CN113278354A - 一种用于手机柔性保护膜的爽滑耐磨自修复涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种用于手机柔性保护膜的爽滑耐磨自修复涂料及其制备方法。具体地，本发明公开了一种爽滑耐磨自修复涂料，包含如下组分：

Description

一种用于手机柔性保护膜的爽滑耐磨自修复涂料及其制备 方法

技术领域

本发明涉及一种用于手机柔性保护膜的功能涂料，特别是涉及一种爽滑耐磨自修复涂料及其制备方法。

背景技术

由于近年来手游的盛行，手机的使用频率越来越高，手机屏幕的寿命也比较短，容易刮花，导致屏幕模糊，磨损阻涩，大大降低了手游的体验感。因此对手机保护膜的爽滑性和耐磨性提出了更苛刻的要求。而市面上普通的手机保护膜在滑动触感上明显会比较生涩粗糙，已经无法满足用户在玩手机游戏过程中高频滑动的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可制备兼具优异爽滑性、耐磨性和自修复性的爽滑耐磨自修复涂层的爽滑耐磨自修复涂料及其制备方法。

本发明的第一方面，提供了一种爽滑耐磨自修复涂料，包含如下组分：

在另一优选例中，所述爽滑耐磨油性浆料包含如下组分：

油性溶剂 80-100重量份(较佳地85-95重量份，更佳地90重量份)

爽滑耐磨粉 1-10重量份(较佳地3-8重量份，更佳地5重量份)

聚丙烯酸酯型超分散剂 1-10重量份(较佳地3-8重量份，更佳地5重量份)。

在另一优选例中，所述爽滑耐磨粉为气相氧化铝粉。

在另一优选例中，所述爽滑耐磨粉的粒径为20-500nm，较佳地20-200nm，更佳地50-80nm。

在另一优选例中，所述油性溶剂选自下组：乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、或其组合。

在另一优选例中，具有选自下组的一个或多个特征：

1)所述弹性树脂为丙烯酸改性的聚氨酯树脂；

2)所述耐污树脂为有机硅改性的丙烯酸树脂和/或有机硅改性的有机聚硅氧烷；

3)所述固化剂为聚异氰酸酯；

4)所述成膜助剂选自下组：催化剂、消泡剂、流平调节剂、油性溶剂、或其组合。

在另一优选例中，所述爽滑耐磨油性浆料是如下制备的：

1)提供油性溶剂、爽滑耐磨粉和聚丙烯酸酯型超分散剂；

2)以第一混合速度将所述油性溶剂、所述爽滑耐磨粉和所述聚丙烯酸酯型超分散剂混合第一时间，得到所述爽滑耐磨油性浆料。

在另一优选例中，所述第一混合速度为1000-3000rpm，较佳地1500-2500rpm，更佳地2000rpm。

在另一优选例中，所述第一时间为0.1-6h，较佳地0.3-4h，更佳地0.5-2h，最佳地0.5-1h。

在另一优选例中，所述爽滑耐磨油性浆料是通过高速研磨分散制得的。

在另一优选例中，所述高速研磨分散是在卧式砂磨机中用直径0.1mm的锆珠进行研磨分散的。

本发明的第二方面，提供了一种本发明第一方面所述爽滑耐磨自修复涂料的制备方法，包括如下步骤：

a)提供爽滑耐磨油性浆料和自修复涂料，其中，

所述爽滑耐磨油性浆料是如下制备的：

1)提供油性溶剂、爽滑耐磨粉和聚丙烯酸酯型超分散剂；

2)以第一混合速度将所述油性溶剂、所述爽滑耐磨粉和所述聚丙烯酸酯型超分散剂混合第一时间，得到所述爽滑耐磨油性浆料；

所述自修复涂料是如下制备的：

i)提供弹性树脂、耐污树脂、固化剂、成膜助剂和油性溶剂；

ii)以第二搅拌速度搅拌混合所述弹性树脂、所述耐污树脂、所述固化剂、所述成膜助剂和所述油性溶剂第二时间，得到所述自修复涂料；

b)以第三搅拌速度搅拌混合所述爽滑耐磨油性浆料和所述自修复涂料第三时间，得到所述爽滑耐磨自修复涂料。

在另一优选例中，步骤ii)和/或步骤b)通过高速剪切分散进行剪切混合。

在另一优选例中，所述高速剪切分散采用高速剪切分散盘剪切混合。

在另一优选例中，所述第二搅拌速度为500-1500rpm，较佳地800-1200rpm，更佳地1000rpm；和/或

所述第二时间为0.1-2h，较佳地0.3-1h，更佳地0.5h。

在另一优选例中，所述第三搅拌速度为500-1500rpm，较佳地800-1200rpm，更佳地1000rpm；和/或

所述第三时间为0.1-2h，较佳地0.3-1h，更佳地0.5h。

本发明第三方面，提供了一种爽滑耐磨自修复涂层，所述涂层是采用本发明第一方面所述爽滑耐磨自修复涂料涂覆制得的。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，通过优化配方和制备工艺获得了一种可制备兼具优异爽滑性、耐磨性和自修复性的爽滑耐磨自修复涂层的爽滑耐磨自修复涂料。具体地，通过采用聚丙烯酸酯型超分散剂对爽滑耐磨粉进行特定工艺的预处理，然后将其加入自修复涂料中可获得所述爽滑耐磨自修复涂料。在此基础上，发明人完成了本发明。

术语

如本文所用，术语“包含”含以下含义：主要由组成、由组成。

爽滑耐磨自修复涂料

代表性地，本发明提供了如下组成的爽滑耐磨自修复涂料：

爽滑耐磨油性浆料10％，弹性树脂15％，耐污树脂2％，固化剂20％，成膜助剂0-0.2％，油性溶剂53％。

所述的爽滑耐磨油性浆料的固含在5～10％之间。

该爽滑耐磨自修复涂料为疏水疏油稳定型油性涂料，具体为无机纳米粒子和高分子复配体系。

制备方法

应理解，在本发明中，所述爽滑耐磨油性浆料的混合工艺(尤其是混合时间)对于所得爽滑耐磨自修复涂料的性能有重要意义。

代表性地，所述爽滑耐磨自修复涂料是如下制备的：

首先在常温常压下，将油性溶剂、爽滑耐磨粉和聚丙烯酸酯型超分散剂混合均匀，将混合均匀的物料进行高速研磨分散得到爽滑耐磨油性浆料A；将弹性树脂、耐污树脂、固化剂、成膜助剂、油性溶剂按一定比例充分搅拌均匀得到自修复涂料B；然后将爽滑耐磨油性浆料A和自修复涂料B充分混合搅拌均匀得到爽滑耐磨自修复涂料。

示例性地，所述爽滑耐磨自修复涂料是如下制备的：

首先在常温常压下，将80-95％油性溶剂、5-10％爽滑耐磨粉和5-10％聚丙烯酸酯型超分散剂混合均匀，2000r/min下高速研磨分散2-6h得到爽滑耐磨油性浆料A；将15份弹性树脂、2份耐污树脂、20份固化剂、0.2份成膜助剂、53份油性溶剂混合，在1000r/min下高速剪切混合0.5～1h得到自修复涂料B；然后将10％爽滑耐磨油性浆料A和90％自修复涂料B混合均匀在1000r/min下高速剪切混合0.5～1h得到耐磨自修复涂料。

应用

本发明还提供了一种用于涂覆于手机柔性保护膜表面的爽滑耐磨自修复涂层，其具有优异的爽滑性(表面手感顺滑，触控灵敏，点击准确)、刮痕自修复(耐磨耐刮、微划痕自动修复功能，无惧日常刮伤)、防指纹(疏油疏水，指纹易擦拭，水珠圆润易滑落)、高清(高清高透光，还原原屏视觉观感)性能。

与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：

(1)本发明的爽滑耐磨自修复涂料是无机纳米粒子和高分子复配体系，涂层固化后无机纳米粒子均匀嵌在高分子树脂交联网络中，具有较好的弹性自修复和表面爽滑性，大大提高了漆面保护膜的耐刮和耐磨性能。采用聚丙烯酸酯型超分散剂改善了爽滑耐磨粉的亲油性，提高了其在自修复涂料中的相容稳定性。同时由于耐污树脂参与了固化导致涂层的表面能很低，漆膜表面光滑平整，疏水疏油，具有耐沾污性。本发明制备的爽滑耐磨自修复涂料固化成膜后表面具有光泽度高、爽滑度优异、疏水疏油、表面耐油笔污染、具有很好的抗指甲、钥匙划伤性、微划痕自动修复等特点，涂层具有很好的柔韧性以及耐弯折性能，在手机柔性保护膜表面涂膜，可以极大的提升产品表面的滑爽性、抗划伤性能以及耐污性能，广泛应用于手机等电子产品的表面保护。

(2)所述爽滑耐磨自修复涂料所得涂层兼具优异耐污性、耐磨性、自修复性和爽滑性。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

通用测试方法

防污性能

本发明专利防污性测试方法：哑光自修复涂料涂膜后，用得力双杰记号笔在膜面进行划写。随后用无纺布进行擦拭，观察笔迹残留情况。

防污性分级：

+++级：无纺布擦拭后完全无痕迹，防污性最佳；

++级：无纺布擦拭后留有很浅痕迹，防污性良好；

+级：无纺布擦拭后留有痕迹，防污性一般；

0级：无纺布擦拭前后无变化，无防污性。

自修复性能

本发明专利防污性测试方法：哑光自修复涂料涂膜后，室温25℃在2kg载荷下用铜刷往复刮擦膜面10次后，观察划痕自动修复至无划痕状态的时间

摩擦系数(爽滑性)

本发明专利防污性测试方法：哑光自修复涂料涂膜后，以无纺布为摩擦副测试膜面的摩擦系数。

耐磨性

耐磨性的考量由自修复性能和摩擦系数两个参数综合分析得出。自修复时间越短，摩擦系数越低，说明耐磨性越好。

通用原料

1)爽滑耐磨粉：气相氧化铝粉，粒径为20-200nm；作为示例，本发明采用牌号：AluC，购自赢创的爽滑耐磨粉进行相关制备和测试；

2)聚丙烯酸酯型超分散剂；作为示例，本发明采用牌号：BYK-163，购自BYK的超分散剂进行相关制备和测试；

3)弹性树脂：丙烯酸改性的聚氨酯树脂；作为示例，本发明采用牌号：L-8264，购自蓝柯路的弹性树脂进行相关制备和测试；

4)耐污树脂：有机硅改性的丙烯酸树脂、有机聚硅氧烷中的一种或多种的组合；作为示例，本发明采用牌号：Silok 4148，购自斯洛柯的耐污树脂(其为有机聚硅氧烷)进行相关制备和测试；

5)固化剂：聚异氰酸酯；作为示例，本发明采用牌号：Desmodur N3800，购自科思创的固化剂进行相关制备和测试；

6)成膜助剂，选自下组：催化剂、消泡剂、流平调节剂、油性溶剂、或其组合；作为示例，本发明采用1％有机锡催化剂、10％BYK-052消泡剂、20％BYK-333流平调节剂和69％丙二醇甲醚组成的成膜助剂进行相关制备和测试；

7)油性溶剂，选自下组：乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、或其组合；作为示例，本发明采用丙二醇甲醚进行相关制备和测试。

实施例1

在常温常压下，将90％油性溶剂、5％爽滑耐磨粉和5％聚丙烯酸酯型超分散剂混合均匀，2000r/min下高速研磨分散2h得到爽滑耐磨油性浆料A；将15份弹性树脂、2份耐污树脂、20份固化剂、0.2份成膜助剂、53份油性溶剂混合，在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到自修复涂料B；然后将10％爽滑耐磨油性浆料A和90％自修复涂料B混合均匀在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到爽滑耐磨自修复涂料。样品编号：SH-1。

实施例2

在常温常压下，将90％油性溶剂、5％爽滑耐磨粉和5％聚丙烯酸酯型超分散剂混合均匀，2000r/min下高速研磨分散4h得到爽滑耐磨油性浆料A；将15份弹性树脂、2份耐污树脂、20份固化剂、0.2份成膜助剂、53份油性溶剂混合，在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到自修复涂料B；然后将10％爽滑耐磨油性浆料A和90％自修复涂料B混合均匀在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到爽滑耐磨自修复涂料。样品编号：SH-2。

实施例3

在常温常压下，将90％油性溶剂、5％爽滑耐磨粉和5％聚丙烯酸酯型超分散剂混合均匀，2000r/min下高速研磨分散6h得到爽滑耐磨油性浆料A；将15份弹性树脂、2份耐污树脂、20份固化剂、0.2份成膜助剂、53份油性溶剂混合，在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到自修复涂料B；然后将10％爽滑耐磨油性浆料A和90％自修复涂料B混合均匀在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到爽滑耐磨自修复涂料。样品编号：SH-3。

对比例1

将15份弹性树脂、2份耐污树脂、20份固化剂、0.2份成膜助剂、53份油性溶剂混合，在1000r/min下高速剪切混合0.5h得到自修复涂料B，样品编号：SH-0。

实施例1-3和对比例1所得涂料的性能测试结果见下表1。

表1

样品编号	防污性能	自修复性能	摩擦系数
				SH-1	+++	划痕1-3s自修复	0.10
SH-2	+++	划痕3-5s自修复	0.17
				SH-3	+++	划痕5-10s自修复	0.23
SH-0	++	划痕10-15s自修复	0.35

注：自修复性能测试条件为铜刷在2kg压力下划刷样品。

从上表1可知：相比于未添加爽滑耐磨粉的对比例1的样品SH-0，实施例1-3的添加爽滑耐磨粉的样品的防污性能显著提升、自修复性能也得到显著改善且摩擦系数明显降低(爽滑性得到有效提升)；对于添加爽滑耐磨粉的样品，随着爽滑耐磨油性浆料的分散时间的缩短，最终所得涂层的自修复性进一步显著改善且摩擦系数进一步明显降低(爽滑性得到进一步有效提升)。

本发明为爽滑耐磨自修复涂料，着重于手机贴膜后操作的爽滑耐磨性，爽滑性表现为摩擦系数低(优选<0.2)，耐磨性表现为划痕自修复性能。上述实施例1中的SH-1样品摩擦系数0.1，超爽滑；划痕1-3s即可完全自修复。目前市面上手机膜的划痕修复时间是以天为时间计量单位，完全不在一个级别。而对比例1中的SH-0样品摩擦系数0.35，几乎不爽滑，无法应用于手机膜。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，包含如下组分：

2.如权利要求1所述的爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，所述爽滑耐磨油性浆料包含如下组分：

油性溶剂 80-100重量份

爽滑耐磨粉 1-10重量份

聚丙烯酸酯型超分散剂 1-10重量份。

3.如权利要求2所述的爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，所述爽滑耐磨粉为气相氧化铝粉。

4.如权利要求1或2所述的爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，所述油性溶剂选自下组：乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、或其组合。

5.如权利要求1所述的爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，具有选自下组的一个或多个特征：

1)所述弹性树脂为丙烯酸改性的聚氨酯树脂；

2)所述耐污树脂为有机硅改性的丙烯酸树脂和/或有机硅改性的有机聚硅氧烷；

3)所述固化剂为聚异氰酸酯；

4)所述成膜助剂选自下组：催化剂、消泡剂、流平调节剂、油性溶剂、或其组合。

6.如权利要求1所述的爽滑耐磨自修复涂料，其特征在于，所述爽滑耐磨油性浆料是如下制备的：

1)提供油性溶剂、爽滑耐磨粉和聚丙烯酸酯型超分散剂；

2)以第一混合速度将所述油性溶剂、所述爽滑耐磨粉和所述聚丙烯酸酯型超分散剂混合第一时间，得到所述爽滑耐磨油性浆料。

7.一种权利要求1所述爽滑耐磨自修复涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)提供爽滑耐磨油性浆料和自修复涂料，其中，

所述爽滑耐磨油性浆料是如下制备的：

1)提供油性溶剂、爽滑耐磨粉和聚丙烯酸酯型超分散剂；

2)以第一混合速度将所述油性溶剂、所述爽滑耐磨粉和所述聚丙烯酸酯型超分散剂混合第一时间，得到所述爽滑耐磨油性浆料；

所述自修复涂料是如下制备的：

i)提供弹性树脂、耐污树脂、固化剂、成膜助剂和油性溶剂；

ii)以第二搅拌速度搅拌混合所述弹性树脂、所述耐污树脂、所述固化剂、所述成膜助剂和所述油性溶剂第二时间，得到所述自修复涂料；

b)以第三搅拌速度搅拌混合所述爽滑耐磨油性浆料和所述自修复涂料第三时间，得到所述爽滑耐磨自修复涂料。

8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述第二搅拌速度为500-1500rpm；和/或

所述第二时间为0.1-2h。

9.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述第三搅拌速度为500-1500rpm；和/或

所述第三时间为0.1-2h。

10.一种爽滑耐磨自修复涂层，其特征在于，所述涂层是采用权利要求1所述爽滑耐磨自修复涂料涂覆制得的。