TW201831610A - 防眩uv可固化塗料組合物，其塗佈方法及經其塗覆的基材 - Google Patents

防眩uv可固化塗料組合物，其塗佈方法及經其塗覆的基材 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種防眩UV可固化塗料組合物，其包含高官能度聚胺基甲酸酯丙烯酸酯及活性單體。本發明進一步提供一種用防眩UV可固化塗料組合物塗覆基材之方法及經其塗覆之基材。

Description

防眩UV可固化塗料組合物，其塗佈方法及經其塗覆的基材
本發明係關於一種防眩UV可固化塗料組合物，且尤其係關於一種包含高官能度UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及多官能性活性單體之UV可固化塗料組合物。本發明進一步係關於一種用該UV可固化塗料組合物塗覆基材之方法及經其塗覆之基材。
防眩塗層主要適用於機載顯示器、行動電話之PET保護膜及電腦之顯示器。「眩光」係不良發光現象，其在光源具有極其高亮度或區域之本底與中心之間的亮度差相當大時發生。當吾人看到「眩光」時，將有眩目感覺且可能模糊、不適且甚至在眼上具有膜。此外，「眩光」現象將不僅影響觀看效果且亦對視力健康狀況有害。防眩塗層能夠有效降低此類影響且使其甚至在光或陽光下仍清晰。 當前防眩塗層展現不佳耐磨性，其主要由鋼絲絨測試前後接觸角之明顯差異反映。因此，在此項技術中需要具有高耐磨性且適用於簾式塗佈及輥式塗佈製程之防眩塗層。
本發明提供UV可固化塗料組合物，其包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及活性單體。 本發明進一步提供一種於基材上形成塗料之方法，其包含將UV可固化塗料組合物塗佈至基材之至少一部分，其中UV可固化塗料組合物包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯及活性單體。 本發明進一步提供一種經塗覆之基材，其包含基材及沈積於基材之至少一部分上之UV可固化塗料組合物，其中該UV可固化塗料組合物包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯及活性單體。
出於以下詳細描述之目的，除非其中明確地相反指定，否則應瞭解本發明可採用各種替代性變化形式及步驟順序。此外，除任何操作實例中或以其他方式指示外，說明書及申請專利範圍中用於表達例如成分數量之所有數值應理解為在所有情況下均藉由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則以下說明書及隨附申請專利範圍中所闡述之數值參數為近似值，其可視本發明待獲得之所需特性而變化。最低限度地，且不試圖將均等論(doctrine of equivalents)之應用限於申請專利範圍之範疇，各數值參數至少應根據所報導之有效數位之數目且藉由應用一般捨入技術來解釋。 儘管闡述本發明之廣泛範疇的數值範圍及參數係近似值，但儘可能精確地報導特定實例中所闡述之數值。然而，任何數值均固有地含有因其對應測試量測值中發現之標準差所必然引起的某些誤差。 另外，應瞭解本文中所述之任何數值範圍皆意欲包括其中包含之所有子範圍。舉例而言，「1至10」之範圍意欲包括所述最小值1與所述最大值10之間(且包括最小值1及最大值10)的所有子範圍，亦即具有等於或大於1之最小值及等於或小於10之最大值。 在本申請案中，除非另外特定陳述，否則使用單數包括複數且複數涵蓋單數。另外，在本申請案中，除非另外特定陳述，否則使用「或」意謂「及/或」，儘管「及/或」可明確地用於某些情況。此外，在本申請案中，除非另外特定陳述，否則使用「一(a/an)」意謂「至少一種(個)」。舉例而言「一」成膜樹脂、「一」交聯有機粒子、「一」無機顏料粒子及其類似者係指此等物品中任一者之一或多者。 除非特定陳述為一個參考物，否則如說明書及隨附申請專利範圍中所用，冠詞「一」及「該」包括多個參考物。 本發明係針對提供一種耐磨且防眩的塗料組合物，其係UV可固化的。UV固化之優勢係諸如固化時間短、設備簡單、能量利用高及對環境無傷害，且因此其廣泛用於塗層、印記、交聯劑及結構性材料之快速固化。UV固化尤其適用於電子消費者產品之表面塗層。 根據本發明之UV固化塗料組合物包含高官能度UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及多官能性活性單體。 聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物通常藉由使多異氰酸酯、多元醇及丙烯酸羥基酯反應來製備。因為聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物含有胺基甲酸酯及丙烯酸酯官能基，所以固化時形成之塗層將具有藉由聚胺基甲酸酯貢獻之高抗刮擦性、可撓性、高撕裂強度及低溫特性，及藉由聚丙烯酸酯貢獻之極佳光學特性及耐候性。可用於本發明中之聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物可為脂族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及芳族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物。脂族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物較佳，因為其具有優良可撓性及光穩定度，且不易變黃。 可用於本發明中之脂族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物之官能度較佳大於或等於6。此類高官能度聚胺基甲酸酯丙烯酸酯展現高反應活性，且具有極佳耐磨性、抗污染性及耐化學性，以及可以滿足鋼絲絨測試之後對接觸角之需要。較佳地，可用於本發明中之官能度大於或等於6之聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物之數量平均分子量(Mn)較佳係700-2500且室溫下之黏度係1000-2000cps。數量平均分子量(Mn)藉由凝膠滲透層析法使用諸如聚苯乙烯標準物之適當標準物來測定。 聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物在塗料組合物中之含量可為以塗料組合物之重量計20-60 wt%。 許多市售脂族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物皆可用於本發明中。舉例而言，可用於本發明中之此類低脂族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯之實例包括(但不限於)來自Changxing Chemical之DRU-188C、來自Negami之906S、來自Jesida之UA-830及其類似物。 本發明中所用之活性單體較佳係多官能性UV固化單體。如其中所用，「多官能單體」係指每分子含有三個或更多個能夠參與光固化反應之活性基團之單體。因而，在高交聯密度下光固化速率快。因此所得固化膜具有高硬度及極佳耐磨性。此外，多官能單體視需要可調節膜之一些特性，例如有助於固化速度且改良硬度及抗刮擦性。 可用於本發明中之多官能性活性單體包括(但不限於)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基化物三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、三(丙氧基)丙三醇三丙烯酸酯、參(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、肆(乙氧基)新戊四醇四丙烯酸酯及二新戊四醇六丙烯酸酯。較佳地，活性單體包含新戊四醇四丙烯酸酯、肆(乙氧基)新戊四醇四丙烯酸酯及二新戊四醇六丙烯酸酯。 活性單體之含量可為以UV可固化塗料組合物之重量計5-25 wt%。 許多市售活性單體皆可用於本發明中。舉例而言，可用於本發明中之此類活性單體之實例包括(但不限於)LuCure® 865、Unymer M519、Sartomer 399、ETERMER 265及其任何組合。 組合中高官能度聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及多官能性活性單體之使用可提高固化速度，增強塗層膜之機械特性且改良添加劑之濕式分散。 根據本發明之UV可固化塗料組合物進一步包含光引發劑。對於所用光引發劑並無特定限制，只要其在暴露於光輻射時可分解以產生自由基且起始光聚合反應即可。可用光引發劑包括(但不限於)安息香衍生物、二苯基乙二酮縮酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羥烷基苯基酮、α-胺基烷基苯基酮、醯基膦氫化物、酯化肟酮化合物、芳基過氧化物酯化合物、鹵甲基芳基酮、含有機硫化合物、苯甲醯基甲酸酯及其類似物。可視需要選擇兩種或更多種光引發劑。光引發劑可佔以UV可固化塗料組合物計0.5-6 wt%。 許多市售光引發劑皆可用於本發明中。舉例而言，可用於本發明中之此類光引發劑之實例包括(但不限於)來自Taiwan DBC之DBC184/BP、來自Ciba之184/BP/MBF及其任何組合。 根據本發明之UV可固化塗料組合物進一步包含有機溶劑。對於所用溶劑並無特定限制，其可為熟習此項技術者已知之有機溶劑中之任一者且其包括(但不限於)脂族或芳族烴，諸如Solvesso 100TM 、甲苯或二甲苯；醇，諸如丁醇或異丙醇；酯，諸如乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸異丁酯；酮，諸如丙酮、甲基異丁基酮或甲基乙基酮；醚、醚-醇或醚酯，諸如3-乙氧基丙酸乙酯，或前述中之任一者之混合物。其較佳係乙酸乙酯及/或乙酸異丁酯。溶劑之量通常係UV可固化塗料組合物之10-50 wt%。 根據本發明之UV可固化塗料組合物進一步包含一或多種其他添加劑，其包括(但不限於)分散劑、調平劑、消光劑、抗氧化劑、消泡劑、流變劑及其類似物。此等添加劑之類型為熟習此項技術者所熟知，且其量將容易視需要由熟習此項技術者確定。 根據本發明之UV可固化塗料組合物可藉由此項技術中已知之技術塗佈於基材之至少一部分上，其包含例如噴霧、輥軋、簾式塗佈、浸漬/浸沒、刷塗或流動塗覆。接著，所得塗料膜經受UV固化，其可例如藉由在紅外熱風下預焙烤5-10分鐘，之後UV固化來達成。UV固化可例如在包括以下之條件下進行：在50-80℃下焙烤5-10分鐘以蒸發溶劑，之後在400-1600 mJ/cm2 之UV能量及80-300 mW/cm2 之光強度下UV照射。塗層之薄膜厚度通常在3至10 μm之範圍內。 可將根據本發明之UV可固化塗料組合物塗佈至任何基材。該基材可包括(但不限於)陶瓷、木材、皮革、石頭、玻璃、合金、紙、塑膠、纖維、棉織物及其類似物，較佳係塑膠基材。塑膠基材尤其係指電子產品之電子顯示器，諸如機載顯示器、行動電話之PET保護膜及電腦之顯示器。塑膠基材可由聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)製備。 實例 提供以下實例以說明本發明，然而其不應視為限制本發明之細節。除非另外指明，否則以下實例中以及本說明書通篇中之所有份數及百分比皆以重量計。 製備實例 根據本發明之UV可固化塗料組合物藉由混合表1中所列之組分及其量來製備。 表1.UV可固化塗料組合物之配方 1 Jesida UA-8952 Sartmoer SR3993 乙酸異丁酯4 Irgacure 1845 BYK-21636 Evonik AMORPHOUS SILICA TT-600. 塗層之製備製程 塗料組合物用藉由以適當比率混合乙酸乙酯、正丁醇、丙醇調配之稀釋劑來稀釋，以使得塗料組合物在稀釋後之黏度係7.5-8.5s，其中黏度經由IWATA 2號杯量測。接著，經稀釋塗料組合物經由噴霧、簾式塗佈、輥軋、浸漬/浸沒塗覆中之任一者而塗覆於PMMA/PC/PET基材上，之後在50-80℃下焙烤5-10分鐘以移除溶劑。光引發劑經由暴露於UV光輻射(UV能量：400-1600 mJ/cm2 ，光強度：80-300 mw/cm2 )分解以產生活性自由基且起始單體與樹脂之間的聚合反應，從而形成三維交聯網路膜，以獲得底塗層。 接著，測試經本發明之UV可固化塗料組合物塗覆之基材之以下特性。結果顯示於表2中。 測試條目 鉛筆硬度 對鉛筆之要求：選擇Mitsubishi 4H鉛筆及1000號砂紙。鉛筆尖與砂紙平面呈90º之角度，且接著將其磨成圓柱形。 測試方法. 將鉛筆安裝於鉛筆硬度測試儀上，進行校準，調節至平衡，且負載1 kg之重量。在感測器之指紋感測表面之不同位置以45±1之角度切割5-10 mm長度之三條線。接著，用橡皮擦除鉛筆刮痕。 注意：在刮擦一次之後旋轉鉛筆90度以避開鉛筆尖之磨損區域，否則，測試結果無效。 2.固化膜之黏著力 樣品表面用NT刀以6×6條線切割(1 mm²柵格(晶格)，總數25個；標記一直穿透至基材)且測試表面保持儘可能平坦(保持刀片鋒利)。若樣品太小而不具有足夠的交叉切割空間，則將獲得45°橫切柵格。將Nichiban膠帶(第405號)、Scotch膠帶(第610號)或相同類型之其他膠帶(18 mm寬，膠帶黏度應大於或等於5.3 N/18mm寬度)施用於樣品表面上且用橡膠壓實以使得膠帶與樣品表面充分接觸。將樣品靜置3分鐘。膠帶藉由以90º角度背向膠帶本身將其快速拉掉來移除。目測檢查測試表面且參看ISO標準進行評定。 ISO標準分級 0級：5B 切口邊緣完全平滑，且在晶格之邊緣無剝離發生。 1級：4B 在切口交叉點有一小片剝離，且實際破壞小於或等於5%。 2級：3B 在切口邊緣或交叉點有剝離，剝離面積5%至15%。 3級：2B 沿切口邊緣有部分剝離或大片剝離，或一部分晶格整體剝掉，剝離面積在15%-35%之範圍內。 4級：1B 在切口邊緣有許多剝離，或一些晶格部分或全部剝掉，剝離面積在35%-65%之範圍內。 5級：0B 在切口之邊緣或交叉點塗漆剝掉明顯，剝離面積大於65%。 需要測試結果處於或高於4B。 3.濁度 使用X-rite：7000A色度計量測濁度。需要在樣品之不同位置做三次測試且記錄結果。 4.水接觸角 使用市售接觸角測試儀。需要初始接觸角大於103。 表2.效能測試結果 儘管上文已解釋且描述了本發明之特定態樣，但對熟習此項技術者應顯而易見的是，可對本發明作出許多變化及修改而不偏離本發明之範疇及精神。因此，隨附申請專利範圍意欲涵蓋屬於本發明之此等變化及修改。

Claims (10)

  1. 一種UV可固化塗料組合物，其包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物及活性單體。
  2. 如請求項1之UV可固化塗料組合物，其中該UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物之數量平均分子量係700至2500。
  3. 如請求項1之UV可固化塗料組合物，其中該活性單體包含三或更大官能度之活性單體。
  4. 如請求項3之UV可固化塗料組合物，其中該活性單體包含新戊四醇四丙烯酸酯、肆(乙氧基)新戊四醇四丙烯酸酯及二新戊四醇六丙烯酸酯。
  5. 如請求項1之UV可固化塗料組合物，其中該聚胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物佔該塗料組合物重量之20-60 wt%。
  6. 如請求項1之UV可固化塗料組合物，其中該活性單體佔該塗料組合物重量之5-25 wt%。
  7. 一種於基材上形成塗料之方法，其包含將UV可固化塗料組合物塗佈至該基材之至少一部分，其中該UV可固化塗料組合物包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯及活性單體。
  8. 一種經塗覆之基材，其包含基材及沈積於該基材之至少一部分上之UV可固化塗料組合物，其中該UV可固化塗料組合物包含官能度大於或等於6之UV可固化聚胺基甲酸酯丙烯酸酯及活性單體。
  9. 如請求項8之經塗覆之基材，其中該基材包含由以下組成之群形成之基材：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯及聚對苯二甲酸乙二酯。
  10. 如請求項8或9之經塗覆之基材，其中該基材係適用於機載顯示器、用於電腦及行動電話之PET保護膜及顯示器的基材。
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