CN113604165A - 一种用于卫浴抗污防爆膜及其制备方法 - Google Patents

一种用于卫浴抗污防爆膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种抗污防爆膜的制备方法，属于卫浴产品表面处理技术领域，该膜主要由抗污涂层、防爆膜基材、亚克力胶和离型膜组成，本发明将一种表面具有抗污、抗刮及耐高温高湿的涂料通过微凹涂布线涂布到半成品膜的非离型膜面，调整速比、辊目数来控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度实现表面的微纳米结构；调整风速、温度来促进树脂的迁移能力，最大限度实现低表面区的比例；调整UV能量、光强及冷却辊的温度改善抗污涂层的固化程度，最终得到一种高抗污性、耐刮性和耐酸碱湿热环境的用于卫浴抗污防爆膜。

Description

一种用于卫浴抗污防爆膜及其制备方法
技术领域
本发明属于卫浴产品表面处理技术领域，尤其涉及一种用于卫浴抗污防爆膜及其制备方法。
背景技术
卫浴领域涉及的产品众多，各种产品的功能各有不同，也决定了其自身的材质不同，如淋浴房的干湿分离的钢化玻璃，要求具有一定的刚性、透明性但也存在着易爆问题。玻璃碎片容易对使用者造成人身安全问题，当玻璃破碎时，玻璃防爆膜能有效地将破碎的玻璃固定到位，从而减少玻璃飞溅造成的损害，提高抵御碎片风暴和飞行物的动力，另外，玻璃防爆膜附着在玻璃内部，可以延长玻璃的使用寿命。
但是普通防爆膜能实现防爆性和短期内的耐刮、透明性和抗污性，但在高温高湿环境中很容易使透明性、抗污性下降。抗污是卫浴防爆膜的另一个新的需求点，防爆膜表面抗污耐刮的处理方式很多但各有不足，如中国专利CN104694929B使用镀膜的方式赋予抗污、耐刮、耐环境等性能，但是电镀工艺容易脱落、产生斑点以及产生工业废水；中国专利CN110922886A采用UV固化的工艺制备了抗污耐刮层，但是该发明抗污性差，不适合湿热环境使用；中国专利CN108026394B公开了一种涂料组合物，但是不能耐酸碱湿热环境抗污使用。
发明内容
为克服上述不足，本申请提供的技术方案如下：
一种用于卫浴抗污防爆膜，从上到下依次包括：抗污涂层、防爆膜基材、亚克力胶和离型膜，其中抗污涂层中纳米粒子与树脂混合之后为纳米微观凸起结构，涂层厚度为1～10μm，纳米粒子的分布密度为：2-10g/cm3。
进一步地，纳米颗粒的间隔为：40～80μm，直径范围10nm-200nm。
进一步地，所述纳米粒子主要包括：三氧化二铝、二氧化硅或二氧化钛中的一种或多种。
进一步地，将低表面张力的树脂与纳米粒子混合，固化后的纳米粒子在材料表面形成凸起，该凸起能够调整水的接触角和表面粗糙度，调整光引发剂、单体和树脂的比例，得到抗污涂料，将该涂料涂在防爆膜基材上，调整速比、辊目数、风速、温度、UV能量、光强及冷却辊的温度，改善表面的微纳米结构、树脂的迁移能力、低表面区的比例、抗污涂层的固化程度，得到抗污防爆膜基材。
进一步地，一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，主要步骤包括：
1)使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，经过红外烘烤后贴覆离型膜形成半成品膜；
2)通过UV固化方式，将表面张力10～18dyne/cm树脂与纳米粒子混合；
3)调整涂料体系中光引发剂体系的比例为6～10％；
4)调整体系单体及树脂的比例，使粘度范围为800～1500cps；
5)调整体系树脂或单体的双键分子量的大小1000～2000，得到抗污涂料；
6)将上述制备的涂料通过微凹涂布线涂布到半成品膜的非离型膜面，调整速比、辊目数控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度为0.01～0.03μm；
7)通过对风速、温度的调整来促进树脂的迁移能力，微结构区的表面大部分被低表面能的成分覆盖，实现表面的低表面区比例为100％；
8)调整UV能量、光强以及冷却辊的温度，得一种用于卫浴抗污防爆膜基材。
进一步地，步骤(1)半成品膜使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，其中红外烘烤温度为(90±10)℃～(100±5)℃～(120±5)℃～(105±5)℃～(95±10)℃，风速梯度的范围为(38±2)～(42±2)～(41±2)～(43±2)～(40±3)，亚克力胶的固含为25～35％，干胶厚度9～12μm，机速为18～21m/min。
进一步地，步骤(5)中基材包括：PET、PC、PMMA或PC/PMM复合膜。
进一步地，步骤(6)抗污涂层使用微凹辊将抗污涂料涂布至半成品膜的非离型膜面，速比为0.9～1.2，辊目数160～180目。
进一步地，步骤(7)中风速梯度的范围为(38±2)～(42±2)～(41±2)～(43±2)～(40±3)，温度梯度的范围为(50±10)℃～(70±5)℃～(100±5)℃～(90±10)℃～(75±10)℃。
进一步地，步骤(8)中UV能量为300～500mJ/cm2，UV光强为180～200mW/cm2，冷却辊温度为15～25℃。
本申请的有益效果在于：
本发明将一种具有表面抗污、抗刮及耐高温高湿的涂料通过微凹涂布线涂布到防爆膜基材上，调整速比、辊目数的来控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度来实现表面的微纳米结构；调整风速、温度的来促进树脂的迁移能力，最大限度实现表面的低表面区的比例；调整UV能量、光强及冷却辊的温度改善抗污涂层的固化程度，得到一种持久抗污性、耐刮性和耐酸碱环境使用用于卫浴抗污防爆膜。
附图说明
图1是本发明成品抗污膜结构；
图2是抗污涂层的微结构。
1、抗污涂层；2、防爆膜基材；3、亚克力胶；4、离型膜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
1)使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，经过红外烘烤后贴覆离型膜形成半成品膜；
2)通过UV固化方式，将表面张力20dyne/cm树脂与纳米粒子混合；
3)调整涂料体系中光引发剂体系的比例为6％；
4)调整体系单体及树脂的比例，使粘度范围为800cps；
5)调整体系树脂或单体的双键分子量的大小1000；
6)将上述制备的涂料通过180目微凹涂布线涂布到PET半成品膜的非离型膜面，调整主机机速为15m/min、速比1.0，控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度为0.02μm；
7)调整烘箱温度梯度为40℃～70℃～105℃～90℃～65℃，风速为38～40～42～42～40，促进树脂的迁移能力，微结构区的表面大部分被低表面能的成分覆盖，实现表面的低表面区比例为100％；
8)调整UV能量为500mJ/cm2，UV光强为200mW/cm2，冷却辊温度为25℃，得到实施例1的用于卫浴抗污防爆膜。
实施例2
1)使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，经过红外烘烤后贴覆离型膜形成半成品膜；
2)通过UV固化方式，将表面张力20dyne/cm树脂与纳米粒子混合；
3)调整涂料体系中光引发剂体系的比例为6％；
4)调整体系单体及树脂的比例，使粘度范围为800cps；
5)调整体系树脂或单体的双键分子量的大小1000；
6)将上述制备的涂料通过160目微凹涂布线涂布到PMMA半成品膜的非离型膜面，调整主机机速为15m/min、速比0.9控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度为0.02μm；
7)调整烘箱温度梯度为50℃～65℃～100℃～85℃～60℃，风速为38～40～42～42～40，促进树脂的迁移能力，微结构区的表面大部分被低表面能的成分覆盖，实现表面的低表面区比例为100％；
8)调整UV能量为400mJ/cm2，UV光强为190mW/cm2，冷却辊温度为20℃，得到实施例2的用于卫浴抗污防爆膜。
对比例：市售普通防爆膜。
各实施例的性能检测如下表：
性能 实施例一 实施例二 对比例
附着力 5B 5B 5B
耐擦洗性 ＞10000次 ＞10000次 ≤10000
抗污性 ≥200次 ≥200次 150次
耐钢丝绒 ≥3000次 ≥2500次 ＜2500次
中性盐雾测试 48h 48h ＜48h
测试方法
(1)附着力按照ASTMD 3359测试；
(2)耐擦洗性测试方法如下：使用无尘布负重200g在涂层表面往返摩擦，记录摩擦后仍具有疏水效果的最高摩擦次数；
(3)抗污性测试方法如下：取样板中间位置，采用油性笔在固定位置画直线，用无尘布擦拭，记录可擦拭干净的最高擦拭次数；擦拭次数越多，表明抗污性越好；
(4)耐钢丝绒测试方法如下：使用0000#钢丝绒，负重1000gf在涂层表面往返摩擦，记录涂层不出现划痕刮花的最高摩擦次数；
(5)中性盐雾测试方法如下：使用NaCl溶液测试，记录涂层不脱落不发雾的时间。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于卫浴抗污防爆膜，其特征在于，从上到下依次包括：抗污涂层、防爆膜基材、亚克力胶和离型膜，其中抗污涂层中纳米粒子与树脂混合之后为纳米微观凸起结构，涂层厚度为1～10μm，纳米粒子的分布密度为：2-10g/cm3。
2.根据权利按要求1所述的一种用于卫浴抗污防爆膜，其特征在于，纳米颗粒间隔为：40～80μm，直径为：10nm-200nm。
3.根据权利按要求1所述的一种用于卫浴抗污防爆膜，其特征在于，所述纳米粒子主要包括：三氧化二铝、二氧化硅或二氧化钛中的一种或多种。
4.一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，将低表面张力的树脂与纳米粒子混合，固化后的纳米粒子在材料表面形成凸起，该凸起能够调整水的接触角和表面粗糙度，调整光引发剂、单体和树脂的比例，得到抗污涂料，将该涂料涂在防爆膜基材上，调整速比、辊目数、风速、温度、UV能量、光强及冷却辊的温度，改善表面的微纳米结构、树脂的迁移能力、低表面区的比例、抗污涂层的固化程度，得到抗污防爆膜基材。
5.根据权利要求4所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，主要步骤包括：
1)使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，经过红外烘烤后贴覆离型膜形成半成品膜；
2)通过UV固化方式，将表面张力10～18dyne/cm树脂与纳米粒子混合；
3)调整涂料体系中光引发剂体系的比例为6～10％；
4)调整体系单体及树脂的比例，使粘度范围为800～1500cps；
5)调整体系树脂或单体的双键分子量的大小1000～2000，得到抗污涂料；
6)将步骤(5)的涂料通过微凹涂布线涂布到半成品膜的非离型膜面，调整速比、辊目数控制纳米粒子在涂层表面的粗糙度为0.01～0.03μm；
7)通过对风速、温度的调整来促进树脂的迁移能力，微结构区的表面大部分被低表面能的成分覆盖，实现表面的低表面区比例为100％；
8)调整UV能量、光强以及冷却辊的温度，得到一种用于卫浴抗污防爆膜基材。
6.根据权利要求5所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)半成品膜使用逗号刮刀或狭缝的方式将亚克力胶涂布到基材上，其中红外烘烤温度为(90±10)℃～(100±5)℃～(120±5)℃～(105±5)℃～(95±10)℃，风速梯度的范围为(38±2)～(42±2)～(41±2)～(43±2)～(40±3)，亚克力胶的固含为25～35％，干胶厚度9～12μm，机速为18～21m/min。
7.根据权利要求5所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中基材包括：PET、PC、PMMA或PC/PMM复合膜。
8.根据权利要求5所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，步骤(6)抗污涂层使用微凹辊将抗污涂料涂布至半成品膜的非离型膜面，速比为0.9～1.2，辊目数160～180目。
9.根据权利要求5所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，步骤(7)中风速梯度的范围为(38±2)～(42±2)～(41±2)～(43±2)～(40±3)，温度梯度的范围为(50±10)℃～(70±5)℃～(100±5)℃～(90±10)℃～(75±10)℃。
10.根据权利要求5所述的一种用于卫浴抗污防爆膜的制备方法，其特征在于，步骤(8)中UV能量为300～500mJ/cm2，UV光强为180～200mW/cm2，冷却辊温度为15～25℃。
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