CN111560213B - 一种电子产品外壳用涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子产品外壳用涂料及其制备方法与应用。本发明之电子产品外壳用涂料，主要包括以下重量配比的有效原料组分：A组分：聚酯树脂33－37％、醋酸丁酯15－25％、羟基丙烯酸树脂13－17％、聚碳酸酯二醇4－6％、有机硅表面助剂4.5－5.5％、甲基异丁基酮7－13％、二丙酮醇3－7％、醋酸乙酯3－7％；B组分：固化剂HDI三聚体；B组分为A组分总重量的8－12％。本发明所得电子产品外壳用涂料，是一种双组份喷涂油性涂料，具有高透光性，可调色，易加工，耐水煮，不影响后加工工序，特别适用于电子产品外壳尤其是手机外壳及手机电池后盖板，特别是手机电池后盖有压花纹理要求的产品上。

Description

一种电子产品外壳用涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法与应用，尤其是涉及一种电子产品外壳用涂料及其制备方法与应用。
背景技术
随着社会的发展，电子产品的使用频率越来越高。手机已经成为了我们生活不可或缺的一部分，而且现在，人们对电子产品尤其是手机的外观要求越来越高。最初，手机电池盖板加工原料为铝合金金属阳极，其缺点是电磁屏蔽影响信号接收，加工成本高；之后电子产品外壳多采用光学级板材，如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和PC(聚碳酸酯)，其自带通透的仿玻璃效果，同样可实现3D玻璃+Deco-film方案的效果，并具有塑料的抗摔性，其优点：不影响信号接收，加工成本低。
当前基于市场对手机“颜值”要求，3D复合板材手机盖板、光学级板材，通过高压热成型，设计纹理，已经成为市场的主流。
CN109413234A公开了一种喷涂渐变复合板手机背壳，其渐变色彩油墨层由第一颜色油墨层、与第一颜色油墨层的颜色不同的第二颜色油墨层组成。其需要喷涂两层油墨层，并且需要严格控制渐变区两层油墨层的喷涂厚度及喷涂方向，操作较复杂。
电子产品外壳所使用的材料表面张力能一般为36～38dyn，现有常规使用的电子产品外壳涂料需要高流平性，达因值一般都必须调整至32dyn或以下，不利于涂料成膜后的后加工工序，高达因值和高流平性，二者不可兼得。
发明内容
本发明提供了一种电子产品外壳用涂料，所述涂料同时具有高达因值和高流平性，以解决现有技术中高达因值和高流平性不能兼得的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种电子产品外壳用涂料的制备方法，所述涂料成膜后的涂层透明度高、附着力好、耐水煮。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电子产品外壳用涂料的应用，所得电子产品外壳用涂料应用于电子产品外壳上，透明度高，颜色可渐变，特别适用于电子产品尤其是手机的外壳、手机电池盖板复合板材，以解决现有技术渐变效果有断面的缺陷。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，
本发明之电子产品外壳用涂料，主要包括以下重量配比的有效原料组分：
A组分：聚酯树脂33－37％、醋酸丁酯15－25％、羟基丙烯酸树脂13－17％、聚碳酸酯二醇4－6％、有机硅表面助剂4.5－5.5％、甲基异丁基酮7－13％、二丙酮醇3－7％、醋酸乙酯3－7％，各原料的质量百分比之和为100％；
B组分：固化剂HDI三聚体；
B组分为A组分总重量的8－12％。
所述电子产品外壳用涂料还可添加其他协效组分。如配套纳米色浆可以调出任何想要的颜色。
进一步，优选以下重量配比的原料：A组分：聚酯树脂35％、醋酸丁酯20％、羟基丙烯酸树脂15％、聚碳酸酯二醇5％、有机硅表面助剂5％、甲基异丁基酮10％、二丙酮醇5％、醋酸乙酯5％；
B组分：固化剂HDI三聚体；
B组分为A组分总重量的10％。
进一步，聚酯树脂，优选饱和聚酯树脂，优选羟值20～30mg KOH/g,数均分子量Mn为6000～10000。研究表明，羟值低对应的树脂分子量高，反之羟值高对应的树脂分子量低，但分子量过高时不利于涂层表面流平，分子量过低时，所得涂料成膜后，耐水解性能和附着力无法保证；经过实验，本发明选择合适的羟值和数均分子量，在提高涂层流平性能(达到镜面效果)的同时，也能保证其耐水解性能和附着力。
进一步，羟基丙烯酸树脂，优选固含量为50±3wt％，酸值≦7mg KOH/g，羟值15－25mg KOH/g。此羟基丙烯酸树脂在电子产品外壳(如PMMA和PC)材质上具有优异的附着力和耐水解、耐候性；可以提高涂层的后加工稳定性，并有助于提高涂层的耐水性和机加工性。
进一步，聚碳酸酯二醇，优选数均分子量Mn为1800－2200，羟值为51～61mg KOH/g。优选生产厂家为日本旭化成株氏会社的市售产品。本发明添加聚碳酸酯二醇，主要提高抗水解性、耐候性，提供优异的机械加工性，以及后加工时耐有机溶剂侵蚀性。
进一步，有机硅表面助剂，优选BYKETOL-SPECIAL(市售产品，购买自德国毕克化学)。此有机硅表面助剂是高沸点芳烃、酮类、酯类与聚二甲基硅氧烷的混合物)，有助于减少漆膜表面缺陷如缩孔、气泡、针孔和橘皮等，并改善流平性，同时不影响漆膜表面达因值。
进一步，固化剂HDI三聚体为脂肪族聚异氰酸酯，优选六亚甲基二异氰酸酯。本发明加入此固化剂，一方面使得涂料反应活性高，能快速反应成膜，另一方面，成膜后的涂层耐候性、耐黄变性能好。
本发明通过选择特定的原料及调整其配比，使得所得涂料在改善流平性的同时，也能保持高达因值。
本发明之电子产品外壳用涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将称取的A组分中的醋酸丁酯平均分成两份，分别为第一份醋酸丁酯和第二份醋酸丁酯；
(2)取聚酯树脂与第一份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液A；取羟基丙烯酸树脂与第二份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液B；再将混合液A和混合液B二次混合，然后滴加入聚碳酸酯二醇、甲基异丁基酮(需要缓慢加入，不能一次倒入，否则会使得反应不完全，影响最终产品的性能)，在1200－1500转/分钟高速分散30～50分钟，再加入二丙酮醇、有机硅表面助剂，最后加入醋酸乙酯(可以起到调整粘度的作用)，然后在600～800转/分钟中速分散30分钟以上，直到涂料清澈透明，即得A组分；
(3)B组分为单一组分，A、B组分分装，使用时再混合。
本发明之电子产品外壳用涂料的应用，将其应用于电子产品外壳上。
进一步，将其应用于手机外壳上。
具体应用方法如下：将A组分和B组分按重量比混合，加入相当于A组分重量0.8－1.2倍的醋酸丁酯作为稀释剂，混合均匀,用喷枪喷涂于电子产品外壳上。
喷涂时，通过控制喷涂的厚度，即可达到渐变的效果，并且渐变效果好，不会存在断面。
本发明所得的涂料最优可满足性能测试要求，如表1所示；
表1
Figure BDA0002517706700000041
本发明所得涂料的优点：
1、现有技术中，聚酯树脂尤其是饱和聚酯树脂与羟基丙烯酸树脂混溶性较差，难以得到高透明涂层。研究表明，本发明选择特定的聚酯树脂和羟基丙烯酸树脂，通过控制配比，将聚酯树脂尤其是饱和聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂分别与醋酸丁酯预混合处理，对其进行改性，再将所得混合物二次混合，即可得到透明液体，喷涂即成为高透明涂层。能够较好的解决聚酯树脂尤其是饱和聚酯树脂与羟基丙烯酸树脂混溶性较差的技术问题。
2、本发明加入特定的聚碳酸酯二醇、有机硅表面助剂、固化剂，通过调整配比，所得涂料涂层表面同时具有高达因值(可达36dyn以上)及高流平性。高流平性，涂膜容易形成镜面效果。达因值表明材料表面有多少能量值，达因值越高，表面能量越多，因此表面也就越容易接受涂装涂层等。如果表面达因值过低，涂层就无法附着于材料表面，后加工也会带来困难。本发明所得涂料打破了这一常规。
3、本发明涂料达因值高，具有优异的后机加工性，不影响压花、镀膜、印刷等工艺。
本发明所得电子产品外壳用涂料，是一种双组份喷涂油性涂料，具有高透光性，可调色，易加工，耐水煮，不影响后加工工序(热压、线切割、印刷、压花等工艺)，特别适用于电子产品外壳尤其是手机外壳及手机电池后盖板，特别是手机电池后盖有压花纹理要求的产品上。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例1所得涂料添加蓝黑色色浆后应用于手机外壳后盖板的效果图；
图2为本发明实施例2所得涂料添加粉色色浆后应用于手机外壳后盖板的效果图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
本说明书中，除另有说明的外，所述百分比为重量百分比。
实施例1
本实施例之电子产品外壳用涂料，包括以下重量配比的有效原料组分：
A组分：聚酯树脂35％、醋酸丁酯20％、羟基丙烯酸树脂15％、聚碳酸酯二醇5％、有机硅表面助剂5％、甲基异丁基酮10％、二丙酮醇5％、醋酸乙酯5％，各原料的质量百分比之和为100％；
B组分：固化剂HDI三聚体；
B组分为A组分总重量的10％。
聚酯树脂为饱和聚酯树脂，其羟值25mg KOH/g,数均分子量Mn为6000～7000。研究表明，羟值低对应的树脂分子量高，反之羟值高对应的树脂分子量低，但分子量过高时不利于涂层表面流平，分子量过低时，所得涂料成膜后，耐水解性能和附着力无法保证；本实施例选择合适的羟值和数均分子量，在提高涂层流平性能(达到镜面效果)的同时，也能保证其耐水解性能和附着力。
羟基丙烯酸树脂，固含量为50wt％，酸值为6mg KOH/g，羟值20mg KOH/g。此羟基丙烯酸树脂在电子产品外壳(如PMMA和PC)材质上具有优异的附着力和耐水解、耐候性；可以提高涂层的后加工稳定性，并有助于提高涂层的耐水性和机加工性。
聚碳酸酯二醇，数均分子量Mn为1800－2200，羟值为55mg KOH/g，生产厂家为日本旭化成株氏会社。本实施例添加聚碳酸酯二醇，主要提高抗水解性、耐候性，提供优异的机械加工性，以及后加工时耐有机溶剂侵蚀性。
有机硅表面助剂，为BYKETOL-SPECIAL有机硅表面助剂(市售产品，购买自德国毕克化学)。此有机硅表面助剂是高沸点芳烃、酮类、酯类与聚二甲基硅氧烷的混合物，有助于减少漆膜表面缺陷如缩孔、气泡、针孔和橘皮等，并改善流平性，同时不影响漆膜表面达因值。
固化剂HDI三聚体为六亚甲基二异氰酸酯，本实施例选择固化剂N3390 HDI三聚体(购自德国拜耳)，本实施例加入此固化剂，一方面使得涂料反应活性高，能快速反应成膜，另一方面，成膜后的涂层耐候性、耐黄变性能好。
本实施例通过选择特定的原料及调整其配比，使得所得涂料在改善流平性的同时，也能保持高达因值。
本实施例之电子产品外壳用涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将称取的A组分中的醋酸丁酯平均分成两份，分别为第一份醋酸丁酯和第二份醋酸丁酯；
(2)取聚酯树脂与第一份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液A；取羟基丙烯酸树脂与第二份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液B；再将混合液A和混合液B二次混合，然后滴加入聚碳酸酯二醇、甲基异丁基酮(需要缓慢加入，不能一次倒入，否则会使得反应不完全，影响最终产品的性能)，在1200转/分钟高速分散50分钟，再加入二丙酮醇、有机硅表面助剂，最后加入醋酸乙酯(充当其中的一种溶剂，也可以起到调整粘度的作用)，然后在600转/分钟中速分散30分钟，直到涂料清澈透明，即得A组分；
(3)B组分为单一组分，A、B组分分装，使用时再混合。
本实施例之电子产品外壳用涂料的应用，将其应用于电子产品外壳上，将其应用于手机外壳上。
具体应用方法如下：将A组分和B组分按重量比混合，加入相当于A组分重量1倍的醋酸丁酯作为稀释剂，混合均匀,用喷枪喷涂于手机外壳上。为更快的干燥成膜，将喷涂后的手机外壳放入80℃烘箱中烘30分钟，观察其成膜后的外观，测试其附着力、耐水煮性能、透光率、表面张力。结果如表3所示。
喷涂时，通过控制喷涂的厚度，即可达到渐变的效果，并且渐变效果好，不会存在断面。
图1为本发明实施例1所得涂料添加蓝黑色色浆后应用于手机外壳后盖板的效果图。
实施例2
本实施例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
图2为本发明实施例2所得涂料添加粉色色浆后应用于手机外壳后盖板的效果图。
实施例3
本实施例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
对比例1
本对比例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
对比例2
本对比例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
BYK-306有机硅表面助剂，为市售产品，购自德国毕克，代替BYKETOL-SPECIAL有机硅表面助剂加入。
对比例3
本对比例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
TEGO-245聚醚硅氧烷，为市售产品，购自德国赢创，代替BYKETOL-SPECIAL有机硅表面助剂加入。
对比例4
本对比例的原料种类及配比列于表2中，成膜后的性能检测结果列于表3中。除另有说明的外，其他条件与实施例1相同。
表2实施例及对比例的原料及质量百分比
Figure BDA0002517706700000071
Figure BDA0002517706700000081
表3实施例及对比例成膜性能检测结果
Figure BDA0002517706700000082
Figure BDA0002517706700000091
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电子产品外壳用涂料，其特征在于，主要包括以下重量配比的有效原料：
A组分：聚酯树脂33－37％、醋酸丁酯15－25％、羟基丙烯酸树脂13－17％、聚碳酸酯二醇4－6％、有机硅表面助剂4.5－5.5％、甲基异丁基酮7－13％、二丙酮醇3－7％、醋酸乙酯3－7％，各原料的质量百分比之和为100％；
聚酯树脂为饱和聚酯树脂，羟值20～30mg KOH/g，数均分子量Mn为6000～10000；
羟基丙烯酸树脂的 固含量为50±3wt%，酸值≤7mg KOH/g，羟值15－25mg KOH/g；
聚碳酸酯二醇的 数均分子量Mn为1800－2200，羟值为51～61mg KOH/g；
有机硅表面助剂为BYKETOL-SPECIAL；
B组分：固化剂HDI三聚体；
B组分为A组分总重量的8－12％。
2.根据权利要求1所述的电子产品外壳用涂料，其特征在于，包括以下重量配比的原料：A组分：聚酯树脂35％、醋酸丁酯20％、羟基丙烯酸树脂15％、聚碳酸酯二醇5％、有机硅表面助剂5％、甲基异丁基酮10％、二丙酮醇5％、醋酸乙酯5％；
B组分：固化剂HDI三聚体；
B组分为A组分总重量的10％。
3.如权利要求1或2所述的电子产品外壳用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将称取的A组分中的醋酸丁酯平均分成两份，分别为第一份醋酸丁酯和第二份醋酸丁酯；
（2）取聚酯树脂与第一份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液A；取羟基丙烯酸树脂与第二份醋酸丁酯预先混合成透明液体状，得混合液B；再将混合液A和混合液B二次混合，然后滴加入聚碳酸酯二醇、甲基异丁基酮，在1200－1500转/分钟高速分散30～50分钟，再加入二丙酮醇、有机硅表面助剂，最后加入醋酸乙酯，然后在600～800转/分钟中速分散30分钟以上，直到涂料清澈透明，即得A组分；
（3）B组分为单一组分，A、B组分分装，使用时再混合。
4.如权利要求1或2所述电子产品外壳用涂料的应用，其特征在于，将所述涂料应用于电子产品外壳上。
5.如权利要求4所述电子产品外壳用涂料的应用，其特征在于，具体应用方法如下：将A组分和B组分按重量比混合，加入相当于A组分重量0.8－1.2倍的醋酸丁酯作为稀释剂，混合均匀，用喷枪喷涂于电子产品外壳上。
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