CN112778827B

CN112778827B - 单组份水性3d玻璃移印黑色装饰油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN112778827B
Application number: CN202110087009.0A
Authority: CN
Inventors: 刘禹轩; 凌云剑; 王卫国; 杨波; 缪培凯; 伍松; 符饶生; 李平
Original assignee: Hunan Sokan New Materials Co ltd
Current assignee: Hunan Sokan New Materials Co ltd
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2041-01-22
Also published as: CN112778827A

Abstract

本发明公开了一种单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨及其制备方法，包括以下质量份：水性环氧树脂55～65份、水性分散剂3～7份、炭黑8～15份、触变剂2～6份、水性封闭型固化剂6～10份、消泡剂0.2～1份、基材润湿剂0.5～1.5份、催干剂0.2～0.8份、水4～7份、醇醚溶剂4～7份；水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂，固含量为40％～60％；水性双酚A型环氧树脂的分子量为2000～4000。本发明的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其移印在3D玻璃基材上形成的漆膜的附着力优异，耐碱性能好，使漆膜成膜后硬度较高，固化收缩率小，减少在生产运输过程中因轻微磕碰造成漆膜透光或产品自身收缩率大造成漆膜透光等不良问题。

Description

单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及油墨领域，特别地，涉及一种单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨。此外，本发明还涉及一种包括上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法。

背景技术

随着手机市场的深度发展，更多更高端的手机应运而生，如曲面屏手机。3D玻璃也越来越受到手机厂商们的青睐选择，但是普通丝印工艺已经无法满足弧面玻璃的施工需求，而移印工艺刚好满足了现阶段需求。但是，应用于移印工艺已有的油墨采用的有机溶剂不环保，而且移印在曲面上易导致流挂，边缘线条不直等问题，无法满足高精度要求。且随着环保政策的愈加严格，人们环保意识的不断提高，寻求一种环保的水性油墨也越来越受到市场的重视和青睐。

发明内容

本发明提供了一种单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨及其制备方法，以解决普通丝印技术无法印刷在3D玻璃上，以及现有油墨环保不佳、移印在曲面上线条不直的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，包括以下质量份：

水性环氧树脂55～65份、水性分散剂3～7份、炭黑8～15份、触变剂2～6份、水性封闭型固化剂6～10份、消泡剂0.2～1份、基材润湿剂0.5～1.5份、催干剂0.2～0.8份、水4～7份、醇醚溶剂4～7份；水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂，固含量为40％～60％；水性双酚A型环氧树脂的分子量为2000～4000。

进一步地，水性封闭型固化剂为亲水改性的封闭型聚异氰酸酯。

进一步地，触变剂为蒙脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的共混物，脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的质量比为80～120∶5。

进一步地，水性分散剂为多链体高分子聚合物；和/或，炭黑为高色素炭黑。

进一步地，消泡剂为无硅类消泡剂；和/或，催干剂为有机锡催干剂；和/或，基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液。

进一步地，水为去离子水；和/或，醇醚溶剂为二丙二醇甲醚。

进一步地，单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的粘度为13000mPas～22000mPas(25℃)。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1、将水性环氧树脂、水性分散剂、炭黑搅拌均匀，加入三辊机中研磨，研磨至细度小于等于5μm，获得混合物一；

S2、将混合物一、触变剂搅拌均匀，再加入三辊机中至少研磨2次至细度小于等于7μm，获得混合物二；

S3、将混合物二、水、醇醚溶剂、水性封闭型固化剂、消泡剂、基材润湿剂、催干剂搅拌均匀，获得单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨。

进一步地，步骤S1中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为15min～20min；步骤S2中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为5min～8min；步骤S3中搅拌的转速为800r/min～1200r/min，搅拌时间为10min～15min。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的应用，其特征在于，将单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在3D玻璃基材表面，烘烤固化，固化的温度为140℃～160℃，固化的时间为20min～40min，固化后形成漆膜的厚度为2μm～4μm。

本发明具有以下有益效果：

本发明的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，包括以下质量份：水性环氧树脂、水性分散剂、炭黑、触变剂、水性封闭型固化剂、消泡剂、基材润湿剂、催干剂、水、醇醚溶剂。水性环氧树脂采用双酚A型环氧树脂，固含量为40％～60％，中等环氧当量，中等环氧当量的双酚A型环氧树脂分子量为2000～4000，加入更多的炭黑也不会导致油墨粘度大幅上升，且单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨易于研磨，其形成的漆膜的电绝缘性能优良。另外，双酚A型环氧树脂的环氧基数量少，羟基数目多，亲水性能较好，与水性封闭型固化剂易于固化，可以作为水性黑色油墨。而且，双酚A型环氧树脂的表面能与硅胶胶头的表面能差异较大，单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨与硅胶界面间的分子作用力较弱，因此，双酚A型环氧树脂作为移印主体树脂利于油墨在移印过程中的脱墨后的稳定性。且水性双酚A型环氧树脂在玻璃基材上的润湿性较好，价格便宜，产品技术稳定，选择范围广。

本发明的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其移印在3D玻璃基材上形成的漆膜的附着力优异，耐碱性能好，使得附着有漆膜的产品在后续生产过程中，可以进行超声波碱洗工序。而且，漆膜成膜后硬度较高，固化收缩率小，减少在生产运输过程中因轻微磕碰造成漆膜透光或产品自身收缩率大造成漆膜透光等不良问题。

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。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例1的漆膜放大250倍的边缘线条图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例1的漆膜放大250倍的边缘线条图。

本实施例的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，包括以下质量份：水性环氧树脂55～ 65份、水性分散剂3～7份、炭黑8～15份、触变剂2～6份、水性封闭型固化剂6～10份、消泡剂0.2～1份、基材润湿剂0.5～1.5份、催干剂0.2～0.8份、水4～7份、醇醚溶剂4～7份；水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂，固含量为40％～60％；水性双酚A型环氧树脂的分子量为2000～4000。

优选地，水性环氧树脂60～65份、水性分散剂3～5份、炭黑10～15份、触变剂3～5份、水性封闭型固化剂6～10份、消泡剂0.2～0.5份、基材润湿剂1～1.5份、催干剂0.2～0.5份、水4～7份、醇醚溶剂4～7份。上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的各项性能更优异。

本实施例中，水性封闭型固化剂为亲水改性的封闭型聚异氰酸酯。上述水性封闭型固化剂为亲水改性的封闭型聚异氰酸酯，经高温烘烤解封，烘烤固化的温度为140℃～160℃，固化的时间为20min～40min，异氰酸酯基与环氧树脂上的羟基反应，使漆膜的化学与物理性能大幅提升。

本实施例中，触变剂为蒙脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的共混物，脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的质量比为80～120∶5。触变剂为蒙脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的共混物质量比为80～120∶5。优选地，脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的质量比为100∶5，蒙脱石有机衍生物的功能作用是增强单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的触变性，使其在受到剪切力的作用下发生粘度突变，瞬间粘度骤升，内聚力增大，更易脱墨，减少拉丝的产生。单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在高弧度3D玻璃上，还能使单组份水性3D 玻璃移印黑色装饰油墨不易产生流挂，保证单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的遮光一致性和线条边缘整齐性，同时其还具有防缩孔的作用。改性聚酰胺溶液则是增强蒙脱石有机衍生物的三维网状结构，进一步提升其触变性。

本实施例中，水性分散剂为多链体高分子聚合物。水性分散剂为多链体高分子聚合物，其作用是用于分散高色素炭黑，使炭黑的研磨性能更好，分散稳定，均匀度更佳，减少沙眼的产生，还可以提高形成的漆膜的电绝缘性能。

本实施例中，炭黑为高色素炭黑。上述炭黑为高色素炭黑，可以提高单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的遮光性能，增加黑度。但是高色素炭黑会严重降低漆膜的电阻值，无法达到电阻值>1012Ω的技术指标要求，而双酚A型环氧树脂能够大幅度的提高单组份水性3D 玻璃移印黑色装饰油墨的漆膜的绝缘性能。

本实施例中，消泡剂为无硅类消泡剂。消泡剂为无硅型消泡剂，在获得消泡效果能力的同时还不影响单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的重涂性能和后续工序中的贴合性能。

本实施例中，催干剂为有机锡催干剂。优选地，有机锡催干剂为二丁基二(十二酸)锡，能够加快水性环氧树脂中的羟基与异氰酸酯基的反应，使漆膜能够更快固化完全，提高生产效率。

本实施例中，基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液。基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，使单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨能够在3D玻璃基材上更易铺展开，充分接触基材，以便获得优异的附着力，同时还具有防缩孔的作用。

本实施例中，水为去离子水。和/或，醇醚溶剂为二丙二醇甲醚。上述醇醚溶剂为二丙二醇甲醚，可以调慢单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的挥发速率，减少单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨在施工过程中的粘度变化，保证单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的施工稳定性。

本实施例中，单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的粘度为13000mPas～22000mPas (25℃)。上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的粘度为13000mPas～22000mPas，是生产过程中产品管控的重要标准，从而满足单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的施工稳定性。

本发明的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法，将水性环氧树脂、水性分散剂、炭黑先进行搅拌均匀，使得水性环氧树脂与水性分散剂能够充分润湿并包裹在炭黑表面，便于加快后续的研磨过程，并使得碳黑的展色性更好，再加入触变剂4份搅拌均匀再研磨至少2次，至细度小于等于7μm，充分分散触变剂，如果触变剂提前加入到上一道工序中进行研磨会使油墨触变性大幅增加，加大了油墨的研磨难度，无法研磨至细度小于等于7μm，不利于后续的移印操作。再加入水、水、醇醚溶剂、水性封闭型固化剂、消泡剂、基材润湿剂、催干剂均匀状态后，即得单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨。上述各组分均为溶液状态，无须研磨，在最后阶段加入并分散均匀即可，简化了生产工艺。

上述制备方法获得的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨通用于3D玻璃，环保节能，施工简单，施工窗口时间长，可重复使用，移印效果佳，施工稳定，遮盖力强，层间移印间隔时间短。

本实施例中，步骤S1中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为15min～20min。步骤S2中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为5min～8min。步骤S3中搅拌的转速为800r/min～1200r/min，搅拌时间为10min～15min。

本实施例的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，将单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在3D玻璃基材表面，烘烤固化，固化的温度为140℃～160℃，固化的时间为20min～ 40min，形成漆膜的厚度为2μm～4μm。上述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨具有施工方便，移印性能佳，移印线条直和施工稳定性佳等优点。可加水调节单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印时的粘度，还能将单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨循环使用，节约油墨，减少浪费，更加环保。单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨固化后，在3D玻璃素材上有优异的附着力、高遮盖力、高电阻值、良好的耐酸碱性能及耐盐雾性能。

实施例

水性双酚A型环氧树脂购自上海瀚岱化学有限公司的HDE 8179-WB；

亲水改性的封闭型聚异氰酸酯购自上海瀚岱化学有限公司的HDE 8179-WB；

蒙脱石有机衍生物购自海明斯特殊化学品公司，型号为BENTONE LT、改性聚酰胺购自自毕克化学的BYK-440；

多链体高分子聚合物购自路博润特种化学品公司的27000；

无硅类消泡剂购自赢创特种化学公司的Surfynol DF-110C；

高色素炭黑购自博拉特种炭黑的Raven 2500；

有机锡催干剂购自德国沃克尔特种化学的Add-2000

聚醚改性聚二甲基硅氧烷购自道康宁公司的Z-6040。

实施例1

单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，包括以下质量份：水性双酚A型环氧树脂60份、多链体高分子聚合物5份、高色素炭黑12份、触变剂4份、亲水改性的封闭型聚异氰酸酯8份、无硅类消泡剂0.5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液1份、有机锡催干剂0.5、去离子水 5份、二丙二醇甲醚4份；水性双酚A型环氧树脂，固含量为50％，水性双酚A型环氧树脂的分子量为3000，触变剂为蒙脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液质量比为100∶5的共混物。

单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法，包括以下补充：

S1、将水性双酚A型环氧树脂、多链体高分子聚合物、高色素炭黑搅拌均匀，搅拌的转速为1500r/min，搅拌时间为20min，加入三辊机中研磨，研磨至细度小于等于5μm，获得混合物一；

S2、将混合物一、触变剂搅拌均匀，搅拌的转速为1500r/min，搅拌时间为5min，再加入三辊机中研磨2次至细度小于等于7μm，获得混合物二；

S3、将混合物二、去离子水、二丙二醇甲醚、亲水改性的封闭型聚异氰酸酯、无硅类消泡剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、有机锡催干剂搅拌均匀，搅拌的转速为1000r/min，搅拌时间为15min，获得单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨。

实施例2

单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1 相同。

实施例3

对比例1

对比例2

对比例3

对比例4

对比例5

对比例6

表1单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨各组分质量份

将实施例1、2和3的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨、对比例1～6的单组份水性 3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在3D玻璃基材上，烘烤固化，固化的温度为150℃，固化的时间为30min，形成漆膜的厚度为3μm。对实施例1、2和3、对比例1～6获得的漆膜进行性能测试。并对实施1形成的漆膜进行3D数码显微镜进行观测。

附着力：测定方法参照GB/T 9286-1998。

绝缘电阻：采用型号HIOKI IR3455-30的电子式绝缘电阻表，使用1kv电压，将仪器的笔尖放置被测物体表面，间距约1cm，待测试数据稳定后，记录电阻值，测试五个点，取平均值。

OD值检测：采用型号X-rite 341C，测试OD值，测试五个点，取平均值。

表2实施例与对比例性能测试结果

由表2可知，本发明的实施例1、2和3的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨形成的漆膜具有优异的附着力、高遮盖力，优异的施工性能。由对比例1和对比例2可知，高色素炭黑的含量影响漆膜的绝缘性能。由对比例3和对比例4可知，触变剂的含量影响漆膜的遮光性能，即遮盖力。由对比例5和对比例6可知，无硅类消泡剂的含量影响漆膜的施工性能。

将实施例1的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在3D玻璃基材上形成的漆膜在 3D数码显微镜下观测(放大250倍)，如图1所示，单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印性能佳，移印线条直和施工稳定性佳等优点。

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

1.一种单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其特征在于，包括以下质量份：

水性环氧树脂55～65份、水性分散剂3～7份、炭黑8～15份、触变剂2～6份、水性封闭型固化剂6～10份、消泡剂0.5份、基材润湿剂0.5～1.5份、催干剂0.2～0.8份、水4～7份、醇醚溶剂4～7份；

所述水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂，固含量为40％～60％；

所述水性双酚A型环氧树脂的分子量为2000～4000，

其中，所述触变剂为蒙脱石有机衍生物与改性聚酰胺溶液的共混物，所述蒙脱石有机衍生物与所述改性聚酰胺溶液的质量比为80～120∶5；

所述水性封闭型固化剂为亲水改性的封闭型聚异氰酸酯；

所述基材润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液；

所述醇醚溶剂为二丙二醇甲醚。

2.根据权利要求1所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其特征在于，

所述水性分散剂为多链体高分子聚合物；和/或

所述炭黑为高色素炭黑。

3.根据权利要求1所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其特征在于，

所述消泡剂为无硅类消泡剂；和/或

所述催干剂为有机锡催干剂。

4.根据权利要求1所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其特征在于，

所述水为去离子水。

5.根据权利要求1所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨，其特征在于，

所述单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的粘度为13000mPas～22000mPas(25℃)。

6.一种根据权利要求1至5任一项所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的制备方法，其特征在于，

步骤S1中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为15min～20min；

步骤S2中搅拌的转速为1000r/min～1500r/min，搅拌时间为5min～8min；

步骤S3中搅拌的转速为800r/min～1200r/min，搅拌时间为10min～15min。

8.一种根据权利要求1至5任一项所述的单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨的应用，其特征在于，将单组份水性3D玻璃移印黑色装饰油墨移印在3D玻璃基材表面，烘烤固化，固化的温度为140℃～160℃，固化的时间为20min～40min，固化后形成漆膜的厚度为2μm～4μm。