CN115537066A

CN115537066A - 一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN115537066A
Application number: CN202211207653.8A
Authority: CN
Inventors: 缪云飞; 汪小峰; 鲁斌; 钱晨阳; 欧阳旭频
Original assignee: Suzhou Beiely Polymer Materials Co ltd
Current assignee: Suzhou Beiely Polymer Materials Co ltd
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2022-12-30

Abstract

本发明属于涂料技术，具体涉及一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨及其制备方法。本发明将树脂溶液基料，快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂混合，得到所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨。本发明开发的新一款超哑光耐刮抗静电黑色油墨，在透明薄PET材料上具有优异的附着力(5B)以达到在任何严格的使用环境中不会产生任何脱落，延长最终产品的使用寿命；具有黑色及超哑光泽(在0.5‑1Gs)，达到优异的吸光及漫反射效果。

Description

一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术，具体涉及一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨及其制备方法。

背景技术

市面上对于超哑光黑色油墨的应用产品主要集中在一些光学产品中，如：监控摄像头内部、相机内部、一些光感应器内部等；随着科技的进一步发展，光学用产品的不断升级以及精益求精，对于产品应用效果则提出了更加严格的要求，其中镜头内部感光区对于光散射具有非常严格的要求，即光线进入感光区内部散射越好、反射越少则最终成像越清晰，因此该类产品需要一款能够形成非常优异漫反射的内腔环境，同时达到轻便、占用面积小的条件，因此超哑光的黑色涂层可作为优良的使用方案；通常这类油墨涂覆基材为超薄基材(＜10μm厚)，这类基材在使用过程中易产生静电，因此该类油墨还应具有抗静电效果。现有的黑色抗静电黑色油墨种类很多，通常用于电子胶带产品、电子产品的基材背板，各种显示器边框及面板、PDA、LCD面板等膜材或板材，印刷方式多种多样，主要有丝网印刷、凹版印刷等涂覆方式；但现有的抗静电黑色油墨大多数为普通哑光光泽(2-4Gs)，甚至是平光或者亮光光泽，目的简单，只是起到一定的抗静电作用，而这类油墨通常没有合适的理化性能，如抗刮性一般、耐酒精性能差、无光散射方面需求等。

发明内容

本发明公开了一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨及其制备方法，极大改善了现有工业产品的技术缺陷。本发明开发的新一款超哑光耐刮抗静电黑色油墨，在透明薄PET材料上具有优异的附着力(5B)以达到在任何严格的使用环境中不会产生任何脱落，延长最终产品的使用寿命；为了达到优异的吸光及漫反射效果，黑色及超哑光泽(通常在0.5-1Gs)是必要达到的条件；通常这类油墨涂覆基材为超薄基材(＜10μm厚)，这类基材在使用过程中易产生静电，因此该油墨还具有抗静电效果(油墨层表面电阻在10⁶-10⁹Ω)；最终使用的黑色抗静电膜材在使用过程中难免会产生摩擦、剐蹭现象，为保证产品应用中光的漫反射稳定性，本发明油墨层具备一定的抗刮性能。

一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨，包括树脂溶液基料，快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂。本发明以饱和聚酯树脂溶液为基料，与快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂组成一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨，具有附着力高，涂布效果好以及粉体包裹性强的优点。

按重量份计，超哑光耐刮抗静电黑色油墨的组成如下：

优选的，

进一步优选的，

本发明中，使用的饱和聚酯树脂液为使用快干类溶剂溶解的固体分含量在40％-45％的溶液，其中的固体饱和聚酯树脂为东洋纺600、103、BX7000、韩国SK树脂的ES-120、瀚海树脂的AH640中的一种或几种组成，本发明选用的树脂为东洋纺600树脂与SK的ES-120树脂按照质量比1:1配合使用，其中东洋纺600树脂分子量在16000左右，属于中等分子量树脂，ES-120树脂具有28000的分子量，分子量指数均分子量。

本发明使用的分散剂为BYK-168、BYK-171、BYK-163、优卡688、迪高740W中的一种或几种，分散剂的存在使得炭黑能够更加均匀且稳定的分散在树脂溶液中，合适的分散剂对于蓝相炭黑以及蓝相铁黑的黑度以及蓝相展色性较高，因此涂层能够具有更好的黑度以及蓝相效果；另外正确的分散剂选择能够使得导电炭黑具有一定的哑度，对于后续降低消光粉添加量、滑爽手感填料添加量具有一定的促进作用，本发明使用的为BYK-163分散剂。本发明使用的导电炭黑为特密高350G、Super C65、DENKA LI400、三菱ET-20中的一种或几种，选用的导电炭黑为特密高350G。使用的蓝相绝缘炭黑为德固赛特黑4A、特黑6、志华ZG600、三菱MA11中的一种或几种，选用的绝缘炭黑具有绝缘性好、蓝相高、易分散以及较低吸油值的特点，在本发明中选用的炭黑为三菱MA11，主要作为遮盖炭黑使用，并且可用于调节油墨的导电性，使得油墨能够保持合适的抗静电电阻范围(10⁶-10⁹Ω)，同时具有优异的遮盖性及蓝相特点，与BYK-163配合使用才能够展现出优异的蓝相效果。使用的蓝相绝缘铁黑为拜耳乐316、318M、氧化铁黑330中的一种或几种，氧化铁黑本身遮盖力较弱，本发明选用的氧化铁黑330作为绝缘黑色填料加入，对于油墨蓝相的保持具有一定作用，极低的吸油值不会占用特别多的树脂包覆力，因此本发明中的添加量较大，同时也能够提升少量的遮盖效果。

本发明使用的快干主溶剂与慢干助溶剂分别为丁酮与乙酸丁酯，混合溶剂具有优异的溶解力且稳定，使得溶解后的树脂不会产生絮凝、析出现象，可适当提升油墨在使用过程中的涂布效果；快干主溶剂使用丁酮还有可以减少涂膜干燥完成后的VOC残留。使用的滑爽手感填料为FEP微粉、隆海新材2098A、上海南进工贸9600V、上海启湛PD5S中的一种或几种，本发明使用的气相二氧化硅消光粉为东曹E-1011，该消光粉粒径分布均匀，D50在2.8-3.2μm之间，并且光泽稳定。使用的流平助剂为BYK-333、迪高450、华夏HX3060中的一种或几种，与填料配合，油墨溶液的流平成膜效果好，本发明选用的为HX3060，该流平剂的特点为有机硅类流平剂，但该流平剂不会影响表面重涂性。

以上原料组成的产品具有优异的PET附着性能，树脂具有涂布润湿性好的特点，有机体系对粉体的包裹性非常好，确保了配方中高粉体添加量后油墨的附着性能，在分散导电炭黑时不会升高油墨的整体光泽，对要求哑光效果的黑色油墨效果突出。本发明中气相二氧化硅作为辅助消光使用，不能作为主要消光填料使用，过量使用会使得最终的涂膜表面泛白而影响涂膜效果，本发明使用东曹E-1011的最大优点为该消光粉表面处理效果好，添加在油墨中不会产生触变效果，同时光泽稳定性佳。本发明的黑色油墨不需要额外添加较多的消光剂，并且遮盖性能较好，能够在较低添加量情况下保持一定的遮盖性能。滑爽手感填料配合二氧化硅消光粉降低油墨光泽至超哑光泽(0.5-1.0Gs)，增加干膜表面抗刮性能，在油墨干燥后能够消光并且不会悬浮在涂层表面造成泛白现象。

与现有技术相比，本发明在后续降低光泽上可以少加二氧化硅消光粉，以免造成泛白现象；选用的导电炭黑特密高350G具有导电性好、遮盖性高的特点，配合分散剂后既能够具备良好分散性，结合其他物质又具有较低的光泽，为后续的消光步骤减轻难度；选用的滑爽手感助剂PD-5S具有粒径分布均匀(D90：4.8-5.3μm)，结合二氧化硅，成膜后表面抗刮性好、具有一定消光能力的特点，而最大的优势为本发明填料不会悬浮在涂层表面而造成泛白现象，这是所有气相二氧化硅均不能达到的效果，因此本发明中最大的优点为抗刮性、消光性。

附图说明

图1为实施例一涂膜超哑光泽度(0.5Gs)。

图2为实施例一涂膜超遮光性。

图3为实施例一涂膜低L值(高黑度)。

图4为为实施例一涂膜耐刮伤效果优异(对搓不发亮)。

具体实施方式

本发明的原料都是市售产品，具体制备操作以及测试为常规技术，成品常规涂在PET基材上。

实施例一

以饱和聚酯树脂溶液基料，快干主溶剂，少量慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂组成一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨，重量份(Kg)如下：

饱和聚酯溶液基料具体组成质量比例为：东洋纺600：ES-120：丁酮：乙酸丁酯＝20:20:40:20。

上述超哑光耐刮抗静电黑色油墨的制备方法如下：

1、在溶解好的树脂溶液中依次加入分散剂、主溶剂、助溶剂，以600r/min的转速分散10min，得到透明溶液；

2、在步骤1的透明溶液中依次添加导电炭黑、蓝相绝缘炭黑、蓝相绝缘铁黑，以800rpm的速度分散10分钟；

3、将步骤2分散好的物料转移至砂磨机，以1200r/min的转速砂磨至细度＜4μm；

4、在步骤3的物料中依次加入气相二氧化硅、手感滑爽填料，并以800r/min的速度分散10分钟后进行研磨，达到细度＜4μm并300目过滤；

5、在步骤4所得到的半成品中添加流平助剂，以800rpm的速度分散10分钟后得到成品。

图1为实施例一涂膜超哑光泽度(0.5Gs)。图2为实施例一涂膜超遮光性。图3为实施例一涂膜低L值(高黑度)。图4为为实施例一涂膜耐刮伤效果优异(对搓不发亮)。

对比例一

在实施例一的基础上，将乙酸丁酯替换为丁酮，即全部采用丁酮为溶剂，涂布过程中容易发生结皮现象，导致涂布表面粗糙、拉丝等不良现象的产生。

对比例二

在实施例一的基础上，饱和聚酯树脂全部为东洋纺600树脂，成品固化后耐酒精90次透底。

对比例三

在实施例一的基础上，蓝相绝缘炭黑MA11替换为导电炭黑，b升高至0.1左右。

对比例四

在实施例一的基础上，将气相二氧化硅消光粉的用量调整为2份，光泽变化不大，但是涂层表面会有泛白现象，同时抗刮性能会变差，涂层对磨后光泽会明显上升，上升范围为0.5Gs上升至3.5Gs。

对比例五

现有的抗静电黑色油墨大多数为普通哑光光泽，最低在2-4Gs，甚至是平光或者亮光光泽；目前未见小于1Gs的超亚光抗静电黑色油墨。

实施例二

在实施例一的基础上，将BYK-163调整为迪高740W，展色性较好，但影响色差b值，色差b值会上升至0.8左右，严重影响了蓝相效果。

实施例三

在实施例一的基础上，将导电炭黑、蓝相绝缘炭黑、蓝相绝缘铁黑的用量都调整为5.4份，油墨产品附着力下降严重，下降至2B；另外黑色颜料添加量过多时，油墨色差值会出现严重变化，L、a、b值均会出现不同程度的大量提升。

现有的黑色抗静电油墨存在几个缺点：

①现有的抗静电黑色油墨通常通常通过普通气相二氧化硅来调整油墨的光泽，气相二氧化硅在干燥后浮于油墨层表面，由于二氧化硅表面的多孔结构，对光线易产生漫反射效果，因此具有较好的消光能力，但是正是由于二氧化硅浮在涂层表面，因此普通抗静电黑色油墨表面的抗刮性能较差；

②现有的黑色抗静电油墨在想要消光至1Gs以下时需要通过添加大量的二氧化硅来调整，而气相二氧化硅比表面积高、吸油值大，使得树脂对于粉体的包裹性大大降低，过量添加二氧化硅时会产生附着力下降的问题；

③现有的黑色抗静电油墨通常只是达到表面电阻10⁶-10⁹Ω效果，而没有其他对于黑色色相的要求，而通常干燥完成后的哑光抗静电油墨层是泛白以及展现出红黄色相的，在外观上不能够显示出高端的形象；

④现有的抗静电黑色油墨导电材料通常为单一的导电炭黑，该种设计方案一般想要达到10⁶-10⁹Ω表面电阻效果，则导电炭黑含量不能够添加过多，过多会使得表面电阻较小，甚至低于10⁴Ω，添加量少时则油墨遮盖性能下降，特别是油墨层要求很薄时(油墨层要求3.5μm以下)遮盖性能更差。

本发明使用两款饱和聚酯树脂作为油墨的主要连接料，使用沸点较低的溶剂来溶解树脂以及油墨制作过程中的稀释剂，通过添加导电炭黑、绝缘蓝相炭黑、绝缘蓝相铁黑搭配使用，具有耐酒精性能较好，附着力高，涂布效果好以及粉体包裹性强的优点，用于油墨附着在PET材料上，形成附着力为5B的油墨涂层，保证最终的膜材在任何使用环境下均能够不脱落；油墨在涂布干燥过程中能快速的进行溶剂挥发，VOC残留率极低；在保证表面电阻的前提下，提升油墨遮盖性能，并且能够获得黑度较高(L值在20-23之间)的涂层；结合添加滑爽填料搭配少量气相二氧化硅，在能够达到光泽小于1Gs的条件下保证油墨层的表面抗刮性能。

Claims

1.一种超哑光耐刮抗静电黑色油墨，包括树脂溶液基料，快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂。

2.根据权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨，其特征在于，按重量份计，超哑光耐刮抗静电黑色油墨的组成如下：

3.根据权利要求2所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨，其特征在于，按重量份计，超哑光耐刮抗静电黑色油墨的组成如下：

4.根据权利要求3所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨，其特征在于，按重量份计，超哑光耐刮抗静电黑色油墨的组成如下：

5.根据权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨，其特征在于，饱和聚酯树脂由分子量为10000～20000的饱和聚酯树脂、分子量为22000～35000的饱和聚酯树脂组成。

6.根据权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨，其特征在于，快干主溶剂与慢干助溶剂分别为丁酮与乙酸丁酯。

7.权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨的制备方法，其特征在于，树脂溶液基料，快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂混合，得到所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨。

8.一种复合材料，包括基材及其表面的涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨固化得到。

9.树脂溶液基料，快干主溶剂，慢干助溶剂，分散剂，导电炭黑，蓝相绝缘炭黑，蓝相绝缘铁黑，消光粉，滑爽手感填料，流平助剂作为原料在制备权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨中的应用。

10.权利要求1所述超哑光耐刮抗静电黑色油墨在制备超哑光耐刮抗静电黑色涂层中的应用。