CN113150620B - 一种仿电镀涂料、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿电镀涂料、制备方法及应用，属于涂料技术领域。一种仿电镀涂料，制备原料包括：电镀银树脂、羟基丙烯酸树脂、铝银浆和稀释剂；稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙酮和丁酮中的至少一种。本发明提出的仿电镀涂料，通过组分之间的相互配合、协同，能够同时满足冷光雕和挂喷的要求，进而提升产品的美观性能和生产效率。

Description

一种仿电镀涂料、制备方法及应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种仿电镀涂料、制备方法及应用。
背景技术
随着时代的发展，社会的进步，人们对物质和精神的需求越来越高，特别是对电子产品，尤其是对手机的依赖性越来越高，但是而目前市场上的手机同质化比较严重，容易造成审美疲劳。为解决审美疲劳的问题，工业上开发出了电镀工艺，这种工艺可以使非金属手机壳具备金属质感(视觉)，这种外观打破了消费者的审美疲劳。
但是，电镀法获取金属质感的手机壳，每次只能生产一个，效率低下。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种仿电镀涂料，通过组分之间的相互配合、协同，能够同时满足冷光雕和挂喷对漆膜的要求。
本发明还提出一种上述仿电镀涂料的制备方法。
本发明还提出一种上述仿电镀涂料在制备电子产品中的应用。
根据本发明的一个方面，提出了一种仿电镀涂料，制备原料包括：
电镀银树脂、羟基丙烯酸树脂、铝银浆和稀释剂；
所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙酮和丁酮中的至少一种；
所述羟基丙烯酸树脂，羟值为10～18。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
(1)挂喷(待喷涂表面垂直于地面)时，如果涂料干燥速度不够快，则涂料会由于重力作用向下流动，形成薄且不均匀的涂层；但是当仿电镀涂料形成的涂层厚度＜7μm时，涂层的遮光性差，冷光雕时透光，不满足冷光雕的要求；因此，考虑到常用的涂料的干燥速度，大多涂料不能同时满足挂喷和冷光雕的要求；
本发明采用的稀释剂为挥发性快，且溶解性强的稀释剂，其中，挥发性快，可确保涂层快速干燥、成型，因此本发明提供的仿电镀涂料可用于挂喷，并形成厚度较为均匀的涂层，同时，若一次喷涂不能满足厚度要求，也可多次喷涂；溶解性强可使仿电镀涂料具有较高固含量，也有利于形成厚涂层；综上，稀释剂的选择，有利于提升仿电镀涂料的冷光雕性能(涂层厚度)和挂喷性能(干燥速度)。
(2)在冷光雕工艺中，仿电镀涂料需涂布在UV保护漆表面；本发明提供的仿电镀涂料中包括的电镀银树脂，可提升仿电镀涂层与保护漆之间的附着力。
(3)冷光雕的作用机理是，以波长为355nm的激光为能量源，打断物质的分子链(燃烧)，并同时尽量避免非照射部位涂层的机械变形和受热变形，但由于冷光雕采用的激光功率仅为3W～10W，并不能打断所有树脂的分子链；本发明提供的仿电镀涂料的主要成份是电镀银树脂，较易燃烧，在低功率的激光雕刻情况下，能被快速的雕刻去除，因此能满足冷光雕的要求。
(4)本发明采用的羟基丙烯酸树脂，羟值范围为10～18，具有干燥成膜快、固含量高、粘度低以及韧性好等优势，羟值含量过高的羟基丙烯酸树脂则不具备上述优点；但缺点是与保护漆之间的附着力较差，也不能使金属粉形成有序排列，提升仿电镀质感；
电镀银树脂可以使铝银浆中的金属粉排列更加有序，呈现优异的金属质感(仿电镀性能)，与保护漆之间的附着力也较好；但是其形成的涂层偏硬，当铝银浆在涂料中含量＞3wt％时，做百格测试时会出现掉粉现象，同时若要满足高固含量必须提升粘度，不利于喷涂；
本发明提供的仿电镀涂料，将电镀银树脂和羟基丙烯酸树脂结合，两者发生协同作用，使优势更明显，缺点被隐藏；综合来说，两者结合，提升了涂料的固含量、干燥速度和初始粘度(有助于喷涂)，也提升了仿电镀涂料形成涂层的韧性，因此可提升挂喷性能、冷光雕性能，也在一定程度上避免了涂层弯折易开裂的问题，又由于固含量高，也降低了可挥发性有机物的排放，因此还具有环保优势。
(5)电镀每次只能获得一个电镀产品，本发明通过调整仿电镀涂料的组分，使其可用于挂喷(按照现有挂喷夹具看，每次至少可获得5个喷涂产品)，同时可获得金属质感、满足冷光雕要求，也就是说，本发明提供的仿电镀涂料还可提升产品的生产效率。
在本发明的一些实施方式中，所述的仿电镀涂料，按重量份计，制备原料包括：
Figure BDA0003046468250000031
在本发明的一些实施方式中，所述仿电镀涂料，按重量份计，制备原料包括：
Figure BDA0003046468250000032
在本发明的一些优选的实施方式中，所述电镀银树脂，为醋酸纤维素改性的树脂；该树脂与本发明采用的铝银浆结合，可提升对铝银浆中金属粉的排列性能，提升金属质感；该树脂相较于其他种类的电镀银树脂，更容易燃烧，也就是更符合冷光雕的要求。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述电镀银树脂，为购自深圳喜裕科技的型号为X-35的树脂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述羟基丙烯酸树脂，为购自日本DIC的型号为ZHP-1063的树脂。
在本发明的一些实施方式中，所述铝银浆，为树脂包裹金属粉形成的铝银浆，由于树脂的作用，因此与电镀银树脂结合后，可呈现优异金属颗粒排列性能，进而产生优异的金属质感。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述铝银浆，为购自日本旭化成的型号为FD-5060的铝银浆。
在本发明的一些优选的实施方式中，按重量份计，所述稀释剂，组成为：
Figure BDA0003046468250000041
在本发明的一些实施方式中，所述仿电镀涂料还包括流平剂。
在本发明的一些实施方式中，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述流平剂为购自德国BYK公司，型号为BYK333的流平剂。
所述流平剂，可降低所述仿电镀涂料的表面张力，因此可提升其对基体表面的润湿性，防止缩孔，同时还可提高表面滑爽性。
在本发明的一些实施方式中，所述仿电镀涂料，使用前还可以添加占总体系3wt％～5wt％比例的固化剂。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述固化剂购自德国拜耳，型号为N-3390。
根据本发明的再一个方面，提出了一种所述仿电镀涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1.将所述铝银浆与第一部分稀释剂混合，得体系1备用；
S2.将所述电镀银树脂、羟基丙烯酸树脂和第二部分稀释剂混合，得体系2备用；
S3.将所述体系1和剩余稀释剂加入所述体系2，混合，即得所述仿电镀涂料。
根据本发明的一种优选的实施方式的制备方法，至少具有以下有益效果：
本发明提供的制备方法简单，可重复性强，可进行大规模工业生产。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述铝银浆与第一部分稀释剂的质量比例约为1:1。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述混合，包括浸泡和搅拌中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述混合，具体为先浸泡约30min，再搅拌20min～30min。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1中，所述混合，具体为先浸泡约30min，再以500rpm～600rpm的转速搅拌20min～30min。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述混合，温度为40℃～50℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述混合，为搅拌混合，其中搅拌速度为1000rpm～1500rpm。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述混合，时间为20min～30min。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S2中，还包括在所述混合前，单独预热所述仿电镀银树脂和所述羟基丙烯酸树脂。
在本发明的一些实施方式中，所述预热，温度为20min～30min。
在本发明的一些实施方式中，所述预热，时间为1h～2h。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述第二部分稀释剂占所述稀释剂总质量的1/4～1/3。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，所述混合为搅拌混合，其中转速为500rpm～600rpm。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，所述混合，具体为先将所述体系1和所述体系2混合，再加入所述剩余稀释剂和流平剂后继续搅拌10min～20min。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，还包括在所述混合后，过滤所得混合体系。
在本发明的一些实施方式中，所述过滤，滤网目数约为400目。
根据本发明的再一个方面，提出了一种所述仿电镀涂料在制备电子产品中的应用。
根据本发明的一种优选的实施方式的应用，至少具有以下有益效果：
以本发明提供的仿电镀涂料制备的电子产品，具有与电镀相当，甚至更优的视觉效果，但是降低了生产成本，提升了生产效率。
在本发明的一些实施方式中，所述电子产品包括3C产品。
在本发明的一些实施方式中，所述电子产品包括手机、电脑和平板电脑中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述仿电镀涂料在制备电子产品中的应用，包括以下步骤：
D1.在所述电子产品表面喷涂底漆，并干燥；
D2.在干燥后的所述底漆表面喷涂UV保护漆，并流平；
D3.在干燥后的所述UV保护漆表面喷涂所述仿电镀涂料，并干燥；
D4.在干燥后的所述仿电镀涂料表面喷涂面漆。
在本发明的一些实施方式中，步骤D1中，所述底漆，型号为松井primerPAP30650A。
在本发明的一些实施方式中，步骤D1中，按重量份数计，所述底漆的主要成分包括：
两官聚氨酯丙烯酸树脂：25～35份；溶剂型聚氨酯丙烯酸酯：5～10份；6官聚氨酯丙烯酸树脂：5～10份；活性单体：3～8份；引发剂：3～4份；流平剂：0.2～0.8份；混合溶剂：35～45份。
在本发明的一些实施方式中，步骤D1中，所述底漆，漆膜厚度为10μm～20μm。
在本发明的一些实施方式中，步骤D1中，所述流平，具体是在50℃～60℃温度范围，流平5min～8min。
在本发明的一些实施方式中，步骤D2中，所述UV保护漆，型号为松井UV保护漆PET00337A。
在本发明的一些实施方式中，步骤D2中，按重量份数计，所述UV保护漆的主要成分包括：
二官聚氨酯丙烯酸树脂：15～20份；溶剂型聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；三官聚氨酯丙烯酸树脂：5～10份；活性单体：5～10份；光引发剂：3～4份；流平剂：0.2～0.8份；混合溶剂：35～45份。
在本发明的一些实施方式中，步骤D2中，所述UV保护漆，漆膜厚度为18μm～25μm。
在本发明的一些实施方式中，步骤D2中，所述干燥，包括流平和固化；优选的，所述流平为在50℃～60℃温度范围内流平5min～8min；所述固化，为在500mJ/cm2～700mJ/cm2能量的红外灯下固化。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤D3中，所述仿电镀涂料，使用时添加3wt％～5wt％拜耳N-3390固化剂，150wt％的稀释液。
在本发明的一些实施方式中，所述稀释液，型号为GW333A。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述稀释液，按重量份计，包括20～30份的乙酸乙酯；40～50份的乙酸丁酯；和20～30份的丁酮。
在本发明的一些实施方式中，步骤D3中，所述仿电镀涂料，涂层厚度为6μm～8μm。
在本发明的一些实施方式中，步骤D3中，所述干燥为热固化；具体方式可以是采用红外线于70℃烘烤12min～15min。
在本发明的一些实施方式中，步骤D4中，所述面漆，型号为PET00483A。
在本发明的一些实施方式中，步骤D4中，按重量份计，所述面漆的主要成分包括：
二官能度聚氨酯丙烯酸树脂：10～15份；溶剂型聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；三官聚氨酯丙烯酸树脂：5～10份；六官聚氨酯丙烯酸树脂：10～15份；单体：5～10份；引发剂：3～4份；流平剂：0.2～0.8份；混合溶剂：35～45份，气相二氧化硅3～5份。
在本发明的一些实施方式中，步骤D4中，所述面漆，漆膜厚度为20μm～25μm。
在本发明的一些实施方式中，步骤D4中，所述干燥，具体为先在60℃～70℃下流平5min～8min，后在1000mJ/cm2～1200mJ/cm2能量的红外灯下固化。
在本发明的一些实施方式中，所述仿电镀涂料在制备电子产品中的应用，若要形成冷光雕图案，则还包括在步骤D4之后，在所述电子产品表面进行冷光雕。
所述冷光雕，在需冷光雕部位，激光可去除全部厚度的面漆和约2/3厚的仿电镀银涂料；剩余约1/3厚的仿电镀银涂料需以乙醇等有机溶剂擦除，目的是避免激光对UV保护漆的伤害。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
若无特殊说明，具体实施方式部分，所用试剂信息如表1所示。
表1具体实施方式中所用试剂信息
电镀银树脂 深圳喜裕科技的X-35
羟基丙烯酸树脂 日本DIC的ZHP-1063
铝银浆 日本旭化成的FD-5060
流平剂 德国BYK的BYK 333
底漆 松井primerPAP30650A
UV保护漆 松井PET00337A
面漆 松井PET00483A
实施例1
本实施例制备了一种仿电镀涂料，具体过程包括以下步骤：
S1.将铝银浆浸泡于等质量的稀释剂中30min；并在室温(约25℃)下搅拌20min～30min，搅拌速度500rpm～600rpm，得体系1；
S1.将电镀银树脂和羟基丙烯酸树脂在40℃～50℃下预热1h～2h，取1/3体积的稀释剂添加至以上预热后的体系中，并以1000rpm～1500rpm的转速，于40℃～50℃搅拌20min～30min，得体系2；
S3.将体系1缓慢加入体系2中，加入的过程中伴随500rpm～600rpm转速的搅拌；
S4.将流平剂和剩余的稀释剂加入步骤S3所得体系，并以500rpm～600rpm转速搅拌10min～20min，并用400目滤布过滤得到仿电镀涂料。
本实施例所用的制备原料如表2所示。
实施例2～6分别制备了一种仿电镀涂料，与实施例1的区别为，制备原料的组成不同，具体组成如表2所示。
表2按重量份计，实施例1～6所用制备原料组成
Figure BDA0003046468250000091
实施例1～6中，部分参数为范围值，经验证，在上述范围内均可实现相同结果，按范围参数控制制备过程，不影响制得产品的品质。
对比例1
本对比例制备了一种仿电镀涂料，与实施例6的区别在于：
(1)本对比例将实施例6的羟基丙烯酸树脂替换为醋酸纤维素(商品牌号CAB381-2)。
对比例2
本实施例制备了一种仿电镀涂料，与实施例6的区别在于：
(1)本对比例以10重量份的硝化棉溶液(溶剂为醋酸丁酯，固含量为20％)，替换了实施例6中5重量份的羟基丙烯酸树脂；本对比例中固含量与实施例6相等。
对比例3
本实施例制备了一种仿电镀涂料，与实施例6的区别在于：
(1)本对比例以10重量份的热塑性丙烯酸树脂(型号三菱MB2952)，替换了实施例6中5重量份的羟基丙烯酸树脂；
本对比例中，所用热塑性丙烯酸树脂与本发明前述羟基丙烯酸树脂，两者并无概念重合；
本对比例中固含量与实施例6相等。
应用例
本应用例将实施例1～6以及对比例1～3所得仿电镀涂料涂覆于手机壳表面，涂覆方式为挂喷，具体包括以下步骤：
D1.将底漆喷涂于手机壳基材上，涂装膜厚为15μm，并在55℃下流平6分钟；
D2.在步骤D1所得底漆漆膜表面喷涂UV保护漆，涂装膜厚20μm，并在55℃下流平6min后，在500mJ/cm2～700mJ/cm2的能量下固化。
D3.在保护漆上分别喷涂实施例1～6以及对比例1～3所得仿电镀涂料(喷涂前向仿电镀涂料中添加5wt％的固化剂N-3390)，涂装膜厚7μm，并在75℃下流平12min；
D4.在仿电镀涂料表面喷涂面漆，涂装膜厚20μm，在65℃流平5min～8min后，在1000mJ/cm2的能量下固化，即得手机壳；
手机壳以其所用仿电镀涂料的获取实施例编号，例如若手机壳所用仿电镀涂料来自实施例1，则手机壳编号为实施例1。
试验例
本试验例测试了应用例所得手机壳上漆膜的基本性能和冷光雕性能，以及仿电镀银涂层膜厚，仿电镀银涂层表干时间具体结果如表3所示；其中，
附着力测试参考编号为GB 9286～1998的标准文件进行；
冷光雕性是指应用例所有步骤完成后，以激光照射手机壳漆面一侧表面的部分区域，也就是以冷光雕形成设计好的图案，过程中，将UV面漆全部去除，仿电镀涂料的涂层去除2/3厚的漆膜，剩余的漆膜再用酒精擦拭，直至露出UV保护层，其中冷光雕机为大族激光XL-10W 3D紫光机，功率为10W，冷光雕线间距为0.05mm。
表3应用例所得手机壳的性能结果
附着力测试 冷光雕性 仿电镀涂层膜厚 仿电镀银涂层表干时间
实施例1 95/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
实施例2 95/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
实施例3 95/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
实施例4 100/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
实施例5 100/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
实施例6 100/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
对比例1 90/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
对比例2 90/100 好冷光雕，无锯齿 7um 5分钟
对比例3 90/100 冷光雕图案边缘锯齿 7um 5分钟
表3结果说明：实施例1～6所得漆膜的附着性能和冷光雕性能均满足要求；实施例1～3附着力相对较差的原因是电镀银树脂和羟基丙烯酸树脂的含量均较低，因此固含量较高，更利于漆膜较好地附着于UV保护漆上。
对比例1和实施例6相比，将羟基丙烯酸树脂替换为了CAB溶液，其组分对附着力产生了负面的影响；
对比例2和实施例6相比，将羟基丙烯酸树脂替换为了硝化棉溶液，其组分对附着力同样产生了负面影响；
对比例3和实施例6相比，将羟基丙烯酸树脂替换为热塑性丙烯酸树脂，其组分同时对附着力和冷光雕性都产生了负面的影响。
实施例中羟基丙烯酸树脂含量的差异，其主要影响了产品喷涂结束后自然放置时的冷光雕时效性不同，因羟基和固化剂会存在交联反应，放置时间越长，反应越完全，冷光雕性能就越差，因此一般要求产品喷涂完成后48h内完成冷光雕工艺。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种仿电镀涂料，其特征在于，制备原料为：
电镀银树脂、羟基丙烯酸树脂、铝银浆和稀释剂；
所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙酮和丁酮中的至少一种；
所述羟基丙烯酸树脂，羟值为10～18mgKOH/g，
所述仿电镀涂料可用于挂喷，
所述仿电镀涂料可用于冷光雕，
所述电镀银树脂为深圳喜裕科技的X-35；
所述羟基丙烯酸树脂为日本DIC的ZHP-1063；
按重量份计，所述仿电镀涂料的制备原料包括：
Figure FDA0003750207550000011
2.一种如权利要求1所述仿电镀涂料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1.将所述铝银浆与第一部分稀释剂混合，得体系1备用；
S2.将所述电镀银树脂、羟基丙烯酸树脂和第二部分稀释剂混合，得体系2备用；
S3.将所述体系1和剩余稀释剂加入所述体系2，混合，即得所述仿电镀涂料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述铝银浆与第一部分稀释剂的质量比例为1:1。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合，温度为40℃～50℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二部分稀释剂占所述稀释剂总质量的1/4～1/3。
6.一种如权利要求1所述仿电镀涂料在制备电子产品中的应用。
7.根据权利要求6所述的制备电子产品中的应用，其特征在于，所述电子产品包括3C产品。
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