CN113354984A - 一种单组分低温固化仿电镀油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电镀油墨技术领域，公开了一种单组分低温固化仿电镀油墨，其配方由以下组分制备而成：丙烯酸树脂：5‑15重量份；苯氧基树脂：0.5‑1.5重量份；银粉：10‑40重量份，所述银粉粒径D100≤200nm；溶剂：50‑80体积份；流平剂：0.1‑0.3体积份；消泡剂：1‑3体积份；偶联剂：0.25‑1.5体积份；润湿剂：0.1‑0.5体积份；防沉降剂：0.05‑0.2体积份；分散剂：1‑5体积份；固化剂：1‑5体积份。本发明的浆料油墨具备耐高温且具有高压延拉伸性能，可在印刷固化后，再进行高温热压二次成型，并且在高温热压二次成型后表面不出现开裂脱落的现象。同时，本发明制备的油墨常温状态下稳定性好，存放周期长。
Description
技术领域
本发明涉及电镀油墨技术领域，具体涉及一种单组分低温固化仿电镀油墨及其制备方法。
背景技术
目前手机盖板的炫彩效果制造工艺相对复杂，制造过程中由于电镀后表面发脆而不能进行热压成型的原因，需要先对大片的PC或PMMA盖板进行片料切割并进行热压成型后方可进行镜面效果电镀作业。随着5G手机对炫彩及高光金属镜面效果需求的日益增加，而可以通过热压成型来进行低成本成型及散热效果比玻璃更佳的PC/PMMA材料制成的后盖正被大量使用。
现有的使用超薄电镀铝浆制备的镜面银浆油墨在形成电镀表面后，会出现大量的漫反射进而使金属镜面效果变差，因此仅可大批量用于小表面的表面加工，同时在后期的热压成型出加工中会出现开裂的现象，故仅可用于平面材料。并且该油墨保质期较短，保存条件苛刻不易留存。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种单组分低温固化仿电镀油墨及其制备方法，该配方及方法可实现更好的电镀表面效果，热压成型后不会出现开裂且易留存。
为了实现上述效果，本发明的第一目的在于提供一种单组分低温固化仿电镀油墨，其配方由以下组分制备而成：
丙烯酸树脂：5-15重量份；
苯氧基树脂：0.5-1.5重量份；
银粉：10-40重量份，所述银粉粒径D100≤200nm；所选择的银粉为纳米银粉，D100≤200nm，原因在于较大粒径金属粉末所制的油墨容易出现漫反射现象，进而使浆料油墨失去金属光泽及镜面反射效果，导致最终的电镀表面效果降低，同时纳米银粉不会催化丙烯酸树脂双键开环形成自交联，由此使本发明的油墨存储更加稳定。
溶剂：50-80体积份；
流平剂：0.1-0.3体积份；
消泡剂：1-3体积份；
偶联剂：0.25-1.5体积份；
润湿剂：0.1-0.5体积份；
防沉降剂：0.05-0.2体积份；
分散剂：1-5体积份；
固化剂：1-5体积份。
在本方案中选择的苯氧基树作为第二树脂，该树脂与丙烯酸树脂相容性佳，干燥后硬度高且具备高温延展性能，用于主体油墨配方的硬度提升。
在本发明中，进一步的，所述丙烯酸树脂选自多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、甲基丙烯酸丁酯共聚物中的至少一种。本方案中所选择的丙烯酸树脂，均具备低玻璃化温度高软化点温度高拉伸的特性，且在PC/PMMA基材上附着力好，故能提供优良的耐高温及延展性能，进而使得热压成型过程中其表面不会发生开裂及脱落的问题。
在本发明中，进一步的，所述溶剂选自丙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、甘油中的至少一种。
在本发明中，进一步的，所述流平剂选自有机硅流平剂。
在本发明中，进一步的，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、丙烯酸消泡剂、醋酸纤维素消泡剂中的至少一种。
在本发明中，进一步的，所述偶联剂选自环氧硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂中的至少一种。
在本发明中，进一步的，所述润湿剂选自有机硅改性润湿剂、氟碳改性润湿剂中的至少一种。
在本发明中，进一步的，所述防沉降剂选自聚醚改性防沉降剂、气相二氧化硅防沉降剂中的至少一种；
所述分散剂选自羧酸盐分散剂、油酸分散剂中的至少一种；所选择的分散剂对银粉分散效果佳，使均匀分散后的银粉不发生二次团聚。
所述固化剂选自封闭型异氰酸酯。所选择的封闭型异氰酸酯，常温下-NCO基团为封闭状态，与树脂中的-OH不反应，由此使本发明制备成单组分结构的油墨存储稳定，存放周期长，同时自封闭型异氰酸酯作为固化剂，其在90℃情况下实现解封，使油墨在90℃下即可完成固化过程，由此在表面加工处理过程中使PC/PMMA基材可以避免经受高温，由此也进一步可以保证基材不发生变形，保证后期产品的合格率。
在本发明中，进一步的，所述银粉的形貌为颗粒状或球状。
本发明的第二目的在于提供一种单组分低温固化仿电镀油墨的制备方法，用于使用上述的配方制备电镀油墨，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将丙烯酸树脂、苯氧基树脂、溶剂混合，使用高速分散机以1500-2500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使丙烯酸树脂及苯氧基树脂完全溶解于溶剂中，得混合液A；
S2、将流平剂、消泡剂、偶联剂、润湿剂、防沉降剂、固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1500-2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、分散剂、银粉混合，先使用高速分散机以1000-2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机中以3000-4000rpm的速度进行高速锆珠研磨分散，直至油墨中银粉粒径D100≤200nm，且使各组分均匀分散后，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的浆料油墨可匹配不同目数网纱进行丝网印刷，得到不同厚度的固化干膜；由此代替传统的电镀工艺，免除电镀废水、清洗废水带来的环保问题，降低生产成本。同时本发明的浆料油墨，具备耐高温且具有高压延拉伸性能，可在印刷固化后，再进行高温热压二次成型，并且在高温热压二次成型后表面不出现开裂脱落的现象。
同时，本发明的浆料油墨主体成分为银粉，而纳米银粉不会催化丙烯酸树脂双键开环形成自交联，并且自封闭性的异氰酸酯固化剂，常温下-NCO基团为封闭状态，与树脂中的-OH不反应，使本发明制备的油墨常温状态下稳定性好，存放周期长。
另外，本发明的浆料油墨因印刷固化后可进行热压拉伸，故材料可大片印刷加工完毕后，再进行单片材料成型加工，无需先将大片片材切割加工成单独的单片后再对每组单片材料进行单独加工处理，由此可大大节约成本，其加工工艺的过程的对比如图1所示。
附图说明
图1为传统电镀工艺及使用本发明中的仿电镀油墨对手机后盖板进行加工制造的工艺流程对比示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一较佳实施方式提供一种单组分低温固化仿电镀油墨，该油墨配方中各组分采用如下产品：
丙烯酸树脂：①多重聚合丙烯酸树脂：日本DIC ZHP-1353
②苯乙烯丙烯酸树脂：台湾产协AR-518M
③甲基丙烯酸丁酯共聚物：台湾产协AR-523
苯氧基树脂：①赢创：PKHH(高分子量)、PKHB(低分子量)
银粉：佛山市金纳科技有限公司S-050(球型)、SR-050(颗粒型)(D100≤200nm)
溶剂：①陶氏道康宁：丙二醇苯醚
②伊斯曼：二乙二醇丁醚
③上海麦克林：甘油
流平剂：有机硅流平剂：BYK-333
消泡剂：①有机硅消泡剂：BYK A-530
②丙烯酸消泡剂：广州斯洛克4084
③醋酸纤维素消泡剂：伊斯曼551-0.01
偶联剂：①环氧硅烷偶联剂：道康宁OFS-6040
②氨基硅烷偶联剂：广州岱禾经贸有限公司KH-1160
润湿剂：①有机硅润湿剂：道康宁DC67
②氟碳改性润湿剂：3M FC-4430
防沉降剂：①聚醚改性防沉降剂：BYK-410
②气相二氧化硅防沉降剂：卡博特M-5
分散剂：①羧酸盐分散剂：BYK-110
②油酸分散剂：上海麦克林试剂油酸
固化剂：低温解封型异氰酸酯：日本三井XB-G282
在本发明中以上所述的中重量份/体积份与g/ml相对应。
实施例一
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：多重聚合丙烯酸树脂15g，高分子量苯氧基树脂1.5g，球型银粉30g，丙二醇苯醚38.15ml，有机硅流平剂0.15ml，有机硅消泡剂3ml，环氧偶联剂1.5ml，有机硅润湿剂0.5ml，聚醚改性防沉降剂0.2ml，羧酸盐分散剂5ml，低温解封型异氰酸酯固化剂5ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将多重聚合丙烯酸树脂、高分子量苯氧基树脂、丙二醇苯醚混合，使用高速分散机以1500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使多重聚合丙烯酸树脂及苯氧基树脂完全溶解于丙二醇苯醚中，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、有机硅消泡剂、环氧硅烷偶联剂、有机硅润湿剂、聚醚改性防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、羧酸盐分散剂、球型银粉混合，先使用高速分散机以1000rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机以3000rpm的速度中进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，得单组分低温固化仿电镀油墨。
实施例2
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：苯乙烯丙烯酸树脂15g，高分子量苯氧基树脂1.5g，颗粒型银粉30g，二乙二醇丁醚38.15ml，有机硅流平剂0.15ml，丙烯酸消泡剂3ml，氨基硅烷偶联剂1.5ml，氟碳改性润湿剂0.5ml，气相二氧化硅防沉降剂0.2ml，油酸5ml，低温解封型异氰酸酯固化剂5ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将苯乙烯丙烯酸树脂、高分子量苯氧基树脂、二乙二醇丁醚混合，使用高速分散机以1600rpm的速度进行高速分散、搅拌，使多苯乙烯丙烯酸树脂及苯氧基树脂完全溶解于二乙二醇丁醚中，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、丙烯酸消泡剂、氨基硅烷偶联剂、氟碳改性润湿剂、气相二氧化硅防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1800rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、油酸分散剂、颗粒型银粉混合，先使用高速分散机以1300rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机以3400rpm的速度中进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
实施例3
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：甲基丙烯酸丁酯共聚物15g，高分子量苯氧基树脂1.5g，球型银粉30g，甘油38.15ml，有机硅流平剂0.15ml，醋酸纤维素消泡剂3ml，环氧硅烷偶联剂1.5ml，有机硅改性润湿剂0.5ml，聚醚改性防沉降剂0.2ml，羧酸盐5ml，低温解封型异氰酸酯固化剂5ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将甲基丙烯酸丁酯共聚物、高分子量苯氧基树脂、甘油混合，使用高速分散机以2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，使甲基丙烯酸丁酯共聚物及苯氧基树脂完全溶解于甘油中，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、醋酸纤维素消泡剂、环氧硅烷偶联剂、有机硅改性润湿剂、聚醚改性防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1700rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、羧酸盐分散剂、球型银粉混合，先使用高速分散机以1500rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机中以3800rpm的速度进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
实施例4
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：多重聚合丙烯酸树脂7.5g，苯乙烯丙烯酸树脂7.5g，低分子量苯氧基树脂1.5g，颗粒型银粉30g，二乙二醇丁醚38.15ml，有机硅流平剂0.15ml，丙烯酸消泡剂3ml，氨基硅烷偶联剂1.5ml，有机硅改性润湿剂0.5ml，聚醚改性防沉降剂0.2ml，油酸分散剂5ml，低温解封型异氰酸酯固化剂5ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、低分子量苯氧基树脂及二乙二醇丁醚混合，使用高速分散机以2500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂及低分子量苯氧基树脂充分与二乙二醇丁醚混合，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、丙烯酸消泡剂、氨基硅烷偶联剂、有机硅改性润湿剂、聚醚改性防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、油酸分散剂、颗粒型银粉混合，先使用高速分散机以2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机中以4000rpm的速度进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
实施例5
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：多重聚合丙烯酸树脂2.5g，苯乙烯丙烯酸树脂2.5g，低分子量苯氧基树脂0.5g，颗粒型银粉10g，二乙二醇丁醚50ml，有机硅流平剂0.1ml，丙烯酸消泡剂1ml，氨基硅烷偶联剂0.25ml，有机硅改性润湿剂0.1ml，聚醚改性防沉降剂0.05ml，油酸分散剂1ml，低温解封型异氰酸酯固化剂1ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、低分子量苯氧基树脂及二乙二醇丁醚混合，使用高速分散机以2500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂及低分子量苯氧基树脂充分与二乙二醇丁醚混合，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、丙烯酸消泡剂、氨基硅烷偶联剂、有机硅改性润湿剂、聚醚改性防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、油酸分散剂、颗粒型银粉混合，先使用高速分散机以1600rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机中以3700rpm的速度进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
实施例6
一种低温固化仿电镀油墨，包括以下质量的组分：苯乙烯丙烯酸树脂10g，高分子量苯氧基树脂1.0g，颗粒型银粉30g，丙二醇丙醚80ml，有机硅流平剂0.2ml，丙烯酸消泡剂2.5ml，氨基硅烷偶联剂1.0ml，氟碳改性润湿剂0.3ml，气相二氧化硅防沉降剂0.15ml，油酸3ml，低温解封型异氰酸酯固化剂3ml。
本实施例的低温固化仿电镀油墨的制备方法为：
S1、将苯乙烯丙烯酸树脂、高分子量苯氧基树脂、丙二醇丙醚混合，使用高速分散机以1800rpm的速度进行高速分散、搅拌，使多苯乙烯丙烯酸树脂及苯氧基树脂完全溶解于丙二醇丙醚中，得混合液A；
S2、将有机硅流平剂、丙烯酸消泡剂、氨基硅烷偶联剂、氟碳改性润湿剂、气相二氧化硅防沉降剂、低温解封型异氰酸酯固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1900rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、油酸分散剂、颗粒型银粉混合，先使用高速分散机以1500rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机以3600rpm的速度中进行高速锆珠研磨分散，镐珠粒径为0.5mm，直至油墨中银粉粒径D100(最大粒径)≤200nm，使各组分均匀分散，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
对比例1：使用的是以背景技术中提到的现有的以超薄电镀铝浆制备的镜面油墨(也即行业内所说的镜面银浆)。
采用丝网印刷工艺(丝网目数420，张力22.5N/m)，将实施例1-6和对比例1提供的镜面油墨进行印刷，以150℃x30min、180℃x20min进行烘烤，烘烤固化后进行常规性能以及信赖性性能验证实验。实施例1-6和对比例1测得的结果如表1所示。
表1
根据上表的实验结果可知由本发明中的配方及制备方法制成的油墨具有更好的镜面效果，不会出现“白雾”的表面缺陷，并且具有较好的耐高温性能以及明显优于对比例中所使用的油墨的存储时长。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.一种单组分低温固化仿电镀油墨，其配方由以下组分制备而成：
丙烯酸树脂：5-15重量份；
苯氧基树脂：0.5-1.5重量份；
银粉：10-40重量份，所述银粉粒径D100≤200nm；
溶剂：50-80体积份；
流平剂：0.1-0.3体积份；
消泡剂：1-3体积份；
偶联剂：0.25-1.5体积份；
润湿剂：0.1-0.5体积份；
防沉降剂：0.05-0.2体积份；
分散剂：1-5体积份；
固化剂：1-5体积份。
2.根据权利要求1所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述丙烯酸树脂选自多重聚合丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、甲基丙烯酸丁酯共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述溶剂选自丙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、甘油中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述流平剂选自有机硅流平剂。
5.根据权利要求4所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、丙烯酸消泡剂、醋酸纤维素消泡剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述偶联剂选自环氧硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述润湿剂选自有机硅改性润湿剂、氟碳改性润湿剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，
所述防沉降剂选自聚醚改性防沉降剂、气相二氧化硅防沉降剂中的至少一种；
所述分散剂选自羧酸盐分散剂、油酸分散剂中的至少一种；
所述固化剂选自封闭型异氰酸酯。
9.根据权利要求8所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，所述银粉的形貌为颗粒状或球状。
10.一种单组分低温固化仿电镀油墨的制备方法，用于使用上述权利要求1-9任意一项所述的一种单组分低温固化仿电镀油墨，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将丙烯酸树脂、苯氧基树脂、溶剂混合，使用高速分散机以1500-2500rpm的速度进行高速分散、搅拌，使丙烯酸树脂及苯氧基树脂完全溶解于溶剂中，得混合液A；
S2、将流平剂、消泡剂、偶联剂、润湿剂、防沉降剂、固化剂、混合液A混合，使用高速分散机以1500-2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，使各组分均匀分散，得混合液B；
S3、将混合液B、分散剂、银粉混合，先使用高速分散机以1000-2000rpm的速度进行高速分散、搅拌，然后使用三辊研磨机进行预研磨分散，使各组分均匀分散，得混合液C。
S4、将混合液C，倒入纳米砂磨机中以3000-4000rpm的速度进行高速锆珠研磨分散，直至油墨中银粉粒径D100≤200nm，且使各组分均匀分散后，即得单组分低温固化仿电镀油墨。
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