CN115260830B - 一种油墨及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油墨及其制备方法和应用,属于油墨技术领域,所述油墨由油墨主体、固化剂和稀释剂组成,其中油墨主体的重量份的原料包括:支链型聚酯树脂5‑7份,直链型聚酯树脂5‑7份,纳米色浆30‑37份,异佛尔酮40‑50份,环己酮5‑9份,哑粉1‑2份,助剂1‑2份,本发明的制备工艺采用搅拌混合、分散和研磨的方法相结合,工艺流程简单,操作难度低,适合工业化生产。本发明的油墨在降低固含的同时能够保证附着力和印刷油墨的均匀性,解决热压logo凸起问题,可以应用于丝网印刷或制备手机背壳、手机镜片中。
Description
技术领域
本发明属于油墨技术领域,具体涉及一种油墨及其制备方法和应用。
背景技术
随着5G网络的加速布局,手机等移动设备和智能家电的发展更新日趋加快,作为手机及智能家居制造中不可或缺的材料,PC/PMMA复合板成为了研究热点,其厚度范围从0.125mm至3mm,广泛应用于手机背壳、手机镜片、各类视窗等领域,适合包括压印在内的各种印刷、及辊涂、淋涂等多种涂布工艺。
目前用于PC/PMMA板材上的实色logo油墨一般采用丝印印刷成型,常规油墨平均固含通常控制在70-80%,最低也在60%以上,如固含过低会影响油墨附着力或出现油墨印刷不均匀等问题。在这一固含范围,通常使用350目-420目logo网版印刷,印刷得到的logo膜厚在5-7μm,容易因膜厚不均匀而出现热压后logo凸起的现象,造成外观不良。
为解决上述问题,现有方法采用500目的钢丝网版印刷,这样能够使logo膜厚控制在4-6μm,但是依然存在30%左右的logo膜厚在5μm以上,不能完全克服热压logo凸起问题,且采用500目钢丝网版印刷还会大幅增加生产成本,例如,钢丝网版印刷的成本是420目聚酯丝网的15倍。
发明内容
本发明旨在至少克服现有技术的缺陷之一,提供一种油墨及其制备方法和应用,在降低固含的同时能够保证附着力和印刷油墨的均匀性,解决热压logo凸起问题,降低生产成本。
第一方面,本发明实施例提供一种油墨,通过以下技术方案实现:
一种油墨,由油墨主体、固化剂和稀释剂组成;
其中油墨主体由包括以下重量份的原料制成:支链型聚酯树脂5-7份,直链型聚酯树脂5-7份,纳米色浆30-37份,异佛尔酮40-50份,环己酮5-9份,哑粉1-2份,助剂1-2份。
根据本发明实施例的超薄logo油墨,至少具有如下有益效果:
本发明的油墨在降低固含的同时能够保证附着力和印刷油墨的均匀性,从而降低膜厚,解决热压logo凸起问题。
本发明通过两种聚酯树脂的搭配使用,可以达到较好的色浆分散效果及优异的漆膜附着性能。本发明针对纳米级别的色浆,采用支链型聚酯树脂能够有效将色浆颗粒分散在树脂分子支链之间,形成卡位及空间位阻效应,使得色浆微粒不容易聚集;同时,本发明的油墨中的溶剂在PC/PMMA复合板材上进行咬蚀过程中,直链型树脂能够与PC/PMMA复合板材上的PC层进行相互渗透和缠绕,可以显著提升使得油墨与PC/PMMA复合板材之间的附着力,而且,直链型聚酯树脂在进行交联过程中,还能形成致密的网状结构,从而提高漆膜硬度。
本发明的油墨主体中的异佛尔酮和环己酮用于溶解树脂,并起到润湿和溶解色浆、助剂的作用,油墨主体中的异氟尔酮和环己酮在配合使用时,对树脂色浆的分散润湿效果最佳,单独使用异氟尔酮时容易出现分散不佳问题,单独使用环己酮容易导致油墨在使用过程中干燥过快。
按照常规方法通过增加稀释剂比例来减少油墨固含,会导致油墨印刷性变差,无法正常施工,本方案中通过添加哑粉,使得油墨有一定的触变性,提升油墨印刷性。
本发明的油墨主体、固化剂、稀释剂在使用时进行混合,可以提高油墨的储存稳定性。
根据本发明的一些实施方式,油墨主体、固化剂、稀释剂的重量比为100:(5-10):(5-15)。
根据本发明的一些实施方式,所述油墨的固含量为8%-12%。
根据本发明的一些实施方式,支链型聚酯树脂的重均分子量为20000-30000,酸值为10-14mgKOH/g,羟值50-60mgKOH/g,支化度4-6。例如三菱化学的DIACRON ER-502。
进一步,所述支链型聚酯树脂的固含量为40%-60%。
根据本发明的一些实施方式,直链型聚酯树脂的数均分子量为4000-8000,酸值1-3mgKOH/g,羟值15-25mgKOH/g,支化度1-1.5。例如东洋纺Vylon-GK680。
进一步,所述直链型聚酯树脂的固含量为40%-60%。
根据本发明的一些实施方式,纳米色浆的粒度为12-35nm。
根据本发明的一些实施方式,纳米色浆的固含量为8%-12%。
根据本发明的一些实施方式,哑粉包括沉淀法二氧化硅。
进一步,哑粉中还包括膨润土。膨润土的加入在保证油墨印刷性的同时可以降低成本。
更进一步,哑粉中沉淀法二氧化硅与膨润土的质量比不低于1:1,例如,沉淀法二氧化硅与膨润土的重量比为1-3:1。
更进一步,沉淀法二氧化硅和膨润土通过高速分散机搅拌进行混合。
根据本发明的一些实施方式,哑粉的粒度不粗于4000目。
根据本发明的一些实施方式,助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂。消泡剂和流平剂可以改善漆膜效果,使漆膜均匀平整,润湿剂可以增强哑粉和色浆的分散效果,提升油墨印刷性。
进一步地,消泡剂选自消泡剂SP-23、消泡剂F116、消泡剂D108、消泡剂D105中的一种。
进一步地,流平剂选自流平剂2020、流平剂475、流平剂FS1200、流平剂FS2000中的一种。
进一步地,润湿剂选自润湿剂SP60、润湿剂OT75、润湿剂ABO、润湿剂M301中的一种。
根据本发明的一些实施方式,固化剂为二异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰酸酯预聚体中的至少一种。
进一步地,固化剂包括二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯1,4-环己基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、二乙基苯二异氰酸酯、二甲基二苯亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、异氰酸酯二聚体、异氰酸酯三聚体中的至少一种。例如三井化学株式会社的D-131N。
根据本发明的一些实施方式,稀释剂为异佛尔酮、DBE、200溶剂油、环己酮和二甲苯中的至少一种。
第二方面,本发明实施例提供上述油墨的制备方法,通过以下技术方案实现:
上述油墨的制备方法,包括以下步骤:
按配比将所述原料搅拌混合,经分散、研磨制得。
根据本发明实施例的油墨的制备方法,至少具有如下有益效果:
本发明的制备工艺采用搅拌混合、分散和研磨的方法相结合,工艺流程简单,操作难度低,适合工业化生产。油墨主体中的异佛尔酮和环己酮在研磨过程中起到良好的润湿和溶解作用,提高油墨的均匀性和可印刷性。
根据本发明的一些实施方式,所述搅拌混合的时间为10-20分钟。
根据本发明的一些实施方式,所述搅拌混合的转速为800r/min-1200r/min。
根据本发明的一些实施方式,所述分散的转速为2500r/min-3500r/min。
根据本发明的一些实施方式,所述分散的时间为20-30分钟。
根据本发明的一些实施方式,所述研磨为三辊机研磨。
根据本发明的一些实施方式,所述研磨后的粉体粒径不超过5μm。
第三方面,本发明实施例提供一种涂层,采用所述油墨固化得到。
第三方面,本发明实施例提供所述油墨在丝网印刷或制备手机背壳、手机镜片中的应用
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例作进一步地详细描述。此处所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,不能理解为对本申请保护范围的限制。
实施例1-4及对比例1-2的原料组分见表1。
表1
实施例1
按照表1中的配比选取原料,按照以下步骤进行制备:
(1)在油墨反应釜中依次加入支链型聚酯树脂、直链型聚酯树脂、环己酮、异佛尔酮,搅拌均匀,转速为1000r/min,时间8分钟;
(2)边搅拌边加入哑粉及纳米色浆混合均匀,转速为1000r/min;
(3)投料完成后,高速分散均匀,分散转速3000r/min,时间26分钟;
(4)油墨冷却后,上三辊机研磨至细度不超过5μm;
(5)细度研磨合格后,加入助剂,搅拌均匀,转速为1000r/min,时间10分钟。
本实施例中的支链型聚酯树脂选自三菱化学的DIACRON ER-502,固含量为50%,直链型聚酯树脂选自东洋纺的Vylon-GK680,固含量为50%,固化剂异氰酸酯选自三井化学株式会社的D-131N,为苯二亚甲基二异氰酸脂(XDI)三聚体,哑粉为沉淀法二氧化硅,选自德国赢创德固赛公司ACEMATT OK520,纳米色浆选自江西喜颜新材料科技有限公司的NT1827,助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂,消泡剂选自德国毕克的BYK-323,流平剂选自德国毕克的BYK-104S,润湿剂选自德国毕克的BYK-110。
实施例2
按照表1中的配比选取原料,按照以下步骤进行制备:
(1)在油墨反应釜中依次加入支链型聚酯树脂、直链型聚酯树脂、环己酮、异佛尔酮,搅拌均匀,转速为800r/min,时间10分钟;
(2)边搅拌边加入哑粉及纳米色浆混合均匀,转速为800r/min;
(3)投料完成后,高速分散均匀,分散转速3500r/min,时间20分钟;
(4)油墨冷却后,上三辊机研磨至细度不超过5μm;
(5)细度研磨合格后,加入助剂,搅拌均匀,转速为1200r/min,时间5分钟。
本实施例中的支链型聚酯树脂选自三菱化学的DIACRON ER-502,固含量为50%,直链型聚酯树脂选自东洋纺的Vylon-GK680,固含量为50%,固化剂异氰酸酯选自三井化学株式会社的D-131N,为苯二亚甲基二异氰酸脂(XDI)三聚体,哑粉包括沉淀法二氧化硅和膨润土,沉淀法二氧化硅和膨润土重量配比为2:1,沉淀法二氧化硅和膨润土通过高速分散机搅拌进行混合,混合后哑粉平均粒径为2-3μm,沉淀法二氧化硅选自美国GRACE格蕾丝SYLOID C803,纳米色浆选自江西喜颜新材料科技有限公司的NT1827,助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂,消泡剂选自德国毕克的BYK-323,流平剂选自德国毕克的BYK-104S,润湿剂选自德国毕克的BYK-110。
实施例3
按照表1中的配比选取原料,按照以下步骤进行制备:
(1)在油墨反应釜中依次加入支链型聚酯树脂、直链型聚酯树脂、环己酮、异佛尔酮,搅拌均匀,转速为1200r/min,时间5分钟;
(2)边搅拌边加入哑粉及纳米色浆混合均匀,转速为1000r/min;
(3)投料完成后,高速分散均匀,分散转速2500r/min,时间30分钟;
(4)油墨冷却后,上三辊机研磨至细度不超过5μm;
(5)细度研磨合格后,加入助剂,搅拌均匀,转速为1000r/min,时间6分钟。
本实施例中的支链型聚酯树脂选自三菱化学的DIACRON ER-502,固含量为50%,直链型聚酯树脂选自东洋纺的Vylon-GK680,固含量为50%,固化剂异氰酸酯选自三井化学株式会社的D-131N,为苯二亚甲基二异氰酸脂(XDI)三聚体,哑粉包括沉淀法二氧化硅和膨润土,沉淀法二氧化硅和膨润土重量配比为2:1,沉淀法二氧化硅和膨润土通过高速分散机搅拌进行混合,混合后哑粉平均粒径为2-3μm,沉淀法二氧化硅选自德国赢创德固赛公司ACEMATT OK520,纳米色浆选自江西喜颜新材料科技有限公司的NT1827,助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂,消泡剂选自德国毕克的BYK-323,流平剂选自德国毕克的BYK-104S,润湿剂选自德国毕克的BYK-110。
实施例4
按照表1中的配比选取原料,按照以下步骤进行制备:
(1)在油墨反应釜中依次加入支链型聚酯树脂、直链型聚酯树脂、环己酮、异佛尔酮,搅拌均匀,转速为900r/min,时间8分钟;
(2)边搅拌边加入哑粉及纳米色浆混合均匀,转速为1200r/min;
(3)投料完成后,高速分散均匀,分散转速2700r/min,时间28分钟;
(4)油墨冷却后,上三辊机研磨至细度不超过5μm;
(5)细度研磨合格后,加入助剂,搅拌均匀,转速为1100r/min,时间7分钟。
本实施例中的支链型聚酯树脂选自三菱化学的DIACRON ER-502,固含量为50%,直链型聚酯树脂选自东洋纺的Vylon-GK680,固含量为50%,固化剂异氰酸酯选自三井化学株式会社的D-131N,为苯二亚甲基二异氰酸脂(XDI)三聚体,哑粉为沉淀法二氧化硅,选自德国赢创德固赛公司ACEMATT OK520,纳米色浆选自江西喜颜新材料科技有限公司的NT1827,助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂,消泡剂选自德国毕克的BYK-323,流平剂选自德国毕克的BYK-104S,润湿剂选自德国毕克的BYK-110。
对比例1
按照表1中的配比选取原料,除聚酯树脂种类含量存在差异外,其他原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例2
按照表1中的配比选取原料,除聚酯树脂种类含量存在差异外,其他原料和制备步骤与实施例1相同。
对比例3
市场上常见的常规油墨。
测试例
将实施例1-4、对比例1-2制备的油墨主体分别按配比与固化剂、稀释剂混合制得油墨,和对比例3的油墨分别采用420目丝网印刷于PC/PMMA复合板材上,在70℃~80℃烘烤30分钟,获得涂层。
对实施例1-4及对比例1-3制备的油墨及涂层的相关性能进行测试,测试方法如下:
细度测试参照《GB/T 1724-1979涂料细度测定法》,
附着力测试标准参照《GBT1720-79漆膜附着力测定法》,
膜厚测试仪器:日本Mitutoyo三丰薄片型千分尺No.293-240-30。
性能测试数据见下表2:
表2
从表2中可以看出,本申请的实施例1-4制备出的油墨不仅涂层厚度小于5μm,而且附着力达到5B,漆膜均匀,能够满足logo印刷的要求,而对比例1的油墨附着力较差,对比例2的油墨漆膜不均匀,均不能满足logo印刷的要求,对比例3的油墨粒度较大,固含量高,涂层厚度不能满足要求。
Claims (8)
1.一种用于PC/PMMA复合板材的油墨,其特征在于,包括油墨主体、固化剂和稀释剂;
其中油墨主体由包括以下重量份的原料制成:支链型聚酯树脂5-7份,直链型聚酯树脂5-7份,纳米色浆30-37份,异佛尔酮40-50份,环己酮5-9份,哑粉1-2份,助剂1-2份;
所述支链型聚酯树脂的重均分子量为20000-30000,酸值为10-14mgKOH/g,羟值为50-60mgKOH/g,支化度为4-6;所述直链型聚酯树脂的数均分子量为4000-8000,酸值为1-3mgKOH/g,羟值为15-25mgKOH/g,支化度为1-1.5;
所述油墨主体、固化剂、稀释剂的重量比为100:(5-10):(5-15);
所述油墨的固含量为8%-12%。
2.根据权利要求1所述的油墨,其特征在于,所述哑粉包括沉淀法二氧化硅,和/或所述哑粉的粒度不粗于4000目。
3.根据权利要求1所述的油墨,其特征在于,所述助剂包括消泡剂、流平剂和润湿剂。
4.根据权利要求1所述的油墨,其特征在于,所述固化剂为二异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰酸酯预聚体中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的油墨,其特征在于,所述稀释剂为异佛尔酮、DBE、200溶剂油、环己酮和二甲苯中的至少一种。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述油墨的方法,其特征在于,包括以下步骤:
按配比将所述原料搅拌混合,经分散、研磨制得。
7.一种涂层,采用如权利要求1-5任一项所述的油墨,或采用如权利要求6所述方法制得的油墨固化得到。
8.如权利要求1-5任一项所述的油墨,或采用如权利要求6所述的方法制得的油墨在丝网印刷或制备手机背壳、手机镜片中的应用。
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