CN111303737A - 一种耐指纹透明涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐指纹透明涂层及其制备方法，室温条件下，将丙烯酸树脂、催化剂、流平剂、附着力促进剂、固化剂、稀释剂、全氟聚醚依次投入混料锅，搅拌即可获得耐指纹透明树脂涂料；将待涂覆的基片用无纺布沾酒精和丙酮先后擦拭去除油污，随后将所述耐指纹透明树脂涂料喷涂或擦涂在基片上，或将基片在所述耐指纹透明树脂涂料中浸涂成膜，所述基片为玻璃、抛光不锈钢或亮面塑料；将涂覆后的基片放在80‑120℃烘箱中固化1‑2h，即可在基片上获得耐指纹透明树脂涂层。本发明所制备的疏水亲油型耐指纹透明涂层去离子水接触角95‑100°，十四烷接触角10‑15°，属于疏水亲油型防指纹涂层。

Description

一种耐指纹透明涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于化工材料领域，具体涉及一种耐指纹透明涂层及其制备方法。
背景技术
科技的进步发展方便和丰富了人们的生活，例如交互式系统，包装，汽车内饰和各类五金、电器等的应用。但是在使用过程中指纹和皮肤油脂残留是影响触摸表面的美观、透明度和光泽最大的问题。例如最常见的手机和平板电脑，娱乐丰富生活，但是人们往往被屏幕表面沾染的污渍（主要是指纹）、水滴滴在屏幕上不易滚落等问题所烦扰。所以，美丽，清洁的外观日益成为极具重要的要求，近年来，具有保持功能和性能的耐指纹的表面已成为设计目标。
许多研究都提到，超双疏可以减少指纹残留，实验证实疏水疏油性确实在一定程度上可以减少指纹残留，但是即使是超双疏也不能完全没有指纹残留。
目前手机厂商主流的做法是在手机出厂前在屏幕上涂覆一层防指纹油。防指纹油是一种无色或浅黄色透明液体，它是由特殊结构的氟硅树脂配置而成的一种含氟涂料，化学名十七氟癸基三乙氧基硅烷，具有防水、防油、防污、防潮、绝缘、耐酸、防指纹等性能，并且还具有抗磨耐划痕、透光率高成膜性好等优点。由于其水的接触角为110°左右，大豆油的接触角75°左右，视觉指纹残留仍然明显。
发明内容
解决的技术问题：针对现有AF涂层在手指按压指纹污渍仍有明显残留，且其和光滑玻璃表面结合力不强，使用不久就会失去了效果，本发明提供一种耐指纹透明涂层及其制备方法。
技术方案：一种耐指纹透明涂层的制备方法，包括以下步骤：混料：室温条件下，将丙烯酸树脂1-3质量份、催化剂0.1-1质量份、流平剂0.3-1.5质量份、附着力促进剂0.4-1.2质量份、固化剂1-3质量份、稀释剂6-18质量份、全氟聚醚1-2质量份依次投入混料锅，200-400r/min转速条件下搅拌3-5h，即可获得耐指纹透明树脂涂料； 基片处理及涂覆：将待涂覆的基片用无纺布沾酒精和丙酮先后擦拭去除油污，随后将所述耐指纹透明树脂涂料喷涂或擦涂在基片上，或将基片在所述耐指纹透明树脂涂料中浸涂成膜，所述基片为玻璃、抛光不锈钢或亮面塑料；固化：将涂覆后的基片放在80-120℃烘箱中固化1-2h，即可在基片上获得耐指纹透明树脂涂层。
优选的，上述丙烯酸树脂是酯胶清漆、醇酸清漆、虫胶清漆中的至少一种；催化剂是二丁基二月桂酸锡；流平剂是迪高TEGO450、毕克BYK333和毕克BYK345中的至少一种；附着力促进剂是迪高LTH、迪高LTW-B、毕克BYK-4500和毕克BYK-4510中的至少一种；固化剂是JIAO绩奥-HI100；稀释剂是乙酸丁酯；全氟聚醚是DAIKIN L-200、杜邦GPL105、Fluere-1704中的至少一种。
优选的，上述喷涂工艺为：每20cm2喷涂量为2mL，喷涂压力2-2.5MPa，喷嘴倾斜45度距离样品10~15cm喷涂，移动速度25~30cm/min，来回均匀喷涂在基底表面。
优选的，上述擦涂工艺为：按比例，将0.5mL的涂料滴基底在20cm2基底上，用无尘布来回擦拭，直到将其均匀涂覆在基底表面。
优选的，上述浸涂工艺为：将基片完全浸泡至耐指纹透明树脂涂料中60-80s，提拉速度300-500μm/s，浸涂2-3次。
上述制备方法制得的耐指纹透明涂层，涂层膜厚55-100μm，水接触角为95-100°，十四烷接触角为10-15°，透光率90-95%，铅笔硬度5H-8H，膜基结合强度超过15MPa。
有益效果：本发明提出的制备方法工艺简单，原料易得，可大规模生产；本发明所制备的疏水亲油型耐指纹透明涂层去离子水接触角95-100°，十四烷十四烷接触角10-15°，属于疏水亲油型防指纹涂层。亲油性使指纹残留中的油脂在涂层表面铺展开来，视觉指纹被隐藏。不同于普通亲水亲油型涂层，油脂粘附不易去除，由于是本涂层具备疏水性，故残留的指纹容易被擦净。本发明所制备耐指纹透明涂层，透光率90%-95%，视觉通透感强，耐指纹效果优异，橡皮1Kg载荷摩擦800次疏水角为80-83°，疏油角为20-23°。本发明所制备耐指纹透明涂层，耐指纹性能优异，指纹残留图片通过ImageJ图像设置阈值上限为180，下限为120，利用ImageJ中面积测量功能测量出白色指纹残留的面积和整体指纹占据面积，进行比值计算得出指纹残留率，通过有涂层和无涂层指纹残留率对比，得到涂层防指纹率达90%。耐磨性：摩擦面尺寸1cm*1cm的橡皮，在1kg压力条件下，在所述涂层表面来回摩擦1000次，水接触角大于83°，十四烷接触角小于25°；耐温性：将所述涂层放置于-15°C到80°C环境条件下2h，涂层外观和耐指纹性无变化；耐湿热性：根据国标GB/T1740-89测试，涂层耐湿热性能为1级，耐20%氢氧化钠（72h）不起泡，不脱落，耐5%盐水（72h）不起泡，不脱落，耐90#汽油（72h）不起泡，不脱落；实际寿命：经常触摸的表面如手机前后面板，使用寿命达6个月，不经常触摸的表面如洗衣机、冰箱表面，使用寿命达1-2年。
附图说明
图1 本发明涂层按压指纹工业照相机照片（右侧为涂层部分）；
图2 本发明涂层1Kg橡皮摩擦800次按压指纹工业照相机照片（右侧为涂层部分）；
图3 本发明涂层按压指纹光学显微镜放大50倍照片（右侧为涂层部分）；
图4 市面AF油按压指纹工业照相机照片（左侧为涂层部分）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例只为说明本发明的技术构思和特点，不应理解为本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
取醇酸清漆1质量份、催化剂二丁基二月桂酸锡0.6质量份、固化剂JIAO绩奥-HI100 1质量份、流平剂毕克BYK333 0.6质量份、附着力促进剂毕克BYK-4500 0.8质量份、稀释剂乙酸丁酯 5质量份、全氟聚醚DAIKIN L-200 1质量份混合后机械搅拌5h得到耐指纹透明涂层，利用浸涂方式涂覆在已洗净的透明载玻片表面。浸涂工艺为：浸涂的速度为500μm/s，浸涂时间为60s，浸涂次数为2次。浸涂后放在80℃烘箱中固化2h，将具备耐指纹透明涂层的载玻片进行耐指纹性能表征。如附图1所示，图中左侧为涂层部分，可以看出按压指纹后基本看不见残留，且1Kg橡皮摩擦800次后按压，指纹残留仍不明显（如图2）。图3是按压指纹后光学显微镜放大50倍照片，从上面可以看到基本看不见油脂，结合其十四烷接触角10°-15°可知，油脂在涂层表面铺展开来，视觉指纹被隐藏。由于是涂层具备疏水性，故残留的指纹容易被擦净。图4是市面AF油按压指纹工业照相机照片（左侧为涂层部分），指纹按压后虽然比未有AF涂层部分有指纹减轻，但仍有很多残留。对比可以发现本发明的涂层性能更加优异。指纹残留图片通过ImageJ图像设置阈值上限为180，下限为120，利用ImageJ中面积测量功能测量出白色指纹残留的面积和整体指纹占据面积，进行比值计算得出指纹残留率，通过有涂层和无涂层指纹残留率对比，得到涂层防指纹率达90%。
实施例2
取酯胶清漆3质量份、催化剂二丁基二月桂酸锡1.5质量份、固化剂JIAO绩奥-HI100 2质量份、流平剂迪高TEGO4501 8质量份、附着力促进剂迪高LTH 2.4质量份、稀释剂乙酸丁酯18质量份、全氟聚醚DAIKIN L-200 3质量份混合后机械搅拌5h得到耐指纹透明涂层，利用擦涂方式涂覆在已洗净的透明载玻片表面。擦涂工艺为：将0.5mL的涂料滴基底在20cm2基底上（每20cm2基底约需要0.5mL涂料），用无尘布来回擦拭，直到将其均匀涂覆在基底表面，然后将样品放入烘箱固化，将具备耐指纹透明涂层的载玻片进行耐指纹性能表征，通过有涂层和无涂层指纹残留率对比，得到涂层防指纹率达72%。
实施例3
取虫胶清漆2质量份、催化剂二丁基二月桂酸锡1质量份、固化剂JIAO绩奥-HI100 1质量份、流平剂毕克BYK3451 5质量份、附着力促进剂毕克BYK-4510 1质量份、稀释剂乙酸丁酯14质量份、全氟聚醚杜邦GPL105 3质量份得到耐指纹透明涂层，利用浸涂方式涂覆在已洗净的透明载玻片表面。浸涂工艺为：浸涂的速度为500μm/s，浸涂时间为80s，浸涂次数为2次。浸涂后放在80℃烘箱中固化2h，将具备耐指纹透明涂层的载玻片进行耐指纹性能表征，通过有涂层和无涂层指纹残留率对比，得到涂层防指纹率达65%。

Claims (6)

1.一种耐指纹透明涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：混料：室温条件下，将丙烯酸树脂1-3质量份、催化剂0.1-1质量份、流平剂0.3-1.5质量份、附着力促进剂0.4-1.2质量份、固化剂1-3质量份、稀释剂6-18质量份、全氟聚醚1-2质量份依次投入混料锅，200-400r/min转速条件下搅拌3-5h，即可获得耐指纹透明树脂涂料； 基片处理及涂覆：将待涂覆的基片用无纺布沾酒精和丙酮先后擦拭去除油污，随后将所述耐指纹透明树脂涂料喷涂或擦涂在基片上，或将基片在所述耐指纹透明树脂涂料中浸涂成膜，所述基片为玻璃、抛光不锈钢或亮面塑料；固化：将涂覆后的基片放在80-120℃烘箱中固化1-2h，即可在基片上获得耐指纹透明树脂涂层。
2.根据权利要求1所述耐指纹透明涂层的制备方法，其特征在于所述丙烯酸树脂是酯胶清漆、醇酸清漆、虫胶清漆中的至少一种；催化剂是二丁基二月桂酸锡；流平剂是迪高TEGO450、毕克BYK333和毕克BYK345中的至少一种；附着力促进剂是迪高LTH、迪高LTW-B、毕克BYK-4500和毕克BYK-4510中的至少一种；固化剂是JIAO绩奥-HI100；稀释剂是乙酸丁酯；全氟聚醚是DAIKIN L-200、杜邦GPL105、Fluere-1704中的至少一种。
3.根据权利要求1所述耐指纹透明涂层的制备方法，其特征在于所述喷涂工艺为：每20cm2喷涂量为2mL，喷涂压力2-2.5MPa，喷嘴倾斜45度距离样品10~15cm喷涂，移动速度25~30cm/min，来回均匀喷涂在基底表面。
4.根据权利要求1所述耐指纹透明涂层的制备方法，其特征在于所述擦涂工艺为：按比例，将0.5mL的涂料滴基底在20cm2基底上，用无尘布来回擦拭，直到将其均匀涂覆在基底表面。
5.根据权利要求1所述耐指纹透明涂层的制备方法，其特征在于所述浸涂工艺为：将基片完全浸泡至耐指纹透明树脂涂料中60-80s，提拉速度300-500μm/s，浸涂2-3次。
6.权利要求1-5任一所述制备方法制得的耐指纹透明涂层，其特征在于所述涂层膜厚55-100μm，水接触角为95-100°，十四烷接触角为10-15°，透光率90-95%，铅笔硬度5H-8H，膜基结合强度超过15MPa。
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