CN113088182B - 抗指纹高硬度可弯折低收缩uv硬化液的配方、制备方法 - Google Patents
抗指纹高硬度可弯折低收缩uv硬化液的配方、制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于树脂涂料技术领域,具体涉及一种抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液的配方、制备方法。本抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液的配方包括以下重量份的原料:树脂组分150‑250份;全氟聚醚类抗指纹剂0.5‑2份;引发剂组分10‑30份;稀释剂组分140‑310份;以及无机纳米粒子10‑30份。
Description
技术领域
本发明属于树脂涂料技术领域,具体涉及一种抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液的配方、制备方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材,俗称有机玻璃,它是一种具有极好透光率的热塑性塑料,是以甲基丙烯酸甲脂为主要基料,加入引发剂、增塑剂等聚合而成。以PMMA板为基材,可以衍生出很多产品的应用,如手机面板、手机壳、显示面板、触摸屏等产品。这些产品在实际应用过程中,根据使用场景和功能需求大部分回要求较高的耐磨硬度和防指纹功能,因此对PMMA板表面的水滴角会有较高的使用要求,因此高水滴角的UV硬化涂液应运而生,以适用于光学级PC板、PMMA板、PC/PMMA复合板、PET板等材质表面,作为硬化涂液使用。
发明内容
本发明提供了一种抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液的配方、制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种UV硬化液的配方,包括以下重量份的原料:树脂组分 150-250份;全氟聚醚类抗指纹剂 0.5-2份;引发剂组分 10-30份;稀释剂组分 140-310份;以及无机纳米粒子 10-30份。
作为本发明的进一步改进,所述树脂组分包括以下重量份的原料:聚氨酯丙烯酸树脂 100份;脂肪族多环丙烯酸树脂 20-60份;聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂 20-60份;以及双官环己基环氧树脂 10-30份。
作为本发明的进一步改进,所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂,其官能度为6-15。
作为本发明的进一步改进,所述脂肪族多环丙烯酸树脂的制备方法包括:酰胺化缩合反应,即氢化均苯四甲酸酐与二胺反应;进一步缩合酰亚胺化 ;端氨基与环己基环氧丙烯酸酯反应得到4官能度丙烯酸酯基。
作为本发明的进一步改进,所述聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂适于通过端羟基丙烯酸聚己内酯与异氰酸酯合成。
作为本发明的进一步改进,所述引发剂组分包括以下重量份的原料:光引发自由基引发剂 5-15份;光引发阳离子引发剂 5-15份。
作为本发明的进一步改进,所述稀释剂组分包括以下重量份的原料:反应型稀释剂 10-30份;含氟稀释剂 30-80份;以及非反应型无氟稀释剂 100-200份。
作为本发明的进一步改进,所述含氟稀释剂包括端羟基全氟烷烃、端羧基全氟烷烃中的至少一种,其碳原子数量取值范围3-8;以及所述含氟稀释剂包括两段挥发梯度,分别为70-100℃和100-150℃。
作为本发明的进一步改进,所述全氟聚醚类抗指纹剂适于通过环己基环氧三甲基硅烷与端羟基或端羧基全氟聚醚缩合而成。
第二方面,本发明还提供了一种脂肪族多环丙烯酸树脂,其结构式为
第四方面,本发明还提供了一种UV硬化液的制备方法,包括:将树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合;在黄光灯环境下搅拌均匀;通过1μm防凝胶过滤器过滤;以及封装。
本发明的有益效果是,本发明的UV硬化液的配方、制备方法通过树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合形成UV硬化液的配方,可以实现UV硬化液的抗指纹、高硬度、可弯折、低收缩等性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液的制备工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
第一部分
本发明提供了一种UV硬化液(即抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液)的原料配方,包括以下重量份的原料:树脂组分 150-250份;全氟聚醚类抗指纹剂 0.5-2份;引发剂组分 10-30份;稀释剂组分 140-310份;以及无机纳米粒子 10-30份。
可选的,所述UV硬化液包括以下重量份的原料:树脂组分 200份;全氟聚醚类抗指纹剂 1份;引发剂组分 20份;稀释剂组分 180份;以及无机纳米粒子 20份。
作为树脂组分的一种可选的实施方式。
所述树脂组分包括以下重量份的原料:聚氨酯丙烯酸树脂 100份;脂肪族多环丙烯酸树脂 20-60份;聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂 20-60份;以及双官环己基环氧树脂10-30份。
可选的,所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂,其官能度为6-15。其中所述聚氨酯丙烯酸树脂可选型号目前业内常见的多官聚氨酯丙烯酸酯树脂,例如不局限于AgiSyn™ 2421、AgiSyn™ 2423、TP17019-M024、MIRAMER MU9800、MIRAMER SC2153、MIRAMER PU640等。脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的抗紫外性能更佳,如果选用芳香族聚氨酯丙烯酸树脂,同样也可以达到抗指纹高硬度可弯折低收缩的效果,但抗紫外性能差、易黄变,实用性较差。
可选的,所述双官环己基环氧树脂可选用TTA21(江苏泰特尔)、SYNASIA S-21(南通新纳希)、SYNASIA S-28(南通新纳希)等,选用环己基环氧的目的是环己基环氧相对反应速度快,且体积膨胀率相对较大。
可选的,所述脂肪族多环丙烯酸树脂的制备方法包括:酰胺化缩合反应,即氢化均苯四甲酸酐与二胺反应;进一步缩合酰亚胺化 ;端氨基与环己基环氧丙烯酸酯反应得到4官能度丙烯酸酯基。选用氢化均苯四甲酸酐目的是改善抗紫外性能。其中二胺链段中R1优选环己烷和金刚烷中的一种或多种。具体的,所述脂肪族多环丙烯酸树脂的结构式为;其中R1链段是环己烷、金刚烷、笼型聚倍半硅氧烷中的任一种,且各R1链段相同或不同;以及聚酰亚胺链段的平均聚合度n取值范围为1-6。
可选的,所述聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂适于通过端羟基丙烯酸聚己内酯
(例如大赛璐PCL FA2D相关产品)与异氰酸酯合成。具体的,所述聚氨酯改性聚己内酯丙烯
酸树脂的结构式为;其中
聚己内酯链段的平均聚合度x取值范围为1-5;y为2-9 。可选异氰酸酯有HDI、IPDI等脂肪族
异氰酸酯及其三聚体,其中选用IPDI三聚体时更利于提供足够韧性的同时硬度提高,选用
其他脂肪族异氰酸酯时硬度会偏低。不选用芳香族异氰酸酯是为了改善抗紫外性能。
作为引发剂组分的一种可选的实施方式。
所述引发剂组分包括以下重量份的原料:光引发自由基引发剂 5-15份;光引发阳离子引发剂 5-15份。
可选的,所述光引发自由基引发剂是α-羟基酮类、苯乙酮类引发剂中的一种或几种。
可选的,所述光引发阳离子引发剂是二苯基碘鎓盐、三苯基硫鎓盐、二烷基苯甲酰甲基硫鎓盐、η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐中的一种或几种。
作为稀释剂组分的一种可选的实施方式。
所述稀释剂组分包括以下重量份的原料:反应型稀释剂 10-30份;含氟稀释剂30-80份;以及非反应型无氟稀释剂 100-200份。
可选的,所述含氟稀释剂包括端羟基全氟烷烃、端羧基全氟烷烃中的至少一种,其碳原子数量取值范围3-8;以及所述含氟稀释剂包括两段挥发梯度,分别为70-100℃和100-150℃。设计两段挥发梯度,可以促使全氟聚醚类抗指纹剂在涂布干燥过程中含氟链段均匀排布在涂层表层。其中沸点(即挥发梯度)70-100℃的含氟稀释剂可选但不局限于:五氟丙醇、五氟丙酸、全氟丁醇等;沸点100-150℃(即挥发梯度)的含氟稀释剂可选但不局限于:全氟辛醇、全氟丁酸等。所述全氟聚醚类抗指纹剂适于通过环己基环氧三甲基硅烷与端羟基或端羧基全氟聚醚缩合而成。
可选的,所述非反应型无氟稀释剂包括PGM、IPA、BAC、MEK、MIBK中的一种或几种组合。
可选的,所述反应型稀释剂可选基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃甲酯、丙烯酸月桂酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸聚乙氧基乙酯中的一种或几种。
作为无机纳米粒子的一种可选的实施方式。
所述无机纳米粒子包括纳米级二氧化硅、氧化铝、氧化锆中的一种或几种组合,优选粒径为20-100nm,可选为40nm、60nm、80nm。
进一步,本发明还提供了一种脂肪族多环丙烯酸树脂,其结构式为
进一步,见图1,本发明还提供了一种UV硬化液的制备方法,包括:将树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合;在黄光灯环境下搅拌均匀;通过1μm防凝胶过滤器过滤;以及封装,得到抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液。
第二部分
本部分对实施例1-5制备的抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液和对比例1-3制备的常规UV硬化液进行性能检测。其中实施例1-5、对比例1-3中均按照以下制备方法制备UV硬化液,即将树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合;在黄光灯环境下搅拌均匀;通过1μm防凝胶过滤器过滤;以及封装备用,得到UV硬化液。各实施例和对比例的制备方法相似,只是原料组分和使用比例不同,具体原料规格和原料用量分别如表1和表2所示。
(1)各实施例和对比例中制备UV硬化液的原料规格如表1所示。
表1 UV硬化液的原料规格
(2)各实施例和对比例中制备UV硬化液的原料配比用量如表2所示,表2中各组分的含量均为重量份数。
表2 UV硬化液的原料用量
原料名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
MIRAMER MU9800 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
PAR01 | 30 | 0 | 0 | 25 | 20 | 0 | 0 | 0 |
PAR02 | 0 | 50 | 30 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 |
PAR03 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PAR04 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUA01 | 50 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 0 | 0 |
PUA02 | 0 | 30 | 30 | 30 | 0 | 0 | 0 | 30 |
PUA03 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUA04 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUA05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
TTA21 | 15 | 20 | 30 | 10 | 10 | 20 | 20 | 20 |
DAC-HP | 0.5 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
IRGACURE 2959 | 5 | 15 | 10 | 10 | 6 | 6 | 6 | 6 |
Omnicat 432 | 5 | 10 | 15 | 10 | 6 | 6 | 6 | 6 |
丙烯酸四氢呋喃甲酯 | 15 | 15 | 10 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 |
丙烯酸异冰片酯 | 10 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
五氟丙醇 | 30 | 30 | 30 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 |
全氟丁醇 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 | 20 | 20 |
全氟辛醇 | 30 | 50 | 30 | 15 | 0 | 0 | 0 | 0 |
全氟丁酸 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 | 20 | 20 |
MEK | 80 | 80 | 80 | 80 | 60 | 60 | 60 | 60 |
MIBK | 40 | 30 | 30 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 |
PGM | 40 | 30 | 30 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 |
纳米二氧化硅粒子 | 5 | 10 | 5 | 0 | 5 | 5 | 5 | 5 |
纳米氧化铝粒子 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
纳米氧化锆粒子 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
(3)各实施例和对比例中制备的UV硬化液,其性能检测结果如表3所示,以及表3中各测试项目的检测方法如下:
透过率测试方法:ASTM D1003 @550nm。
雾度测试方法:ASTM D1003 @550nm。
铅笔硬度测试方法:JIS K5600,荷重750g。
水滴角测试方法:JIS R3257。
翘曲测试方法:裁取样片10×10cm,涂布面朝上,平放在玻璃上,用直尺测量四角的最大翘曲高度或最大拱形高度,拱形翘曲记为“-”。
百格附着力测试方法:ASTM D3359。
钢丝绒耐摩擦测试:荷重1kg,0000#钢丝绒,测试无划伤的最大耐磨次数。
外弯折测试:涂布面朝外基材面向内对折,弯折半径为3mm,弯折不出现裂纹的最大次数。
表3 UV硬化液的性能检测结果
测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
透过率 | 90.5% | 90.8% | 90.6% | 90.3% | 90.7% | 90.6% | 90.5% | 90.8% |
雾度 | 0.6% | 0.6% | 0.8% | 0.5% | 0.7% | 0.5% | 0.6% | 0.5% |
铅笔硬度(750g) | 6H | 7H | 6H | 5H | 5H | 3H | 6H | 2H |
水滴角 | 108° | 109° | 108° | 108° | 107° | 108° | 107° | 107° |
翘曲 | 3mm | 8mm | 6mm | 6mm | 5mm | 3mm | 卷筒状 | 5mm |
百格附着力测试 | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B | 5B |
钢丝绒耐摩擦测试 | 2500次 | 5000次 | 3500次 | 2500次 | 2500次 | 1000次 | 3500次 | 1500次 |
外弯折测试 | ≥30万次 | ≥20万次 | ≥20万次 | ≥20万次 | ≥20万次 | ≤1万次 | ≤100次 | ≥20万次 |
如表3所示,结合表1和表2可以看出,本发明的抗指纹高硬度可弯折低收缩UV硬化液及制备方法通过树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合形成UV硬化液的配方,可以实现UV硬化液的抗指纹、高硬度、可弯折、低收缩等性能。在树脂组分中,选用脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂作为聚氨酯丙烯酸树脂,其抗紫外性能更佳;通过氢化均苯四甲酸酐与二胺反应、进一步缩合酰亚胺化、端氨基与环己基环氧丙烯酸酯反应得到4官能度丙烯酸酯基的脂肪族多环丙烯酸树脂,可以通过氢化均苯四甲酸酐改善抗紫外性能;端羟基丙烯酸聚己内酯与异氰酸酯合成聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂,选用IPDI三聚体作为异氰酸酯,更利于提供足够韧性的同时硬度提高。在稀释剂组分中,设计两段挥发梯度,可以促使全氟聚醚类抗指纹剂在涂布干燥过程中含氟链段均匀排布在涂层表层。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种UV硬化液,其特征在于,包括以下重量份的原料:
树脂组分 150-250份;
全氟聚醚类抗指纹剂 0.5-2份;
引发剂组分 10-30份;
稀释剂组分 140-310份;以及
无机纳米粒子 10-30份;其中
所述树脂组分包括以下重量份的原料:
聚氨酯丙烯酸树脂 100份;
脂肪族多环丙烯酸树脂 20-60份;
聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂 20-60份;以及
双官环己基环氧树脂 10-30份;
所述聚氨酯丙烯酸树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂,其官能度为6-15;
所述脂肪族多环丙烯酸树脂的制备方法包括:
酰胺化缩合反应,即氢化均苯四甲酸酐与二胺反应;
进一步缩合酰亚胺化;
端氨基与环己基环氧丙烯酸酯反应得到4官能度丙烯酸酯基;
所述脂肪族多环丙烯酸树脂的结构式为
R1链段是环己烷、金刚烷、笼型聚倍半硅氧烷中的任一种,且各R1链段相同或不同;以及聚酰亚胺链段的平均聚合度n取值范围为1-6;
所述聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂通过端羟基丙烯酸聚己内酯与异氰酸酯合成;
所述聚氨酯改性聚己内酯丙烯酸树脂的结构式为
R2为HDI、IPDI或IPDI三聚体;
聚己内酯链段的平均聚合度x取值范围为1-5;y为2-9。
2.根据权利要求1所述的UV硬化液,其特征在于,
所述引发剂组分包括以下重量份的原料:
光引发自由基引发剂 5-15份;
光引发阳离子引发剂 5-15份;
所述稀释剂组分包括以下重量份的原料:
反应型稀释剂 10-30份;
含氟稀释剂 30-80份;以及
非反应型无氟稀释剂 100-200份;
所述含氟稀释剂包括端羟基全氟烷烃、端羧基全氟烷烃中的至少一种,其碳原子数量取值范围3-8;以及
所述含氟稀释剂的挥发梯度分别为70-100℃和100-150℃。
3.根据权利要求1所述的UV硬化液,其特征在于,
所述全氟聚醚类抗指纹剂通过环己基环氧三甲基硅烷与端羟基或端羧基全氟聚醚缩合而成。
4.一种如权利要求1所述的UV硬化液的制备方法,其特征在于,包括:
将树脂组分、全氟聚醚类抗指纹剂、引发剂组分、稀释剂组分、无机纳米粒子混合;
在黄光灯环境下搅拌均匀;
通过防凝胶过滤器过滤;以及
封装。
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