CN111732887A - 一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光固化涂料技术领域，具体涉及一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用。一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯15‑25％、环氧丙烯酸酯10‑20％、光固化抗菌树脂5‑20％、活性单体15‑25％、溶剂25‑40％、引发剂1‑5％、助剂0.1‑0.5％。本发明提供了一种具有抗菌性能的光固化涂料，通过调整原料间的配比，提高体系间的相容性和协同作用，满足溶剂型光固化涂料喷涂工艺要求，通过喷涂方式涂覆在消费电子产品，如手机、笔记本、家用电器等，进行表面装饰与防护，具有优异且持久的抗菌效果。

Description

一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及光固化涂料技术领域，具体涉及一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用。
背景技术
一直以来，细菌、霉菌等病原体对人体或者动物体的健康有很大的危害，并且还会引起材料的分解损坏以及食物的变质，造成很大的健康和经济损失。所以，如何减少甚至避免细菌等病原体对环境以及人体的危害成了人们一直以来希望解决的问题，特别是2019年新型冠状病毒爆发以来，各个行业越来越重视抗菌、抗病毒产品的升级以及市场化应用。光固化涂料具有5E的特点，即Efficient(高效)、Enabling(适用广)、Economical(经济)、Energy saying(节能)、Environmental-friendly(环境友好)。目前，紫外光固化涂料已被人们广泛应用在与生活息息相关的领域，如用在手机、电脑、数码相机、儿童玩具等物品的外壳，以起到美化物件和保护物件的作用。而这些日用品经常被人们接触，如果它们表面的涂料不具有抗菌能力，那么人们很容易受到粘在涂料表面的细菌和病菌的感染。
目前，抗菌涂料的发展已有很长时间的积淀，目前大多数是有机硅季铵盐类、有机多酚类等有机抗菌剂与银离子、锡类等抗菌性金属离子化合物共同添加至涂料体系中，赋予涂层抗菌特性。这种通过物理添加方式，赋予涂层的抗菌性具有一定的时效性，随着时间推移其在涂层表面溶出并损耗，抗菌作用也逐渐失效。特别是，对于家具、手机、智能设备等在相应环境中与人们生活密切接触，所求的抗菌时效性要求更高。为预防粘在消费电子产品表面的细菌和病菌的感染，需要一种具有抗菌功能的紫外光固化涂料进行表面装饰及功能保护，并维持长久高效的抗菌效果。
因此，本发明提供一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料及其制备方法和应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯15-25％、环氧丙烯酸酯10-20％、光固化抗菌树脂5-20％、活性单体15-25％、溶剂25-40％、引发剂1-5％、助剂0.1-0.5％。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为2-6。
作为本发明一种优选的技术方案，所述环氧丙烯酸酯的官能度为1.5-3。
作为本发明一种优选的技术方案，所述光固化抗菌树脂含有机硅季铵盐基团。
作为本发明一种优选的技术方案，所述活性单体为丙烯酸酯。
作为本发明一种优选的技术方案，所述活性单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-羟基正丁基丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂为酯类有机溶剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂选自醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯和二丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
本发明的第二个方面提供了所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)向反应釜中投入溶剂和活性单体，在转速20-50Hz的条件下，分散10-30分钟；
(2)然后投入聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，在转速40-60Hz的条件下，边加热边分散，待温度稳定控制在40-50℃时，投入光固化抗菌树脂，继续分散50-70分钟；
(3)最后投入引发剂和助剂，分散20-40分钟，出料即得。
本发明的第三个方面提供了所述溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的应用，应用于电子产品领域。
有益效果
本发明提供了一种具有抗菌性能的光固化涂料，包含光引发剂、溶剂、活性单体、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、光固化抗菌树脂和助剂，通过调整原料间的配比，提高体系间的相容性和协同作用，整体满足溶剂型光固化涂料喷涂工艺要求，产生有效和持久的抗菌效果。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯15-25％、环氧丙烯酸酯10-20％、光固化抗菌树脂5-20％、活性单体15-25％、溶剂25-40％、引发剂1-5％、助剂0.1-0.5％。
在一种优选的实施方式中，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯22％、环氧丙烯酸酯15％、光固化抗菌树脂10％、活性单体18％、溶剂32.2％、引发剂2.5％、助剂0.3％。
聚氨酯丙烯酸酯
聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料。
本发明中，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为2-6。
本发明中，所述聚氨酯丙烯酸酯的来源，没有特别的限制，可提及allnex集团EBECRYL 246、EBECRYL 264、EBECRYL 1290、EBECRYL 8307和长兴化学6145-100、6170、6157B-80等。
环氧丙烯酸酯
环氧丙烯酸酯树脂(epoxy acrylate,EA)又称乙烯基酯树脂，是环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸经过酯化反应而制得。环氧丙烯酸酯树脂是目前应用最广泛、用量最大的光固化低聚物，其光固化速度在各类低聚物中是最快的，而且其固化后的涂膜具有硬度高、光泽度好、耐腐蚀性能、耐热性及电化学性优异等特点，并且环氧丙烯酸酯原料来源广，价格低廉，合成工艺简单，因此是光固化涂料中用量最多的光感性树脂之一。
本发明中，所述环氧丙烯酸酯的官能度为1.5-3。
在一种优选的实施方式中，所述环氧丙烯酸酯的环氧值为0.01-0.1。
在一种更优选的实施方式中，所述环氧丙烯酸酯的环氧值为0.03-0.06。
epoxy value环氧值是100g环氧树脂中所含环氧基团的物质的量。它与环氧当量的关系为环氧值＝100/环氧当量。它是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标。
本发明中，所述环氧丙烯酸酯的来源没有特别的限制，可提及长兴化学621A-80、6215-100、6202和allnex集团EBECRYL 600、EBECRYL 3700等。
光固化树脂
光固化树脂由树脂单体(monomer)及预聚体(oligomer)组成，含有活性官能团，能在紫外光照射下由光敏剂(light initiator)引发聚合反应，生成不溶的涂膜。光固化树脂又称光敏树脂，是一种受光线照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化，进而交联固化的低聚物。
本发明中，所述光固化树脂为光固化抗菌树脂。
在一种优选的实施方式中，所述光固化抗菌树脂含有机硅季铵盐基团。
在一种优选的实施方式中，所述光固化抗菌树脂的制备原料，按重量份计，包括：预聚体I 40-80份、预聚体II 40-100份、端羟基聚二甲基硅氧烷80-180份、第一催化剂0.1-0.4份。
所述预聚体I的制备原料，按重量份计，包括：氯化胆碱12.9-15.4份、二异氰酸酯18.9-25.9份、第二催化剂0.06-0.1份、稀释剂33-41份；所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种；所述第二催化剂选自有机铋、有机锡、有机锌、碘化钾中的一种或多种；所述稀释剂为丙烯酸酯活性稀释剂；更优选的，所述丙烯酸酯活性稀释剂选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
所述预聚体I的制备方法，包括以下步骤：在反应器中加入氯化胆碱、稀释剂，搅拌均匀；然后加入二异氰酸酯，20-30℃下搅拌5-15min；加入第二催化剂，升高温度在70-90℃，恒温反应3-5h，得到预聚体I。
所述预聚体II的制备原料，按重量份计，包括：羟基丙酸酯单体50.5-70.9份、多异氰酸酯18.2-56.6份、阻聚剂0.18-0.32份；所述羟基丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-羟基正丁基丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的一种或多种；所述多异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体多异氰酸酯、HDI缩二脲多异氰酸酯一种或两种；所述阻聚剂选自对羟基苯甲醚、对苯二酚、二丁基羟基甲苯中的一种或多种。
所述预聚体II的制备方法，包括以下步骤：将羟基丙烯酸酯单体、多异氰酸酯、阻聚剂加入到反应器中，控制反应温度在50-70℃，恒温反应2.5-4h，得到预聚体II。
所述端羟基聚二甲基硅氧烷，分子式为：
Figure BDA0002554799860000061
其中，n＝5-40；更优选的n＝15-30。
n＝5-40时，表示端羟基聚二甲基硅氧烷数均分子量在500-3000之间；
n＝15-30时，表示端羟基聚二甲基硅氧烷数均分子量在1000-2000之间。
所述第一催化剂为有机铋、有机锡、有机锌中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述具有抗菌、抗污功能的光固化抗菌树脂的制备方法，包括以下步骤：将预聚体I、预聚体II、端羟基聚二甲基硅氧烷加入到反应容器中，20-30℃搅拌均匀后，加入第一催化剂，升高温度在80-90℃，恒温反应3.5-5.5h，测异氰酸酯含量在0.1wt％以下，即得。
所述异氰酸酯的含量测试为本领域常用的测试方法，无特别限定，例如，将需要测量异氰酸酯含量的聚合物与过量的二正丁胺反应，再用盐酸滴定过量的二正丁胺来定量计算NCO的含量。
在一种最优选的实施方式中，所述光固化抗菌树脂的制备原料包括：56.7g预聚体I、89.4g预聚体II、104.2g端羟基聚二甲基硅氧烷(数均分子量为1500)、0.19g第一催化剂(0.15有机铋和0.04g有机锡)；
所述预聚体I的制备方法为：在反应器中加入中14.1g氯化胆碱、21.0gTMPTA，20.0gHDDA搅拌均匀至半透明，然后加入25.9g HMDI，在室温下搅拌10min，加入0.08g有机锌、0.02g碘化钾，升温至65-68℃恒温反应3.5h，取样测试异氰酸酯含量在5.0-5.3％之间，降温密封好，得到预聚体I；
所述预聚体II的制备方法为：在另一个反应器中加入59.4g季戊四醇三丙烯酸酯、11.5g丙烯酸羟丙酯、56.6gHDI三聚体、0.32g对羟基苯甲醚，控温至62-65℃，恒温反应3.5h，取样测试异氰酸酯含量在3.2±0.1％之间，降温密封好，得到预聚体II。
所述光固化抗菌树脂的制备方法，包括以下步骤：将预聚体I、预聚体II、端羟基聚二甲基硅氧烷加入到反应容器中，30℃搅拌均匀后，加入第一催化剂，升高温度在85℃，恒温反应4.5h，测异氰酸酯含量在0.1wt％以下，即得。
本发明通过光固化抗菌树脂分子结构设计，制备了一种有机硅季铵盐光固化抗菌树脂，其采用端羟基聚二甲基硅氧烷将抗菌分子结构与光固化活性基团相互接枝，将抗菌结构引入光固化抗菌树脂中，光照射后抗菌基团稳定存在，保持抗菌作用的长久高效。
本发明中，所述环氧丙烯酸酯与光固化抗菌树脂的重量比为(0.8-1.8)：1。
在一种更优选的实施方式中，所述环氧丙烯酸酯与光固化抗菌树脂的重量比为1.5：1。
发明人在实验过程中发现，环氧丙烯酸酯与光固化抗菌树脂分子极性相差较大，导致两种树脂的相容性较差，当采用官能度为1.5-3，环氧值为0.01-0.1，特别是采用环氧值为0.03-0.06的环氧丙烯酸酯时，两种树脂间的相容性显著提高，从而能提高抗菌涂料的整体性能。发明人认为可能的原因是，环氧丙烯酸酯分子量较大，极性较强，而官能度为1.5-3，环氧值为0.01-0.1的环氧丙烯酸酯分子中羟基的数量明显减少，降低分子极性的同时，其分子中的羟基还能够与光固化抗菌树脂中的氨基形成分子间氢键，一方面提高了两种树脂间的相容性，另一方面提高光固化速度以及其固化后的涂膜的抗菌性能。
活性单体
UV固化材料与热固化材料的主要区别之一，就是在调节体系的流变性时，前者主要使用活性单体，而后者则使用非活性单体。
本发明中，所述活性单体为丙烯酸酯。
在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸酯的官能度为1-4。
在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸酯的官能度为2或3。
在一种优选的技术方案中，所述活性单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-羟基正丁基丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述的活性单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述活性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
在一种更优选的实施方式中，所述活性单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的组合。
在一种更优选的实施方式中，所述二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比为1：(1.2-2.2)。
在一种最优选的实施方式中，所述二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比为1：(1.5-2)。
在一种最最优选的实施方式中，所述二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比为1：1.5。
溶剂
溶剂是一种可以溶化固体，液体或气体溶质的液体(气体、或固体)(溶剂、溶质都可以为固体、液体、气体)，继而成为溶液。在日常生活中最普遍的溶剂是水。而所谓有机溶剂即是包含碳原子的有机化合物。溶剂通常拥有比较低的沸点和容易挥发，或是可以由蒸馏来去除，从而留下被溶物。因此，溶剂不可以对溶质产生化学反应。溶剂可从混合物萃取可溶化合物，最普遍的例子是以热水冲泡咖啡或茶。溶剂通常是透明，无色的液体，他们大多都有独特的气味。
本发明中，所述溶剂为酯类有机溶剂。
在一种优选的实施方式中，所述溶剂选自醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯和二丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述溶剂选自醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述溶剂为醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯中的组合。
在一种更优选的实施方式中，所述醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯中的重量比为1：(1.5-2.5)：(0.2-0.4)。
在一种最优选的实施方式中，所述醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯中的重量比为1：2：0.22。
引发剂
本发明中，所述引发剂为光引发剂。
光引发剂(photoinitiator)又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuring agent)，是一类能在紫外光区(250-420nm)或可见光区(400-800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。
本发明中，所述光引发剂，没有特别的限制，市售均适用于本发明，可提及巴斯夫光引发剂Irgacure 184和1173、光引发剂TPO等。
助剂
本发明中，所述助剂，没有特别的限制。
在一种优选的实施方式中，所述助剂至少包括流平剂。
英文专业名称：Leveling agent，流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质。可改善涂饰液的渗透性，能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。主要是表面活性剂，有机溶剂等。流平剂种类很多，不同涂料所用的流平剂种类也不尽相同。在溶剂型涂饰剂中可用高沸点溶剂或丁基纤维素。在水基型涂饰剂中则用表面活性剂或聚丙烯酸、羧甲基纤维素等。
本发明中，所述流平剂，没有特别的限制，可提及毕克BYK-333流平剂等。
本发明的第二个方面提供了所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)向反应釜中投入溶剂和活性单体，在转速20-50Hz的条件下，分散10-30分钟；
(2)然后投入聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，在转速40-60Hz的条件下，边加热边分散，待温度稳定控制在40-50℃时，投入光固化抗菌树脂，继续分散50-70分钟；
(3)最后投入引发剂和助剂，分散20-40分钟，出料即得。
在一种优选的技术方案中，本发明的第二个方面提供了所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)向反应釜中投入溶剂和活性单体，在转速30Hz的条件下，分散15分钟；
(2)然后投入聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，在转速50Hz的条件下，边加热边分散，待温度稳定控制在45℃时，投入光固化抗菌树脂，继续分散60分钟；
(3)最后投入引发剂和助剂，分散30分钟，出料即得。
本发明通过合理的光固化涂料配方设计，包含光引发剂，溶剂，活性单体，多官聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯，光固化抗菌树脂和助剂，通过调整配比，制备一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，整体满足溶剂型光固化涂料喷涂工艺要求，具有持久的抗菌效果。
本发明的第三个方面提供了所述溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的应用，应用于电子产品领域。
在一种优选的实施方式中，所述溶剂型喷涂光固化抗菌涂料应用于消费电子产品表面结构外观和功能型的喷涂涂料。
消费类电子产品在不同发展水平的国家有不同的内涵，在同一国家的不同发展阶段有不同的内涵。我国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品，主要包括：电视机、影碟机(VCD、SVCD、DVD)、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机(CD)等。而在一些发达国家，则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。随着技术发展和新产品新应用的出现，数码相机、手机、PDA等产品也在成为新兴的消费类电子产品。从二十世纪九十年代后期开始，融合了计算机、信息与通信、消费类电子三大领域的信息家电开始广泛地深入家庭生活，它具有视听、信息处理、双向网络通讯等功能，由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如显示卡、存储介质、IC卡或信用卡的读取设备)、嵌入式操作系统以及应用层的软件包组成。广义上来说，信息家电包括所有能够通过网络系统交互信息的家电产品，如PC、机顶盒、HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、智能电视盒、WEBTV等。目前，音频、视频和通讯设备是信息家电的主要组成部分。从长远看，电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会发展成为信息家电，并构成智能家电的组成部分。
本发明的第四个方面提供了所述溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的喷涂工艺，所述喷涂方式采用空气喷涂。
空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。
在一种优选的实施方式中，所述空气喷涂的工艺参数为：气压3.5-4.0Kgf/cm2，喷枪距离产品10-20cm，喷涂粘度8.5-9.5s；所述喷枪的雾化、油量及气压大小根据外观效果调整，观察外观湿润但不能流挂。
在一种优选的实施方式中，所述涂层干膜膜厚为20-30μm。
在一种优选的实施方式中，所述烘烤和固化条件为：红外流平3-5min，温度60-65℃；采用中压汞灯固化，照射能量200-1000mj/cm2。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
实施例1提供了一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，包括以下组分：10％醋酸丁酯、20％醋酸乙酯、6％二缩三丙二醇二丙烯酸酯、12％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、20％聚氨酯丙烯酸酯、15％环氧丙烯酸酯、12％光固化抗菌树脂、2.5％引发剂、0.3％流平剂、2.2％丙二醇甲醚醋酸酯。
所述聚氨酯丙烯酸酯，选自allnex集团EBECRYL 246；所述环氧丙烯酸酯，选自长兴化学621A-80；所述光引发剂，选自巴斯夫光引发剂Irgacure 184；所述流平剂，选自毕克BYK-333流平剂；
所述光固化抗菌树脂的制备原料包括：56.7g预聚体I、89.4g预聚体II、104.2g端羟基聚二甲基硅氧烷(数均分子量为1500)、0.19g第一催化剂(0.15有机铋、0.04g有机锡)；
所述预聚体I的制备方法为：在反应器中加入中14.1g氯化胆碱、21.0gTMPTA，20.0gHDDA搅拌均匀至半透明，然后加入25.9g HMDI，在室温下搅拌10min，加入0.08g有机锌、0.02g碘化钾，升温至65-68℃恒温反应3.5h，取样测试异氰酸酯含量在5.0-5.3％之间，降温密封好，得到预聚体I；
所述预聚体II的制备方法为：在另一个反应器中加入59.4g季戊四醇三丙烯酸酯、11.5g丙烯酸羟丙酯、56.6gHDI三聚体、0.32g对羟基苯甲醚，控温至62-65℃，恒温反应3.5h，取样测试异氰酸酯含量在3.1-3.3％之间，降温密封好，得到预聚体II。
所述光固化抗菌树脂的制备方法，包括以下步骤：将预聚体I、预聚体II、端羟基聚二甲基硅氧烷加入到反应容器中，20-30℃搅拌均匀后，加入第一催化剂，升高温度在82-85℃，恒温反应4.5h，测异氰酸酯含量在0.1wt％以下，即得。
所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)向反应釜中投入溶剂和活性单体，在转速30Hz的条件下，分散15分钟；
(2)然后投入聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，在转速50Hz的条件下，边加热边分散，待温度稳定控制在45℃时，投入光固化抗菌树脂，继续分散60分钟；
(3)最后投入引发剂和助剂，分散30分钟，出料即得。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，包括以下组分：10％醋酸丁酯、20％醋酸乙酯、6％二缩三丙二醇二丙烯酸酯、10％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、19％聚氨酯丙烯酸酯、15％环氧丙烯酸酯、18％光固化抗菌树脂、2.5％引发剂、0.3％流平剂、2.2％丙二醇甲醚醋酸酯。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，包括以下组分：10％醋酸丁酯、20％醋酸乙酯、6％二缩三丙二醇二丙烯酸酯、12％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、18％聚氨酯丙烯酸酯、15％环氧丙烯酸酯、14％光固化抗菌树脂、2.5％引发剂、0.3％流平剂、2.2％丙二醇甲醚醋酸酯。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，包括以下组分：10％醋酸丁酯、20％醋酸乙酯、18％二缩三丙二醇二丙烯酸酯、22％聚氨酯丙烯酸酯、15％环氧丙烯酸酯、10％光固化抗菌树脂、2.5％引发剂、0.3％流平剂、2.2％丙二醇甲醚醋酸酯。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，包括以下组分：10％醋酸丁酯、20％醋酸乙酯、10％二缩三丙二醇二丙烯酸酯、15％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、20％聚氨酯丙烯酸酯、12％环氧丙烯酸酯、8％光固化抗菌树脂、2.5％引发剂、0.3％流平剂、2.2％丙二醇甲醚醋酸酯。
性能测试
试样制备：将上述实施例1-5所制备的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料样品涂布在ABS基材上，膜厚25μm，固化能量400mj/cm2，最后将固化后漆膜裁剪为5cm*5cm大小的样板进行测试。
测试条件：
抗菌性：按国标GB/21866-2008，根据其要求，抗菌性在99.0％以上评定为抗菌性一级；
抗菌持久性：按国标GB/21866-2008；根据其要求，抗菌持久性在95.0％以上评定为抗菌持久性一级；
测试结果见表1。
表1.实施例1-5的性能测试结果
Figure BDA0002554799860000141
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述抗菌涂料的制备原料，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯15-25％、环氧丙烯酸酯10-20％、光固化抗菌树脂5-20％、活性单体15-25％、溶剂25-40％、引发剂1-5％、助剂0.1-0.5％。
2.根据权利要求1所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为2-6。
3.根据权利要求1所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯的官能度为1.5-3。
4.根据权利要求1所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述光固化抗菌树脂含有机硅季铵盐基团。
5.根据权利要求1所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述活性单体为丙烯酸酯。
6.根据权利要求5所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述活性单体选自二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-羟基正丁基丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述溶剂为酯类有机溶剂。
8.根据权利要求7所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料，其特征在于，所述溶剂选自醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯和二丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)向反应釜中投入溶剂和活性单体，在转速20-50Hz的条件下，分散10-30分钟；
(2)然后投入聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯，在转速40-60Hz的条件下，边加热边分散，待温度稳定控制在40-50℃时，投入光固化抗菌树脂，继续分散50-70分钟；
(3)最后投入引发剂和助剂，分散20-40分钟，出料即得。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述溶剂型喷涂光固化抗菌涂料的应用，其特征在于，应用于电子产品领域。
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