯和水固化聚氨酯中的任意一种，溶剂选自水、苯类溶剂、三氯乙烯、醇、酮、二酮或环酮；助剂选自分散剂、消泡剂、流平剂、粘性调节剂中的至少一种。该组合物可以通过固化粘接在绝缘基材表面，然后经激光照射和表面化学镀的方法在绝缘基材表面的选定区域形成金属层。但是不能解决3D玻璃、陶瓷等脆性材料的防爆问题。
CN201872389U公开了一种防爆玻璃，包括玻璃基板以及通过胶粘剂层粘牢在玻璃基板表面的防爆膜层，该防爆膜层由上层的防爆膜基层和吸附在防爆膜基层下方的金属层组成。该实用新型通过胶粘剂层粘贴防爆膜层的方式提供防爆玻璃，且在高聚物的防爆膜基层与胶粘剂层之间加入金属层，利用金属层的延展性和强韧度有效抵消和分解冲击。但是贴膜方式不适合具有曲面的3D玻璃、陶瓷等脆性材料，且不能提供手机天线功能。
可以看出，对于如何解决3D玻璃、陶瓷等脆性材料的防爆，以及满足该材料的天线功能，需要提供新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决3D玻璃、陶瓷等脆性材料的防爆和具有天线功能的问题，提供了可金属化的防爆涂料及制备与应用、具有天线的防爆层及制备、以及3D玻璃或陶瓷机盖。该防爆涂料可以应用在曲面玻璃或陶瓷上通过涂料形式形成防爆涂层实现为3D玻璃、陶瓷等脆性材料提供防爆功能且可以同时在该防爆涂层上形成天线结构。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种可金属化的防爆涂料，包括：以所述防爆涂料的总量为基准，
30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水；
其中，以所述活性粉浆液的总量为基准，所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种。
优选地，所述活性粉浆液中，所述水性树脂为水溶性的聚酯树脂或水溶性的丙烯酸树脂。
优选地，所述水性树脂的含量为40-60重量％。
优选地，所述活性粉浆液中，所述活性粉的平均粒径为1nm-10μm，优选为1nm-1μm。
优选地，所述活性粉的含量为25-45重量％。
优选地，所述水性聚氨酯分散体为多种水性聚氨酯的混合物，包括分散体A、分散体B和分散体C，其中，分散体A的断裂伸长率为1000-1500％，肖氏硬度为40-50度；分散体B的断裂伸长率为100-500％，肖氏硬度为30-60度；分散体C的断裂伸长率为100-300％，肖氏硬度为70-90度。
优选地，以所述水性聚氨酯分散体的总量为基准，分散体A的用量为10-70重量％，优选为15-65重量％：分散体B的用量为10-50重量％，优选为20-45重量％；分散体C的用量为5-40重量％，优选为5-20重量％。
本发明第二方面提供一种本发明的可金属化的防爆涂料的制备方法，包括：
(1)将水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水进行混合、研磨和过滤，得到活性粉浆液；其中，水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水的投料量满足所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Cu、Sn、Zn、Ti、Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种；
(2)将水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、可选的成膜助剂和水进行混合并加入pH调节剂-I调节pH值为8-9；
(3)顺次将增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水加入步骤(2)得到的混合物中搅拌均匀并过滤，得到可金属化的防爆涂料；
其中，水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、成膜助剂、增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水的加入量满足所述可金属化的防爆涂料中，以所述防爆涂料的总量为基准，含有30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水。
本发明第三方面提供一种具有天线的防爆层，包括由本发明的可金属化的防爆涂料形成的防爆涂层和在所述防爆涂层上形成的天线。
本发明第四方面提供一种本发明的具有天线的防爆层的制备方法，包括：
(a)将本发明的可金属化的防爆涂料喷涂在玻璃或陶瓷体上，并烘烤形成防爆涂层；
(b)在所述防爆涂层的选定区域上进行激光照射，得到激光活化区；
(c)在所述激光活化区形成铜层。
优选地，步骤(b)中，所述激光照射的条件包括：激光波长为157nm-10.6μm，激光频率为30-40kHz，激光功率为3-80W，激光扫描速度为500-8000mm/s。
优选地，步骤(3)中形成铜层的方法为化学镀或电镀。
优选地，在所述铜层上再形成镍层。
本发明第五方面提供一种3D玻璃或陶瓷机盖，其中，该机盖包括3D玻璃或陶瓷的基体，和本发明的具有天线的防爆层。
优选地，所述防爆涂层的厚度为10-50μm。
本发明第六方面提供一种本发明的可金属化的防爆涂料在提供曲面玻璃或陶瓷具有防爆和天线功能中的应用。
通过上述技术方案，本发明提供可金属化的防爆涂料，可以实现通过涂覆该涂料形成防爆涂层，适合实施于3D曲面，如3D玻璃、陶瓷等脆性材料实现具有防爆功能。同时，该还可以在该涂层上形成天线，提供3D玻璃或陶瓷还具有天线功能。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种可金属化的防爆涂料，包括：以所述防爆涂料的总量为基准，
30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水；
其中，以所述活性粉浆液的总量为基准，所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Cu、Sn、Zn、Ti、Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种。
本发明为解决具有3D曲面的玻璃、陶瓷等脆性材料得到防爆防护，采取在3D曲面上涂覆涂料形成防爆涂层的措施，为此提供所述可金属化的防爆涂料。该防爆涂料选用多种水性聚氨酯分散体作为主体树脂，与多种相关试剂相搭配，可以应用提供在3D曲面上形成具有防爆功能且耐化学药水、附着力优异的防爆涂层。
本发明中，所述可金属化的防爆涂料不仅可以适用于为3D曲面提供防爆涂层，而且可以通过添加组分如所述活性粉浆液，使获得的涂层可以进一步形成天线。所述活性粉浆液也包含多种组分。优选地，所述活性粉浆液中，所述水性树脂为水溶性的聚酯树脂或水溶性的丙烯酸树脂。所述水性树脂可以为所述活性粉提供良好的粉料分散性。所述水性树脂为已知物质，可以商购获得，例如优选的水溶性的聚酯树脂可以是纽佩斯的SETAL6306ss-60树脂。
本发明中，优选地，所述活性粉浆液中，所述水性树脂的含量为40-60重量％。
本发明中，优选地，所述活性粉浆液中，所述活性粉的平均粒径为1nm-10μm，优选为1nm-1μm。所述活性粉是已知物质，可以商购获得。平均粒径可以采用晶态激光测试仪测定，可以以乙醇为分散介质。例如所述活性粉可以是ZnSnO3和/或ZnTiO3。
本发明中，优选地，所述活性粉浆液中，所述活性粉的含量为20-45重量％，优选为20-30重量％。
本发明中，所述水性分散剂可以是含有颜料亲和基团的高分子聚合物，有助于所述活性粉浆液分散，可以商购获得，如陆博润的27000，BYK的190、191、192和194等。优选陆博润的27000和BYK的191。优选地，所述水性分散剂的含量为5-15重量％，优选为8-15重量％。
本发明中，所述pH调节剂-II可以是用于调节所述活性粉浆液的pH值的有机胺试剂，如乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水。可以商购获得，例如陶氏化学的AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。所述pH调节剂-II的用量满足提供所述活性粉浆液需要的pH值即可，如所述活性粉浆液pH值可以为7.5-8.5。优选地，所述pH调节剂-II的含量为0.1-3重量％，优选为1-2重量％。
本发明中，优选地，水可以是去离子水，加入量为5-25重量％，优选为8-18.5重量％。
本发明中，加入所述活性粉浆液的各组分的总量满足100重量％。
本发明提供的可金属化的防爆涂料中，除上述活性粉浆液外，还包含形成防爆涂层的其他组分。所述水性聚氨酯分散体可以作为能够最终形成涂层的主体组分。优选地，所述水性聚氨酯分散体为多种水性聚氨酯的混合物，包括分散体A、分散体B和分散体C，其中，分散体A的断裂伸长率为1000-1500％，肖氏硬度为40-50度；分散体B的断裂伸长率为100-500％，肖氏硬度为30-60度；分散体C的断裂伸长率为100-300％，肖氏硬度为70-90度。所述分散体A、分散体B和分散体C都是水性聚氨酯，是已知物质，可以商购获得，例如可以分散体A选用Acure 218树脂(断裂伸长率为1000-1500％，肖氏硬度为40-50度)，分散体B选用Acure 502树脂(断裂伸长率为100-500％，肖氏硬度为30-60度)，分散体C选用Acure 806树脂(断裂伸长率为100-300％，肖氏硬度为70-90度)。
本发明中，所述分散体A、分散体B和分散体C各自用量可以以所述水性聚氨酯分散体为基准，即所述分散体A、分散体B和分散体C的总量为基准，分散体A的用量为10-70重量％，优选为15-65重量％，更优选为40-65重量％；分散体B的用量为10-50重量％，优选为20-45重量％，更优选为25-43重量％；分散体C的用量为5-40重量％，优选为5-20重量％，更优选为10-20重量％。所述分散体A、分散体B和分散体C的总和为100重量％。选择上述多种具有不同断裂伸长率和肖氏硬度的水性聚氨酯(分散体A、分散体B和分散体C)组配而成的所述水性聚氨酯分散体，可以提供形成具有更好防爆效果的防爆涂层。
本发明中，所述防爆涂料还包含其他组分以提供可以获得的防爆涂层具有好的附着力、耐候性、耐化学药水性等。
本发明中，优选地，所述附着力促进剂为含有硅氧基团和磷酸基团的高分子化合物，由硅烷偶联剂与磷酸酯合成得到。可以商购获得，例如广州致精化股份有限公司的EDL6038和EDL-YH645B。可以优选所述防爆涂料中，所述附着力促进剂的含量为0.5-4重量％，优选为2-3.4重量％。
本发明的所述防爆涂料中优选地，所述耐水助剂为水性封闭型异氰酸酯化合物。为已知物质，可以商购获得，例如拜耳的BL2706，优选所述防爆涂料中，所述耐水助剂的含量为1-5重量％，优选为1.1-4.8重量％。
本发明的所述防爆涂料中优选地，所述增稠剂为聚丙烯酸酯、缔合型聚氨酯和纤维素化合物中的至少一种。为已知物质，可以商购获得，例如广州联固化学的X-71和汽巴公司的Rheovis132。优选所述防爆涂料中，所述增稠剂的含量为0.2-3重量％，优选为0.9-2.1重量％。
本发明的所述防爆涂料中优选地，所述pH调节剂-I为高碱性有机胺化合物。可以还同时具有润湿、分散作用，为已知物质，可以商购获得，例如陶氏化学的AMP-95。优选所述防爆涂料中，所述pH调节剂-I的含量为0.1-3重量％，优选为1.2-2.8重量％，保证所述防爆涂料的pH在8-9之间即可。
本发明的所述防爆涂料中还可以含有所述成膜助剂，优选为醇醚溶剂。为已知物质，可以商购获得，例如陶氏化学的Dowanol PnB(丙二醇丁醚)，优选所述防爆涂料中，所述成膜助剂的含量为5-15重量％，优选为3.8-4.8重量％。
本发明中，组成所述防爆涂料的各组分的总量为100重量％。优选地，水为去离子水，含量为9-35重量％，优选为9-20重量％。
本发明第二方面提供一种本发明的可金属化的防爆涂料的制备方法，包括：
(1)将水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水进行混合、研磨和过滤，得到活性粉浆液；其中，水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水的投料量满足所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种；
(2)将水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、可选的成膜助剂和水进行混合并加入pH调节剂-I调节pH值为8-9；
(3)顺次将增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水加入步骤(2)得到的混合物中搅拌均匀并过滤，得到可金属化的防爆涂料；
其中，水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、成膜助剂、增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水的加入量满足所述可金属化的防爆涂料中，以所述防爆涂料的总量为基准，含有30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水。
本发明提供的上述方法中，步骤(1)用于制备所述活性粉浆液。具体过程可以包括：将满足上述含量的水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水，采用高速分散机在转速为800rpm下搅拌5-20min得活性粉混合物；采用篮式研磨机将该混合物进行研磨，直至研磨产物中活性粉的细度低于20μm时停止研磨；采用300目滤布将研磨产物进行过滤，得到所述活性粉浆液。
本发明中，步骤(2)和(3)用于制得防爆涂料，具体过程可以包括：将满足上述含量限定的水性聚氨酯分散体(分散体A、分散体B和分散体C)、活性粉浆液、可选的成膜助剂和水，采用高速分散机在转速为500-1000rpm下搅拌5-20min，优选转速为700-900rpm下搅拌5-15min；然后在转速为300-700rpm，优选为400-600rpm下加入pH调节剂-I，得到pH值为8～9的步骤(2)产物；继续在转速为300-700rpm，优选为400-600rpm下顺次将增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水加入步骤(2)的产物中，然后采用高速分散机在转速为500-1500rpm，优选800-1200rpm下搅拌5-30min，优选10-25min；最后采用300目滤布将搅拌产物进行过滤，得到所述可金属化的防爆涂料。
步骤(2)和(3)中水分两次使用，总量满足所述可金属化的防爆涂料的组成限定。
本发明第三方面提供一种具有天线的防爆层，包括由本发明的可金属化的防爆涂料形成的防爆涂层和在所述防爆涂层上形成的天线。该涂层可以形成在3D曲面上，然后在该防爆涂层的至少部分区域上形成天线。所述防爆层的厚度可以为10-50μm，优选为20-40μm。
本发明第四方面提供一种本发明的具有天线的防爆层的制备方法，包括：
(a)将本发明的可金属化的防爆涂料喷涂在玻璃或陶瓷体上，并烘烤形成防爆涂层；
(b)在所述防爆涂层的选定区域上进行激光照射，得到激光活化区；
(c)在所述激光活化区形成铜层。
本发明中，步骤(a)用于形成防爆涂层，可以在具有3D曲面的玻璃或陶瓷体上。玻璃可以优选为各种适用于做手机后盖的玻璃材料，例如石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃。陶瓷可以选用适用于做手机后盖的陶瓷材料，例如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷或氮化铝陶瓷。
本发明中，步骤(a)的喷涂的条件可以包括：喷枪直径1-2.5mm；喷枪压力：2-5kg/cm2；喷枪与被涂物距离：10-30cm。喷涂可以实现将所述可金属化的防爆涂料涂覆在各种表面，如3D曲面上，然后通过烘烤形成可以防护3D曲面的防爆涂层。所述烘烤的过程可以包括多段温度过程：在温度60-80℃下烘烤2-10min、升至温度100-120℃烘烤2-10min，升至温度150-170℃烘烤2-10min；优选地，在温度70-80℃下烘烤5-10min、升至温度100-110℃烘烤5-10min，升至温度160-170℃烘烤5-10min。
本发明中，优选形成的所述防爆涂层的厚度可以为10-50μm。
本发明中，优选地，步骤(b)中，所述激光照射的条件包括：激光波长为157nm-10.6μm，激光频率为30-40kHz，激光功率为3-80W，激光扫描速度为500-8000mm/s。
本发明中，优选地，步骤(3)中形成铜层的方法为化学镀或电镀。
本发明中，优选地，在所述铜层上再形成镍层。可以采用化学镀或电镀。
本发明中，所述化学镀或电镀的方法采用常规的方法即可，优选形成的铜层的厚度为2-15μm，镍层的厚度为1-5μm。
本发明第五方面提供一种3D玻璃或陶瓷机盖，其中，该机盖包括3D玻璃或陶瓷的基体，和本发明的具有天线的防爆层。
本发明中，优选地，所述防爆涂层的厚度为10-50μm，优选为20-40μm。
本发明中，所述具有天线的防爆层可以通过本发明上述的具有天线的防爆层的制备方法形成。
本发明中，在所述防爆涂层的局部有形成天线的金属层，金属层的厚度为5～20μm，金属层为铜层或铜-镍层。
本发明第六方面提供一种本发明的可金属化的防爆涂料在提供曲面玻璃或陶瓷具有防爆和天线功能中的应用。
曲面玻璃或陶瓷，例如3D玻璃或陶瓷要具备防爆功能，不能采取平面的贴膜方式。本发明提供了可金属化的防爆涂料，可以通过在曲面上实施涂料形成涂层的方式为曲面提供防爆功能。并且在本发明提供的可金属化的防爆涂料形成的防爆涂层上还可以进一步形成天线，从而实现为曲面玻璃或陶瓷提供防爆和天线功能，提供了一种解决曲面玻璃或陶瓷具有防爆和天线功能的方法。具体地，可以包括：
(i)将本发明的可金属化的防爆涂料喷涂在曲面玻璃或陶瓷体上，并烘烤形成防爆涂层；
(ii)在所述防爆涂层的选定区域上进行激光照射，得到激光活化区；
(iii)在所述激光活化区形成铜层。
具体的条件如上所述，不在赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，原料为市售品。
实施例1
说明本发明制备活性粉浆料。
组分如下：纽佩斯的SETAL6306ss-60树脂600g；活性粉(ZnSnO3，平均粒径1μm)200g；水性分散剂(陆博润27000)80g，去离子水100g；pH调节剂-II(AMP-95)：20g。
制备：将上述组分混合并采用高速分散机以转速800rpm搅拌10min得活性粉混合物，pH＝8.5；再采用篮式研磨机将该混合物进行研磨，直至研磨产物中活性粉的细度低于20μm时停止研磨，采用300目滤布过滤，得到活性粉浆液A1。
实施例2
说明本发明制备活性粉浆料。
组分如下：纽佩斯的SETAL6306ss-60树脂500g；活性粉(ZnTiO3，平均粒径1μm)260g；水性分散剂(BYK191)150g，去离子水80g；pH调节剂-II(AMP-95)：10g。
制备：将上述组分混合并采用高速分散机以转速800rpm搅拌20min得活性粉混合物，pH＝7.5；再采用篮式研磨机将该混合物进行研磨，直至研磨产物中活性粉的细度低于20μm时停止研磨，采用300目滤布过滤，得到活性粉浆液A2。
实施例3
说明本发明制备活性粉浆料。
组分如下：纽佩斯的SETAL6306ss-60树脂400g；活性粉(ZnTiO3，平均粒径1μm)300g；水性分散剂(BYK191)100g，去离子水185g；pH调节剂-II(AMP-95)：15g。
制备：将上述组分混合并采用高速分散机以转速800rpm搅拌20min得活性粉混合物，pH＝8.1；再采用篮式研磨机将该混合物进行研磨，直至研磨产物中活性粉的细度低于20μm时停止研磨，采用300目滤布过滤，得到活性粉浆液A3。
实施例4
说明本发明制备可金属化的防爆涂料。
组分如下：
水性分散体A(Acure 218树脂)650g；水性分散体B(Acure502树脂树脂)250g；水性分散体C(Acure 806树脂)100g；
活性粉浆液A2：160g；
增稠剂：X-710，10g；Rheovis132(汽巴公司)，5g；
附着力促进剂：EDL6038，20g；EDL-YH645B，30g；
耐水助剂：BL2706(拜耳)，40g；
pH调节剂-I：AMP-95，20g；
成膜助剂：Dowanol PnB，60g；
去离子水：200g。
制备：
(1)将上述的组分水性分散体(A、B和C)、活性粉浆液A2、成膜助剂和部分水，采用高速分散机在800rpm下搅拌10min；
(2)转速为500rpm下，加入pH调节剂，pH值为8.6；
(3)转速为500rpm下，依顺序加入增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和剩余水；再采用高速分散机900rpm下搅拌30min；
(4)采用300目滤布过滤，得到可金属化的防爆涂料B1。
实施例5
说明本发明制备可金属化的防爆涂料。
组分如下：水性分散体A(Acure 218树脂)400g；水性分散体B(Acure502树脂树脂)400g；水性分散体C(Acure 806树脂)200g；
活性粉色浆A1：400g；
增稠剂：X-710，4g；Rheovis132(汽巴公司)，20g；
附着力促进剂：EDL6038，10g；EDL-YH645B，40g；
耐水助剂：BL2706(拜耳)，100g；
pH调节剂-I：AMP-95，30g；
成膜助剂：Dowanol PnB，100g；
去离子水：400g。
制备：
(1)将上述的组分水性分散体(A、B和C)、活性粉浆液A1、成膜助剂和部分水，采用高速分散机在700rpm下搅拌20min；
(2)转速为400rpm下，加入pH调节剂，pH值为8.1；
(3)转速为400rpm下，依顺序加入增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和剩余水；再采用高速分散机1100rpm下搅拌20min；
(4)采用300目滤布过滤，得到可金属化的防爆涂料B2。
实施例6
说明本发明制备可金属化的防爆涂料。
组分如下：水性分散体A(Acure 218树脂)450g；水性分散体B(Acure502树脂树脂)430g；水性分散体C(Acure 806树脂)120g；
活性粉色浆A3：200g；
增稠剂：X-710，20g；Rheovis132(汽巴公司)，10g；
附着力促进剂：EDL6038，30g；EDL-YH645B，20g；
耐水助剂：BL2706(拜耳)，20g；
pH调节剂-I：AMP-95，40g；
成膜助剂：Dowanol PnB，80g；
去离子水：135g。
制备：
(1)将上述的组分水性分散体(A、B和C)、活性粉浆液A3、成膜助剂和部分水，采用高速分散机在700rpm下搅拌20min；
(2)转速为400rpm下，加入pH调节剂，pH值为9.0；
(3)转速为400rpm下，依顺序加入增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和剩余水；再采用高速分散机1100rpm下搅拌20min；
(4)采用300目滤布过滤，得到可金属化的防爆涂料B3。
实施例7
说明本发明制备可金属化的防爆涂料。
组分如下：水性分散体A(Acure 218树脂)450g；水性分散体B(Acure502树脂树脂)430g；水性分散体C(Acure 806树脂)120g；
活性粉色浆A3：200g；
增稠剂：X-710，20g；Rheovis132(汽巴公司)，10g；
附着力促进剂：EDL6038，30g；EDL-YH645B，20g；
耐水助剂：BL2706(拜耳)，20g；
pH调节剂-I：AMP-95，40g；
去离子水：135g。
制备：
(1)将上述的组分水性分散体(A、B和C)、活性粉浆液A3和部分水，采用高速分散机在700rpm下搅拌20min；
(2)转速为400rpm下，加入pH调节剂，pH值为8.7；
(3)转速为400rpm下，依顺序加入增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和剩余水；再采用高速分散机1100rpm下搅拌20min；
(4)采用300目滤布过滤，得到可金属化的防爆涂料B4。
实施例8
用于说明制备具有天线的防爆层和带有该防爆层的3D玻璃。
1)将可金属化的防爆涂料B1采用喷涂方式，喷涂于3D玻璃基材：喷涂条件为：喷枪直径：2mm；喷枪压力：3kg/cm2；喷枪与被涂物距离：15cm。
烘烤：80℃烘烤10min、升至100℃烘烤10min，升至160℃烘烤10min，得到防爆涂层C1。
2)将涂层C1选定区域激光照射，激光照射条件为：激光波长为10.6μm，激光频率30kHz，功率为40W，扫描速度为1500mm/s。
3)对激光活化的区域进行化学镀铜，在选定区域形成金属铜层。继续进行化学镀镍。
得到具有天线的防爆层和具有该防爆层的3D玻璃，3D玻璃记为C1-1。
实施例9
用于说明制备具有天线的防爆层和带有该防爆层的3D玻璃。
1)将可金属化的防爆涂料B2采用喷涂方式，喷涂于3D玻璃基材：喷涂条件为：喷枪直径：2mm；喷枪压力：4kg/cm2；喷枪与被涂物距离：20cm。；
烘烤：80℃烘烤5min、升至110℃烘烤5min，升至170℃烘烤5min，得到防爆涂层C2。
2)将涂层C2选定区域激光照射，激光照射条件为：激光波长为2000nm，激光频率40kHz，功率为50W，扫描速度为500mm/s。
3)对激光活化的区域进行化学镀铜，在选定区域形成金属铜层。继续进行化学镀镍。
得到具有天线的防爆层和具有该防爆层的3D玻璃，3D玻璃记为C2-1。
实施例10
用于说明制备具有天线的防爆层和带有该防爆层的3D陶瓷。
1)将可金属化的防爆涂料B3采用喷涂方式，喷涂于3D陶瓷基材：喷涂条件为：喷枪直径：1.5mm；喷枪压力：2kg/cm2；喷枪与被涂物距离：10cm。
烘烤：80℃烘烤10min、升至100℃烘烤5min，升至170℃烘烤5min，得到防爆涂层C3。
2)将涂层C3选定区域激光照射，激光照射条件为：激光波长为157nm，激光频率35kHz，功率为80W，扫描速度为8000mm/s。
3)对激光活化的区域进行化学镀铜，在选定区域形成金属铜层。继续进行化学镀镍。
得到具有天线的防爆层和具有该防爆层的3D陶瓷，3D陶瓷记为C3-1。
实施例11
用于说明制备具有天线的防爆层和带有该防爆层的3D陶瓷。
1)将可金属化的防爆涂料B4采用喷涂方式，喷涂于3D陶瓷基材：喷涂条件为：喷枪直径：2.5mm；喷枪压力：4kg/cm2；喷枪与被涂物距离：25cm。
烘烤：80℃烘烤5min、升至110℃烘烤5min，升至160℃烘烤10min，得到防爆涂层C4。
2)将涂层C4选定区域激光照射，激光照射条件为：激光波长为5000nm，激光频率38kHz，功率为3W，扫描速度为6000mm/s。
3)对激光活化的区域进行化学镀铜，在选定区域形成金属铜层。继续进行化学镀镍。
得到具有天线的防爆层和具有该防爆层的3D陶瓷，3D陶瓷记为C4-1。
对比例1
平面玻璃表面贴市售常用的防爆膜，不能形成天线。样品记为D1。
对比例2
采用LDS技术，在塑胶基材上进行金属化，化学镀铜后化学镀镍，样品记为D2。
实施例12
涂层及镀层外观测试
通过目测方式，观察得到的涂层及镀层外观，是否有鼓泡、变色等异常，记入表1。
表1
涂层及镀层附着力测试
采用GB/T 9286-1998附着力测试标准测试涂层和镀层的附着力。
具体内容为：在样品表面划5×5个2mm×2mm的网格，用3M600胶带覆盖格子，擦拭胶带与格子完全良好接触；从胶带单边以60°方向迅速拉起胶带，并重复粘揭3次。判断等级为0-4级，0级为附着力强，4级为附着力弱。结果见表2、3。
涂层附着力为涂层与玻璃或陶瓷之间的附着力，镀层附着力为形成天线的镀层与涂层之间的附着力。
表2涂层附着力测试
序号 C1 C2 C3 C4 D1
测试等级 1级 1级 1级 1级 2级
表3镀层附着力测试
序号 C1-1 C2-1 C3-1 C4-1 D2
测试等级 1级 1级 1级 1级 1级
防爆性能测试
采用高空跌落试验进行防爆性能测试。
具体参数为：高度120cm，负载1000g重量的样品跌落试验，观察样品破碎后状态。仍是整体，无碎片分离，记为OK，否则记为NG。结果见表4。
表4防爆性能测试
序号 C1-1 C2-1 C3-1 C4-1 D1
防爆性测试 OK OK OK OK OK
通过实施例、对比例和表1-4的结果可以看出，采用本发明实施例4-7提供的可金属化的防爆涂料，可以得到实施例8-11具有天线的防爆层和具有该防爆层的3D玻璃或陶瓷。防爆层能够同时具有好的涂层附着力和防爆性能，且能够提供天线功能。
对比例1在常规的平面玻璃上粘贴常规的防爆膜，不能形成天线，且附着力等级差。市售常规的防爆膜不能在3D玻璃或陶瓷的表面上实施与玻璃或陶瓷基体紧密贴合，不能应用3D玻璃或陶瓷提供防爆功能。
对比例2只能在塑胶基材上形成天线，不能形成防爆膜，且不能用于在3D玻璃或陶瓷上形成具有天线的防爆膜。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种可金属化的防爆涂料，包括：以所述防爆涂料的总量为基准，
30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水；
其中，以所述活性粉浆液的总量为基准，所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的防爆涂料，其中，所述活性粉浆液中，所述水性树脂为水溶性的聚酯树脂或水溶性的丙烯酸树脂；优选地，所述水性树脂的含量为40-60重量％。
3.根据权利要求1所述的防爆涂料，其中，所述活性粉浆液中，所述活性粉的平均粒径为1nm-10μm，优选为1nm-1μm；优选地，所述活性粉的含量为25-45重量％。
4.根据权利要求1所述的防爆涂料，其中，所述水性聚氨酯分散体为多种水性聚氨酯的混合物，包括分散体A、分散体B和分散体C，其中，分散体A的断裂伸长率为1000-1500％，肖氏硬度为40-50度；分散体B的断裂伸长率为100-500％，肖氏硬度为30-60度；分散体C的断裂伸长率为100-300％，肖氏硬度为70-90度。
5.根据权利要求4所述的防爆涂料，其中，以所述水性聚氨酯分散体的总量为基准，分散体A的用量为10-70重量％，优选为15-65重量％：分散体B的用量为10-50重量％，优选为20-45重量％；分散体C的用量为5-40重量％，优选为5-20重量％。
6.根据权利要求1所述的防爆涂料，其中，所述附着力促进剂为含有硅氧基团和磷酸基团的高分子化合物，由硅烷偶联剂与磷酸酯合成得到；
优选地，所述耐水助剂为水性封闭型异氰酸酯化合物；
优选地，所述增稠剂为聚丙烯酸酯、缔合型聚氨酯和纤维素化合物中的至少一种；
优选地，所述pH调节剂-I和pH调节剂-II为高碱性有机胺化合物；
优选地，所述成膜助剂为醇醚溶剂。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的可金属化的防爆涂料的制备方法，包括：
(1)将水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水进行混合、研磨和过滤，得到活性粉浆液；其中，水性树脂、活性粉、水性分散剂、pH调节剂-II和水的投料量满足所述活性粉浆液包含30-60重量％的水性树脂、20-50重量％的活性粉、5-20重量％的水性分散剂、5-30重量％的水和0.1-5重量％的pH调节剂-II；
其中，所述活性粉包括选自除铜以外的元素周期表第9-11列金属元素的氧化物，元素周期表第9-11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9-11列金属元素的加氢催化剂，具有铜铁矿结构的ABO2型复合氧化物中的至少一种，以及掺杂的氧化锡；
其中，所述加氢催化剂为使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Cu、Sn、Zn、Ti、Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同；所述掺杂的氧化锡中，掺杂元素为钒、锑、铟和钼中的至少一种；
(2)将水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、可选的成膜助剂和水进行混合并加入pH调节剂-I调节pH值为8-9；
(3)顺次将增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水加入步骤(2)得到的混合物中搅拌均匀并过滤，得到可金属化的防爆涂料；
其中，水性聚氨酯分散体、所述活性粉浆液、成膜助剂、增稠剂、附着力促进剂、耐水助剂和水的加入量满足所述可金属化的防爆涂料中，以所述防爆涂料的总量为基准，含有30-70重量％的水性聚氨酯分散体、2-20重量％的活性粉浆液、0.1-10重量％的附着力促进剂、0.1-10重量％的耐水助剂、0.1-5重量％的增稠剂、0.1-5重量％的pH调节剂-I、0-20重量％的成膜助剂和5-40重量％的水。
8.一种具有天线的防爆层，包括由权利要求1-6中任意一项所述的可金属化的防爆涂料形成的防爆涂层和在所述防爆涂层上形成的天线。
9.一种权利要求8所述的具有天线的防爆层的制备方法，包括：
(a)将权利要求1-6中任意一项所述的可金属化的防爆涂料喷涂在玻璃或陶瓷体上，并烘烤形成防爆涂层；
(b)在所述防爆涂层的选定区域上进行激光照射，得到激光活化区；
(c)在所述激光活化区形成铜层。
10.一种3D玻璃或陶瓷机盖，其特征在于，该机盖包括3D玻璃或陶瓷的基体，和权利要求8所述的具有天线的防爆层。
11.一种权利要求1-6中任意一项所述的可金属化的防爆涂料在提供曲面玻璃或陶瓷具有防爆和天线功能中的应用。
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