CN116426157B - 一种抗刮耐磨uv玻璃油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨。添加无机纳米填料的油墨体系所获油墨涂层，在玻璃表面的附着力较差。针对上述问题，本发明提供一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，其配方中添加有本发明自制的有机无机杂化树脂，该树脂不仅含有具有耐磨性能的无机硅‑氧键结构，还具有适宜的有机柔性链段和有机硬性链段，有机柔性链段与有机硬性链段相互平衡，使得有机无机杂化树脂与丙烯酸树脂具有较好的相容性，不仅能提高油墨涂层的耐磨性，还能改善油墨涂层在玻璃表面的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨。
背景技术
玻璃油墨是一种可在玻璃上进行印刷的油墨，多采用丝印方式印刷于玻璃制品的表面，起到装饰效果。为了提高玻璃油墨涂层的耐磨性，通常在玻璃油墨体系中添加各种无机纳米填料，例如纳米碳酸钙、纳米碳酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氢氧化铝、纳米陶瓷颗粒等，虽然这种方式可以显著提高油墨涂层的耐磨性，但由于无机纳米填料在油墨体系中存在易团聚、分散不均匀、与树脂基体相容性差等问题，使得油墨涂层在玻璃表面的附着力较差。
本发明提供一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，其配方中添加有自制的有机无机杂化树脂，所述有机无机杂化树脂中具有高耐磨无机硅-氧键结构，还具有适宜的有机柔性链段和有机硬性链段，有机柔性链段与有机硬性链段相互平衡，使得有机无机杂化树脂与丙烯酸树脂具有较好的相容性，不仅能提高油墨涂层的耐磨性，还能改善油墨涂层在玻璃表面的附着力。
发明内容
现有技术中存在的问题是：添加无机纳米填料的油墨体系所获油墨涂层，在玻璃表面的附着力较差。针对上述问题，本发明提供一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，包括以下成分：
具体地，所述丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的至少一种。
具体地，所述活性单体包括PET5EO4A、TMP15EOTA、ACMO、IBOA中的至少一种。
具体地，所述有机无机杂化树脂的制备方法包括以下步骤：
(1)称取HEMA、双环苯氧乙基丙烯酸酯(CX-EOA)、甲基丙烯酸二环戊基酯(HDCPMA)、丙烯酸异辛酯四种单体以及AIBN、二氧六环于圆底烧瓶中，HEMA与CX-EOA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯的摩尔比为2:1:3:1，AIBN的添加量为单体总重量的0.5％，HEMA在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通60min氮气除氧，将烧瓶置于70℃的油浴锅中搅拌反应14h，反应结束后，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物A；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入35.2g产物A、0.05g催化剂对甲苯磺酸、0.005g对苯二酚、70mL二甲苯，搅拌均匀后将圆底烧瓶的温度升至70℃，之后在反应体系中边搅拌边滴加丙烯酸MA，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，停止滴加MA，反应结束，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物B；
(3)将KH590、乙醇、水以体积比2:1:5的比例混合于三口烧瓶中，用冰醋酸调节溶液pH＝3-6，升温至60℃，然后在氮气保护下，搅拌反应1h，之后对反应物进行真空旋蒸、干燥，得固体产物C；
(4)将产物B、甲苯以质量比1:4于烧瓶中混合，滴加相对产物B质量2％的光引发剂1173，将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将含产物C的甲苯滴加到烧瓶中，所述产物C在甲苯中的质量百分含量为20％，边搅拌边用波长365nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应物中的双键吸收峰消失，旋蒸除去溶剂，得到有机无机杂化树脂。
具体地，所述光引发剂包括TPO、819、1173、184、ITX、907中的至少一种。
具体地，所述流平剂为有机硅类流平剂。
具体地，所述分散剂为高分子分散剂。
具体地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂或有机高分子类消泡剂。
具体地，所述有机高分子类消泡剂包括迪高920、迪高815N、德谦5300、德谦3100、BYK1798中的至少一种。
有益效果
(1)本发明自制有机无机杂化树脂中不仅含有具有耐磨性能的无机硅-氧键结构，还具有适宜的有机柔性链段和有机硬性链段，有机柔性链段与有机硬性链段相互平衡，使得有机无机杂化树脂与丙烯酸树脂具有较好的相容性，不仅能提高油墨涂层的抗刮耐磨性，还能改善油墨涂层在玻璃表面的附着力；
(2)本发明自制有机无机杂化树脂中还含有具有CX-EOA、HDCPMA片段，也改善油墨涂层在玻璃表面的附着力十分有利。
具体实施方式
本发明以下实施例中所使用的环氧丙烯酸树脂牌号为环氧丙烯酸树脂6265，购自长兴化工。
本发明以下实施例中所使用的聚氨酯丙烯酸树脂牌号为聚氨酯丙烯酸树脂6148T-85，购自长兴化工。
本发明以下实施例中所使用的聚酯丙烯酸树脂牌号为聚酯丙烯酸树脂DR-E504，购自长兴化工。
本发明以下实施例中所使用的流平剂为有机硅类流平剂BYK333。
本发明以下实施例中所使用的流平剂为高分子分散剂BYK168。
本发明以下实施例中所使用的颜料为杜邦钛白粉r902。
本发明以下实施例中所使用的CX-EOA购自深圳撒比斯科技有限公司。
本发明以下实施例中所使用的有机无机杂化树脂，制备步骤如下：
(1)称取HEMA、CX-EOA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯四种单体以及AIBN、二氧六环于圆底烧瓶中，HEMA与CX-EOA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯的摩尔比为2:1:3:1，AIBN的添加量为单体总重量的0.5％，HEMA在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通60min氮气除氧，将烧瓶置于70℃的油浴锅中搅拌反应14h，反应结束后，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物A；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入35.2g产物A、0.05g催化剂对甲苯磺酸、0.005g对苯二酚、70mL二甲苯，搅拌均匀后将圆底烧瓶的温度升至70℃，之后在反应体系中边搅拌边滴加丙烯酸MA，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，停止滴加MA，反应结束，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物B；
(3)将KH590、乙醇、水以体积比2:1:5的比例混合于三口烧瓶中，用冰醋酸调节溶液pH＝3，升温至60℃，然后在氮气保护下，搅拌反应1h，之后对反应物进行真空旋蒸、干燥，得固体产物C；
(4)将产物B、甲苯以质量比1:4于烧瓶中混合，滴加相对产物B质量2％的光引发剂1173，将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将含产物C的甲苯滴加到烧瓶中，所述产物C在甲苯中的质量百分含量为20％，边搅拌边用波长365nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应物中的双键吸收峰消失，旋蒸除去溶剂，得到有机无机杂化树脂。
实施例1
一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，组成如下：
实施例2
一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，组成如下：
实施例3
一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，组成如下：
实施例4
一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，组成如下：
实施例5
一种抗刮耐磨的UV玻璃油墨，以重量份数计，组成如下：
对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1采用市售的无机纳米填料氧化铝XFI09替换实施例1中的有机无机杂化树脂，纳米氧化铝XFI09购自南京先丰纳米材料科技有限公司。
对比例2同实施例1，不同之处在于，对比例2采用市售的无机填料玻璃微粉BLF-4替换实施例1中的有机无机杂化树脂，玻璃微粉BLF-4购自深圳市河山粉体有限公司。
对比例3同实施例1，不同之处在于，对比例3中的有机无机杂化树脂按照以下步骤制备：(不含HDCPMA片段)
(1)称取HEMA、CX-EOA、丙烯酸异辛酯三种单体以及AIBN、二氧六环于圆底烧瓶中，HEMA与CX-EOA、丙烯酸异辛酯的摩尔比为2:4:1，AIBN的添加量为单体总重量的0.5％，HEMA在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通60min氮气除氧，将烧瓶置于70℃的油浴锅中搅拌反应14h，反应结束后，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物A；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入35.2g产物A、0.05g催化剂对甲苯磺酸、0.005g对苯二酚、70mL二甲苯，搅拌均匀后将圆底烧瓶的温度升至70℃，之后在反应体系中边搅拌边滴加丙烯酸MA，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，停止滴加MA，反应结束，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物B；
(3)将KH590、乙醇、水以体积比2:1:5的比例混合于三口烧瓶中，用冰醋酸调节溶液pH＝3，升温至60℃，然后在氮气保护下，搅拌反应1h，之后对反应物进行真空旋蒸、干燥，得固体产物C；
(4)将产物B、甲苯以质量比1:4于烧瓶中混合，滴加相对产物B质量2％的光引发剂1173，将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将含产物C的甲苯滴加到烧瓶中，所述产物C在甲苯中的质量百分含量为20％，边搅拌边用波长365nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应物中的双键吸收峰消失，旋蒸除去溶剂，得到有机无机杂化树脂。
对比例4同实施例1，不同之处在于，对比例4中的有机无机杂化树脂按照以下步骤制备：(不含CX-EOA片段)
(1)称取HEMA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯三种单体以及AIBN、二氧六环于圆底烧瓶中，HEMA与HDCPMA、丙烯酸异辛酯的摩尔比为2:4:1，AIBN的添加量为单体总重量的0.5％，HEMA在二氧六环中的质量百分含量为10％，对反应混合液通60min氮气除氧，将烧瓶置于70℃的油浴锅中搅拌反应14h，反应结束后，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物A；
(2)在三孔圆底烧瓶中加入35.2g产物A、0.05g催化剂对甲苯磺酸、0.005g对苯二酚、70mL二甲苯，搅拌均匀后将圆底烧瓶的温度升至70℃，之后在反应体系中边搅拌边滴加丙烯酸MA，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，停止滴加MA，反应结束，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物B；
(3)将KH590、乙醇、水以体积比2:1:5的比例混合于三口烧瓶中，用冰醋酸调节溶液pH＝3，升温至60℃，然后在氮气保护下，搅拌反应1h，之后对反应物进行真空旋蒸、干燥，得固体产物C；
(4)将产物B、甲苯以质量比1:4于烧瓶中混合，滴加相对产物B质量2％的光引发剂1173，将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将含产物C的甲苯滴加到烧瓶中，所述产物C在甲苯中的质量百分含量为20％，边搅拌边用波长365nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应物中的双键吸收峰消失，旋蒸除去溶剂，得到有机无机杂化树脂。
性能测试
避光条件下，按照配方量，将实施例1-5、对比例1-5配方中的各原料搅拌混合均匀，分别涂覆在光滑的玻璃基材表面，并分别置于紫外灯下进行光固化，光固化能量为600mj/cm2，光固化涂层的厚度为20μm，然后对实施例1-5以及对比例1-5所获UV玻璃油墨涂层进行相关性能测试，测试结果如表1所示。
附着力：按照GB/T9286-1998测试标准进行测试。
耐水性：100℃下水煮2小时，不发白、不起泡。
耐磨性：按照按照BSEN16094-2012采用马丁代尔测试，耐磨性高低B1＞B2＞B3。
表1
| 测试项 | 附着力(级) | 耐水性 | 耐磨性 |
| 实施例1 | 0 | 通过 | B1 |
| 实施例2 | 0 | 通过 | B1 |
| 实施例3 | 0 | 通过 | B1 |
| 实施例4 | 0 | 通过 | B1 |
| 实施例5 | 0 | 通过 | B1 |
| 对比例1 | 2 | 不通过 | B2 |
| 对比例2 | 2 | 不通过 | B2 |
| 对比例3 | 1 | 通过 | B2 |
| 对比例4 | 1 | 不通过 | B3 |
上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
丙烯酸树脂 20-50份
活性单体 10-20份
有机无机杂化树脂 20-50份
光引发剂 2-5份
颜料 5-10份
流平剂 0.1-1.5份
分散剂 0.5-1.5份
消泡剂 0.1-0.5份；
所述有机无机杂化树脂的制备方法包括以下步骤：
（1）称取HEMA、CX-EOA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯四种单体以及AIBN、二氧六环于圆底烧瓶中，HEMA与CX-EOA、HDCPMA、丙烯酸异辛酯的摩尔比为2:1:3:1，AIBN的添加量为单体总重量的0.5%，HEMA在二氧六环中的质量百分含量为10%，对反应混合液通60min氮气除氧，将烧瓶置于70℃的油浴锅中搅拌反应14h，反应结束后，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物A；
（2）在三孔圆底烧瓶中加入35.2g产物A、0.05g催化剂对甲苯磺酸、0.005g对苯二酚、70mL二甲苯，搅拌均匀后将圆底烧瓶的温度升至70℃，之后在反应体系中边搅拌边滴加丙烯酸MA，通过FTIR测量监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，停止滴加MA，反应结束，采用正己烷洗涤沉淀产物，之后将沉淀产物在45℃下真空干燥过夜，得到产物B；
（3）将KH590、乙醇、水以体积比2:1:5的比例混合于三口烧瓶中，用冰醋酸调节溶液pH=3-6，升温至60℃，然后在氮气保护下，搅拌反应1h，之后对反应物进行真空旋蒸、干燥，得固体产物C；
（4）将产物B、甲苯以质量比1:4于烧瓶中混合，滴加相对产物B质量2%的光引发剂1173，将反应体系的温度升至50℃，在氮气保护下，将含产物C的甲苯滴加到烧瓶中，所述产物C在甲苯中的质量百分含量为20%，边搅拌边用波长365nm的LED灯照射，通过FTIR测量监测反应，待反应物中的双键吸收峰消失，旋蒸除去溶剂，得到有机无机杂化树脂；
所述丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的至少一种；
所述活性单体包括PET5EO4A、TMP15EOTA、ACMO、IBOA中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，所述光引发剂包括TPO、819、1173、184、ITX、907中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂。
4.根据权利要求1所述的一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，所述分散剂为高分子分散剂。
5.根据权利要求1所述的一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂或有机高分子类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种抗刮耐磨UV玻璃油墨，其特征在于，所述消泡剂包括迪高920、迪高815N、德谦5300、德谦3100、BYK1798中的至少一种。
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