CN114437616A - 抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法 - Google Patents

抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及仿陶瓷光固化涂料制备领域，具体公开了抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法。涂料包括4～18官聚酯丙烯酸酯：15～20份；无机杂化聚氨酯丙烯酸酯：5～10份；氟硅改性丙烯酸酯：5～10份；活性纳米钙：2～5份；高分子蜡的微粒分散体：1～3份；固体分散剂：0.5～2份；抗指纹助剂：0.5～1.5份；底材润湿流平剂：0.3～1份；光引发剂：1～4份；二季戊四醇五/六丙烯酸酯：5～8份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10～12份；己二醇二丙烯酸酯：5～11份。本申请的仿陶瓷光固化涂料具有优良的耐磨性，在抗指纹性能、固含量、粘度、干燥时间和VOC方面也较佳，综合性能较优异。

Description

抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及仿陶瓷光固化涂料制备领域，更具体地说，它涉及抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法。
背景技术
仿瓷涂料在3C数码、家用电器、化妆品、汽车内饰等领域具有广泛的应用，例如，在手机保护壳、笔记本电脑外壳的外表面涂覆仿瓷涂料，固化后形成仿瓷涂膜，不仅能够对壳体起到防腐保护的效果，而且还因与陶瓷近似逼真的外观起到较佳的装饰效果。
耐磨性是衡量仿瓷涂料质量的重要检测指标之一。尤其对于手机保护壳、笔记本电脑外壳等消费类3C数码产品而言，由于这类3C数码产品在使用过程中会与用户手指频繁接触，若耐磨性欠佳，涂膜会很快被磨花，严重影响产品的外观美观程度，无法满足目前用户对产品外观越来越高的要求。
行业内同类涂料的耐磨性通常采用耐羊毛毡性能(即涂膜耐羊毛毡来回摩擦的次数)的形式来表征。目前，同类涂料的耐羊毛毡性能普遍在200g·f 5～25万次，最高也不超过200g·f 30万次。本申请的发明人认为，仍然存在可进一步提升的空间。
发明内容
为了进一步提升仿瓷涂料的耐磨性，本申请提供抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，采用如下的技术方案：抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，按重量份数，包括有以下组分：
聚酯改性硅树脂：10～20份；
4～18官聚酯丙烯酸酯：15～20份；
无机杂化聚氨酯丙烯酸酯：5～10份；
氟硅改性丙烯酸酯：5～10份；
活性纳米钙：2～5份；
高分子蜡的微粒分散体：1～3份；
固体分散剂：0.5～2份；
抗指纹助剂：0.5～1.5份；
底材润湿流平剂：0.3～1份；
光引发剂：1～4份；
二季戊四醇五/六丙烯酸酯：5～8份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10～12份；
己二醇二丙烯酸酯：5～11份。
本申请以光固化树脂(聚酯改性硅树脂、4～18官聚酯丙烯酸酯、无机杂化聚氨酯丙烯酸酯、氟硅改性丙烯酸酯)为基料，辅以高活性单体(二季戊四醇五/六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯)、改性助剂(固体分散剂、抗指纹助剂、底材润湿流平剂)、活性纳米钙(即活性纳米碳酸钙)、蜡微粒分散体(即高分子蜡的微粒分散体，属于蜡浆)，得到仿陶瓷光固化涂料。实验检测数据显示，相比于目前的同类产品，本申请的仿陶瓷光固化涂料在耐磨性方面具有非常大的提升，耐羊毛毡性能由目前普遍的200g·f 5～25万次直接提升至200g·f 50～60万次，对于本领域而言，这属于相当大的提升，具备非常强的市场竞争力。
除了耐磨性之外，仿瓷涂料的质量检测指标还包括抗指纹性能、固含量、粘度、干燥时间和VOC。抗指纹性能直接关系到用户的使用体验，高质量的仿瓷涂料要求日常使用面巾纸或无尘布即可轻易擦拭干净、不留痕。固含量是涂料烘干后剩余不挥发组分的含量，高固含量的涂料在提高生产效率、降低运输成本、加快干燥速率、降低能耗方面具有更大的优势。粘度直接关系到涂料的施工难度以及成膜效果，低粘度的涂料在施工以及成膜方面更具优势。干燥时间关系到涂附的效率以及干燥时耗费的能源的多少。VOC即挥发性有机化合物，随着国际国家行业发展对环保要求加强，涂料的VOC势必成为企业考虑的重要指标。本申请的仿陶瓷光固化涂料：使用日常面巾纸或无尘布即可轻易擦拭干净指纹，不留痕；干燥时间短，60℃下红外线热干燥10～15分钟+800～1200uj/cm2紫外线灯干燥10～20秒即可，生产及应用过程高效节能；原料无毒、环保，得到的涂料产品不含苯系有机溶剂、无毒、低味、优质环保，VOC为每升少于350ml，符合GB30981的挥发排放要求。
综上所述，本申请的仿陶瓷光固化涂料具有优异的综合性能，是3C数码、家用电器、化妆品、汽车内饰等产品高端用漆。
可选的，所述聚酯改性硅树脂选自L-6905C、FSP8818、6196-100、CR9022中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述型号的聚酯改性硅树脂具有良好的抗污性、韧性、透明度、流平性等，能够有效提升涂膜性能。
可选的，所述4～18官聚酯丙烯酸酯选自6315、6316、FSP83256、574CN2262中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述型号的聚酯丙烯酸酯具有快速固化、附着力佳、耐候性佳、柔性佳等特点，有利于提升施工便利性以及涂膜性能。
可选的，所述无机杂化聚氨酯丙烯酸酯选自UV-9801、L-6902X、601B-35中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述型号的无机杂化聚氨酯丙烯酸酯具有优良的耐化学腐蚀性、低收缩性、硬度、耐刮伤等性能，有利于提升涂膜的施工性能和使用性能。
可选的，所述氟硅改性丙烯酸酯选自RD699-80、RD-699E-75中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述氟硅改性丙烯酸酯具有良好的保光保色性、附着力、耐候性、耐沾污性、耐腐蚀性，有利于提升涂膜的应用性能。
可选的，所述固体分散剂选自BYK-111、MOK5624、BYK-2008中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述固体分散剂具有良好的分散性，有利于改善涂料制备过程以及成品的品质。
可选的，所述高分子蜡的微粒分散体选自TR-7、ZN-30、ZL-16、IF-24中的至少一种。
通过采用上述技术方案，高分子蜡的微粒分散体，即蜡微粒分散体，也可称蜡浆，其在涂料中的主要作用包括消光、改善涂膜的爽滑手感、抗划伤(与耐磨性有区别，抗划伤主要是考察涂膜表面对于一次大应力作用的承受力，而耐磨性是考察涂膜表面对于小应力长时间作用的承受力)。上述高分子蜡的微粒分散体具有良好的消光、改善涂膜表面光滑度、耐水等性能，有利于提升涂膜的表观等品质。
可选的，所述抗指纹助剂选自HY-F-722、KY-1203中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述抗指纹助剂具有较佳的抗指纹、防缩孔等性能，有利于提升涂膜的抗指纹性能以及表观品质。
可选的，所述底材润湿流平剂选自Efka3777、BYK-333、Tego410、Tego450中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述底材润湿流平剂具有良好的促进流平、防缩孔、提高底材润湿、消泡、脱泡等效果。
可选的，所述光引发剂选自184、TPO、BP、BDK中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述光引发剂的引发效率高、低气味，适于白色或浅色涂料中。
第二方面，本申请提供一种上述抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料的制备方法，包括有以下步骤：
制备半成品A：混合聚酯改性硅树脂、4～18官能聚酯丙烯酸酯、无机杂化聚氨酯丙烯酸酯和二季戊四醇五/六丙烯酸酯，充分分散，得到半成品A；
制备半成品B：混合氟硅改性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯，充分分散，得到半成品B；
制备半成品C：将活性纳米钙、高分子蜡的微粒分散体、固体分散剂、底材润湿流平剂、抗指纹助剂依次加入半成品B中，充分分散，静置，研磨至细度≤3μm，得到半成品C；
制备半成品D：将光引发剂加热充分溶解，得到半成品D；
制备成品：将半成品C加入半成品A中充分分散，加入半成品D充分分散，得到抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料。
通过采用上述技术方案，有利于提高组分的均匀性、反应充分性，从而有利于保障涂料产品的品质。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、实验检测数据显示，相比于目前的同类产品，本申请的仿陶瓷光固化涂料在耐磨性方面具有非常大的提升，耐羊毛毡性能由目前普遍的200g·f 5～25万次直接提升至200g·f 50～60万次，对于本领域而言，这属于相当大的提升；
2、本申请的仿陶瓷光固化涂料的原料无毒、环保，制备得到的涂料产品不含苯系有机溶剂、优质环保，符合国际国家行业发展对VOC挥发的要求；
3、本申请的仿陶瓷光固化涂料在抗指纹性能、固含量、粘度、干燥时间方面均有较佳的表现，生产及应用过程高效节能；
4、本申请的仿陶瓷光固化涂料具有优异的综合性能，是3C数码、家用电器、化妆品、汽车内饰等产品高端用漆。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
原料介绍以下实施例中采用的原料信息如表1所示。
表1原料信息
Figure BDA0003552015960000041
Figure BDA0003552015960000051
实施例
实施例1
抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，按重量份数，包括有以下组分：聚酯改性硅树脂(型号为L-6905C)：10份；
4～18官聚酯丙烯酸酯(型号为6315)：20份；
无机杂化聚氨酯丙烯酸酯(型号为UV-9801)：5份；
氟硅改性丙烯酸酯(型号为RD699-80)：10份；
活性纳米钙：2份；
高分子蜡的微粒分散体(型号为TR-7)：3份；
固体分散剂(型号为BYK-111)：0.5份；
抗指纹助剂(型号为HY-F-722)：1.5份；
底材润湿流平剂(型号为Efka3777)：0.3份；
光引发剂(型号为184)：4份；
二季戊四醇五/六丙烯酸酯：5份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：12份；
己二醇二丙烯酸酯：5份。
该抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料的制备方法包括有以下步骤：
混合聚酯改性硅树脂、4～18官能聚酯丙烯酸酯、无机杂化聚氨酯丙烯酸酯和二季戊四醇五/六丙烯酸酯，充分分散15min，得到半成品A；
混合氟硅改性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯，充分分散15min，得到半成品B；
将活性纳米钙、高分子蜡的微粒分散体、固体分散剂、底材润湿流平剂、抗指纹助剂依次加入半成品B中，充分分散，静置24小时，采用砂磨机研磨至细度≤3μm，得到半成品C；将光引发剂加热至80℃充分溶解，得到半成品D；
将半成品C加入半成品A中充分分散，加入半成品D充分分散，得到抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料。
实施例2～4与实施例1的区别在于：各组分型号的配比不同，实施例1～4的各组分的型号的配比如表2所示。
表2实施例1～4的各组分的型号的配比
Figure BDA0003552015960000061
Figure BDA0003552015960000071
对比例
对比例1～3均为市售的仿陶瓷光固化涂料产品。
性能检测
耐磨性检测
对实施例1～4和对比例1～3的涂料样品进行耐磨性检测，检测结果如表3所示。
表3实施例1～4和对比例1～3的涂料样品的耐磨性检测结果
Figure BDA0003552015960000081
由表3可以看出，相比于目前的同类产品，本申请的仿陶瓷光固化涂料在耐磨性方面具有非常大的提升，耐羊毛毡性能由目前普遍的200g·f 5～25万次直接提升至200g·f50～60万次，对于本领域而言，这属于相当大的提升，属于取得了预料不到的技术效果的范畴。
本申请具有如此优良的耐磨性的原因在于整体配方配比的优化改良，使得各组分之间能够具有协同增效的作用，只有如此，才会使得耐磨性与当前的同类涂料相比产生突变。
抗指纹性能、干燥时间和VOC检测
对实施例1～4的涂料样品进行抗指纹性能和VOC检测，并记录干燥时间，结果如表4所示。
表4实施例1～4的涂料样品的抗指纹性能和VOC检测结果以及干燥时间
Figure BDA0003552015960000082
Figure BDA0003552015960000091
由表4可以看出，本申请的仿陶瓷光固化涂料：使用日常面巾纸或无尘布即可轻易擦拭干净指纹，不留痕；干燥时间短，60℃下红外线热干燥10～15分钟+800～1200uj/cm2紫外线灯干燥10～20秒即可，生产及应用过程高效节能；VOC为每升少于350ml，符合GB30981的挥发排放要求。
另外，本申请的仿陶瓷光固化涂料的粘度低、固含量高，原料无毒、环保，得到的涂料产品不含苯系有机溶剂、无毒、低味、优质环保。
由上述数据以及分析可知，本申请的仿陶瓷光固化涂料具有优异的综合性能，是3C数码、家用电器、化妆品、汽车内饰等产品的高端用漆。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于，按重量份数，包括有以下组分：
聚酯改性硅树脂：10～20份；
4～18官聚酯丙烯酸酯：15～20份；
无机杂化聚氨酯丙烯酸酯：5～10份；
氟硅改性丙烯酸酯：5～10份；
活性纳米钙：2～5份；
高分子蜡的微粒分散体：1～3份；
固体分散剂：0.5～2份；
抗指纹助剂：0.5～1.5份；
底材润湿流平剂：0.3～1份；
光引发剂：1～4份；
二季戊四醇五/六丙烯酸酯：5～8份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：10～12份；
己二醇二丙烯酸酯：5～11份。
2.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述聚酯改性硅树脂选自L-6905C、FSP8818、6196-100、CR9022中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述4～18官聚酯丙烯酸酯选自6315、6316、FSP83256、574CN2262中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述无机杂化聚氨酯丙烯酸酯选自UV-9801、L-6902X、601B-35中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述氟硅改性丙烯酸酯选自RD699-80、RD-699E-75中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述固体分散剂选自BYK-111、MOK5624、BYK-2008中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述高分子蜡的微粒分散体选自TR-7、ZN-30、ZL-16、ZF-24中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述抗指纹助剂选自HY-F-722、KY-1203中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料，其特征在于：所述底材润湿流平剂选自Efka3777、BYK-333、Tego410、Tego450中的至少一种；所述光引发剂选自184、TPO、BP、BDK中的至少一种。
10.一种权利要求1～9任意一项所述的抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：
制备半成品A：混合聚酯改性硅树脂、4～18官能聚酯丙烯酸酯、无机杂化聚氨酯丙烯酸酯和二季戊四醇五/六丙烯酸酯，充分分散，得到半成品A；
制备半成品B：混合氟硅改性丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯，充分分散，得到半成品B；
制备半成品C：将活性纳米钙、高分子蜡的微粒分散体、固体分散剂、底材润湿流平剂、抗指纹助剂依次加入半成品B中，充分分散，静置，研磨至细度≤3μm，得到半成品C；
制备半成品D：将光引发剂加热充分溶解，得到半成品D；
制备成品：将半成品C加入半成品A中充分分散，加入半成品D充分分散，得到抗指纹高固低粘耐磨仿陶瓷光固化涂料。
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