油墨组合物和曲面玻璃的制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别是涉及一种油墨组合物和曲面玻璃的制备方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，曲面玻璃产品在智能手机、平板电脑、可穿戴式设备等产品中的应用越来越普遍。

曲面玻璃制备流程一般为：开料→CNC→清洗→检验→热弯→检验→抛光→清洗→化学强化→检验，其中，热弯是制备曲面玻璃的关键工序之一，它是将精雕好外形的玻璃放置在模具中，再将模具放进热弯机中，经过预热、压型、冷却等工序使玻璃在模具中成为曲面玻璃。然而，在热弯过程中，玻璃处于软化状态，空气中的杂质易附着于玻璃表面而形成凹凸点，也容易留下模具印痕等，影响玻璃的外观、产品的良率及生产成本。

目前，出现了一种采用油墨在待热弯的玻璃上制备一层保护膜，并在热弯结束后去除保护膜，以改善热弯对曲面玻璃外观的影响的方法。然而，在实际过程中，保护膜容易从玻璃上脱落，因而保护膜的改善效果有限。

发明内容

基于此，有必要提供一种油墨组合物，由该油墨组合物制得的保护膜在热弯过程中不易从玻璃上脱落，可以有效地减少热弯对曲面玻璃外观的影响，并且由该油墨组合物制得的保护膜在热弯之后也容易清除。

一种油墨组合物，以质量份数计，包括：60份～80份聚醚醚酮、10份～18份耐高温颜料、2份～6份的石英粉、2份～10份的消泡剂、2份～10份的pH稳定剂和1份～4份的流平剂，所述耐高温颜料选自锌钡白及金红石型钛白粉中的至少一种。

上述油墨组合物包括聚醚醚酮、锌钡白、石英粉、消泡剂、pH稳定剂和流平剂，通过聚醚醚酮、耐高温颜料、石英粉、消泡剂、pH稳定剂和流平剂的相互配合，使得在热弯过程中，由上述油墨组合物制得的保护膜在高温条件(200℃～800℃)下不易从玻璃上脱落，并且在热弯之后，由上述油墨组合物形成的保护膜也容易被清除。将上述油墨组合物应用于曲面玻璃的制备中，可以有效地减少热弯对曲面玻璃外观的影响，提高产品加工效率的同时提高产品良率，降低曲面玻璃的生产成本。

在其中一个实施例中，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂及聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述流平剂选自丙烯树脂、聚醚改性聚硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述pH稳定剂选自氨水、三聚氰胺-醇酸树脂、脲醛树脂和醇酸树脂中的一种。

在其中一个实施例中，所述油墨组合物的pH为6～9.5。

在其中一个实施例中，以质量份数计，所述油墨组合物包括：65份～75份的聚醚醚酮、12份～18份的锌钡白、3份～5份的石英粉、3份～7份的所述消泡剂、3份～7份所述pH稳定剂和2份～3份的所述流平剂。

一种曲面玻璃的制备方法，包括以下步骤：

将上述的油墨组合物置于待热弯的玻璃上后烘干，制备保护膜；及

在将制备有所述保护膜的玻璃热弯后，清除所述保护膜，制备曲面玻璃。

在其中一个实施例中，所述保护膜的厚度为10μm～30μm。

在其中一个实施例中，采用超声波清洗热弯后的玻璃，以清除所述保护膜。

上述的曲面玻璃的制备方法，在清除所述保护膜的步骤之后，还包括对清除所述保护膜的玻璃进行强化处理的步骤。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明一实施方式提供了一种油墨组合物，以质量份数计，该油墨组合物包括：60份～80份聚醚醚酮、10份～18份的耐高温颜料、2份～6份的石英粉、2份～10份的消泡剂、2份～10份的pH稳定剂和1份～4份的流平剂，耐高温颜料选自锌钡白及金红石型钛白粉中的至少一种。

具体地，聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone，PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，是一类半结晶高分子材料。聚醚醚酮具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，熔点为343℃，软化点为168℃，拉伸强度132MPa～148MPa，玻璃转化温度(Tg)为143℃。聚醚醚酮作为油墨组合物的主要成分，能够使得由油墨组合物制成的保护膜耐高温，在200℃～800℃条件下，也不容易与玻璃发生分离而从玻璃上脱落。

在一个可选地具体示例中，聚醚醚酮的质量份数为60份、63份、65份、68份、70份、72份、75份或80份。进一步地，聚醚醚酮的质量份数为63份～75份。更进一步地，聚醚醚酮的质量份数为65份～75份。

具体地，锌钡白是硫化锌和硫酸钡的混合物，是无机白色颜料。锌钡白作为上述油墨组合物的成分，能够提高油墨组合物制成的保护膜的耐高温性能，使得保护膜更耐热。金红石型钛白粉具有稳定的晶格，是重要的白色颜料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性，特别是没有毒性。

在一个可选地具体示例中，耐高温颜料的质量份数为10份、11份、12份、13份、15份、16份、17份或18份。进一步地，耐高温颜料的质量份数为12份～18份。

具体地，石英粉是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO

具体地，消泡剂作为上述油墨组合物的组分，能降低溶液的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭，从而使得制得的保护膜成膜更加均匀，与玻璃的贴覆率高，进而使得保护膜不容易从玻璃上脱落。

可选地，消泡剂选自有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂及聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种。具体地，有机硅类消泡剂选自聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷及氟化硅油中的至少一种。聚醚类消泡剂选自辛基苯酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚及聚醚硅油中的至少一种。聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂选自聚二甲硅氧烷和二氧化硅配合而成及硅酮乙二醇类中的至少一种。可以理解的是，在其他实施方式中，消泡剂不限于上述，还可以是其他能作为消泡剂的物质。

在一个可选地具体示例中，消泡剂的质量份数为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份或10份。进一步地，消泡剂的质量份数为2.5份～8份。更进一步地，消泡剂的质量份数为3份～7份。

具体地，pH稳定剂作为上述油墨组合物的组分，用于稳定油墨的pH值。可选地，pH稳定剂选自氨水、三聚氰胺-醇酸树脂、脲醛树脂和醇酸树脂中的一种。可以理解的是，在其他实施方式中，pH稳定剂不限于上述，还可以是其他可以作为pH稳定剂使用的物质。

在本实施方式中，上述油墨组合物中的各组分以混合成一个体系的形式存在。上述油墨组合物的pH为7.6～9.5。pH为8～9时，能够使得基体更稳定，确保基体质量。进一步地，油墨组合物pH为7.6～9.5。可以理解的是，在其他一些实施方式中，上述油墨组合物还可以以独立包装的形式存在，在使用时将其各组分混合。

在一个可选地具体示例中，pH稳定剂的质量份数为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。进一步地，pH稳定剂的质量份数为3份～9份。更进一步地，pH稳定剂的质量份数为3份～7份。

具体地，流平剂能促使油墨在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，作为助剂，它能有效降低油墨表面张力，提高其流平性和均匀性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然，进而使得由上述油墨组合物制成的保护膜不易从玻璃上脱落。

可选地，流平剂选自丙烯树脂、聚醚改性聚硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种。当然，在其他实施方式中，流平剂不限于上述，还可以其他能作为流平剂的物质。

在一个可选地具体示例中，流平剂的质量份数为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份。进一步地，流平剂的质量份数为1.5份～3.5份。更进一步地，流平剂的质量份数为2份～3份。

在其中一个实施例中，以质量份数计，上述油墨组合物由以下组分组成：60份～80份聚醚醚酮、10份～18份的耐高温颜料、2份～6份的石英粉、2份～10份的消泡剂、2份～10份的pH稳定剂和1份～4份的流平剂。

在其中一个实施例中，以质量份数计，上述油墨组合物包括：63份～75份的聚醚醚酮、12份～18份的耐高温颜料、2.5份～5份的石英粉、2.5份～8份的消泡剂、3份～9份pH稳定剂和1.5份～3.5份的流平剂。可选地，以质量份数计，上述油墨组合物由以下组分组成：63份～75份的聚醚醚酮、12份～18份的耐高温颜料、2.5份～5份的石英粉、2.5份～8份的消泡剂、3份～9份pH稳定剂和1.5份～3.5份的流平剂。

在其中一个实施例中，以质量份数计，上述油墨组合物包括：65份～75份的聚醚醚酮、12份～18份的耐高温颜料、3份～5份的石英粉、3份～7份的消泡剂、3份～7份pH稳定剂和2份～3份的流平剂。可选地，以质量份数计，上述油墨组合物由以下组分组成：65份～75份的聚醚醚酮、12份～18份的耐高温颜料、3份～5份的石英粉、3份～7份的消泡剂、3份～7份pH稳定剂和2份～3份的流平剂。

在一些实施例中，以质量份数计，上述油墨组合物还包括1份～2份的分散剂。分散剂作为上述油墨组合物的组分，有助锌钡白的润湿分散。

上述油墨组合物包括以下优点：

(1)通过聚醚醚酮、耐高温颜料、石英粉、消泡剂、pH稳定剂和流平剂的相互配合，使得在热弯过程中，由上述油墨组合物制成的保护膜耐高温(200℃～800℃)，不易从玻璃上脱落，能够有效保护热弯过程中的玻璃，并且在热弯之后，由上述油墨组合物形成的保护膜也容易被清除，不易影响后续工艺及产品外观。

(2)上述油墨组合物的组分稳定，在高温(200℃～800℃)条件下不易挥发，不易对操作人员产生危害，也不易污染周围环境。

此外，本发明一实施方式还提供了一种曲面玻璃的制备方法，该制备方法包括步骤a～步骤b：

步骤a：对待热弯的玻璃进行预处理。

具体地，预处理包括清洁待热弯的玻璃。可选地，通过超声波与清洗液结合的方式清洗待热弯的玻璃。在一个具体示例中，将待热弯的玻璃置于超声波清洗机中并添加清洗剂，通过高频机械振荡结合清洗剂对待热弯的玻璃的表面进行清洗，以去除表面的污垢，然后将清洗后的待热弯的玻璃烘干，以备后续使用。

在一些实施例中，在清洁待热弯的玻璃之前，还包括切割平面玻璃以形成待热弯的玻璃的步骤。可选地，采用无齿钻石刀轮切割平面玻璃，形成多个待热弯的玻璃。当然，在一些实施例中，切割平面玻璃以形成待热弯的玻璃的步骤可以省略，此时，可以通过直接预制目标尺寸的待热弯的玻璃或者直接购买目标尺寸的平板玻璃作为待热弯的玻璃。

在一些实施例中，在热弯之前，还包括对预处理后的待热弯的玻璃进行整形处理的步骤。具体地，在热弯之前，对预处理后的待热弯的玻璃进行磨边、开孔及/或开槽处理，然后清洗烘干。

可选地，采用数控机床(CNC)对预处理后的待热弯的玻璃进行整形处理。具体地，先采用CNC对预处理后的待热弯的玻璃进行外形开粗，然后精修。

步骤b：将上述任一实施例的油墨组合物置于预处理后的待热弯的玻璃上后烘干，制备保护膜。

可选地，将上述油墨组合物置于预处理后的待热弯的玻璃的方式为涂覆或丝印。当然，将上述油墨组合物置于预处理后的待热弯的玻璃的方式不限于上述，还可以是其他方式。

具体地，烘干的温度为100℃～150℃。进一步地，烘干的温度为120℃～140℃。

可选地，保护膜的厚度为10μm～30μm。将待热弯的玻璃上的保护膜的厚度设置为10μm～30μm，可以使得基体固化贴合玻璃上。进一步地，保护膜的厚度为10μm～30μm。

步骤c：在将制备有保护膜的玻璃热弯后，清除保护膜，制备曲面玻璃。

具体地，将制备有保护膜的玻璃热弯的步骤包括：制备有保护膜的玻璃置于模具后，进行热弯。模具及热弯的参数可以根据实际需要制备的曲面玻璃的弧度进行调整。可选地，模具包括凸模、定位块和凹模，凹模具有定位槽。将待热弯的玻璃放置于凹模的定位槽中后合模，然后经过预热、压型及冷却，制备3D玻璃。可选地，预热的温度为450℃～650℃，成型温度为700℃～750℃，冷却温度为300℃～450℃。

可选地，采用超声波清洗热弯后的玻璃，以清除热弯后的玻璃上的保护膜。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以直接用水或含有清洁剂的水清洗热弯后的玻璃，以去除热弯后的玻璃上的保护膜。

在一些实施例中，在清除保护膜的步骤之后，还包括对清除保护膜的玻璃进行强化处理的步骤。通过对热弯处理后的玻璃进行强化处理，可以提高制得的曲面玻璃的机械性能、热稳定性和安全性。可选地，采用两步离子交换法对经热弯处理的玻璃进行强化处理。具体地，第一步离子交换为玻璃中的锂离子与熔盐中的钠离子交换，第二步离子交换为玻璃中的钠离子与熔盐中的钾离子交换。可以理解的是，在另一些实施例中，当玻璃基板为已经经过强化处理的玻璃基板时，对经热弯处理的玻璃进行强化处理的步骤可以省略。

在一些实施例中，上述曲面玻璃的制备方法还包括对经强化处理后的玻璃进行喷墨印刷的步骤。通过对经强化处理的玻璃进行喷墨印刷，可以使制得的曲面玻璃的表面具有颜色，丰富了3D玻璃的应用场景。具体地，喷墨印刷采用的油墨的颜色可以根据需要进行选择；喷墨的厚度及层数也可以根据实际需求进行调整。

上述曲面玻璃的制备方法至少具有如下优点：

(1)通过在热弯前，在待热弯的玻璃表面制备一层与玻璃表面贴覆牢固的保护膜，且该保护膜在热弯过程中也不易从玻璃上脱落，从而使得制得的曲面玻璃不易有模具印痕、凹凸点等影响产品外观的瑕疵，提高了产品良率。

(2)由于不存在热弯而形成的影响产品外观的缺陷，因而原本用于消除这些缺陷的工艺(例如抛光，但抛光耗时较长且容易造成产品划伤、崩边等)也随之省略，因而也降低了二次不良的风险，降低成本。

(3)所采用的制备保护膜的油墨组合物在高温(200℃～800℃)条件下的挥发少，且在容易从热弯后的玻璃上清除，不易对操作人员产生危害，也不易污染周围环境。

具体实施例

以下结合具体实施例进行详细说明。以下实施例如未特殊说明，则不包括除不可避免的杂质外的其他组分。实施例中采用试剂和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。在以下实施例和对比例中，份数均指质量份数，聚醚醚酮厂商为美国杜邦(型号：500P BK602)，锌钡白，聚硅氧烷厂商为牛头牌(型号：B301)，丙烯酸树脂厂商为三金(型号：SJ-804)，石英粉厂商海琦贸易(粒径为18um)。

实施例1

如表1所示，本实施例所采用的油墨组合物的组成为：80份的聚醚醚酮、10份的锌钡白、4份的石英粉、2份的聚硅氧烷、2份氨水和2份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为9.5。

本实施例的曲面玻璃的制备方法包括但不限于以下步骤：

(1)将玻璃(厚度为0.6mm)置于超声波清洗机中，并加入清洗液(厂商为HONSON/意涛化学，型号：SEC-19310)对玻璃的表面进行清洗，然后烘干。

(2)采用CNC对清洗并烘干后的玻璃的外形开粗后，精修，制得待热弯的玻璃。

(3)将油墨组合物的各组分混合均匀后，涂覆于步骤(2)制得的待热弯的玻璃上(印刷效果见表1)，并在120℃条件下烘干，制得20μm的保护膜。

(4)将步骤(3)制备的有保护膜的玻璃进行热弯处理：热弯采用28站式全自动热弯机热弯。采用灯箱下目视外观检验方法检验热弯处理后的保护膜的脱落情况，结果如表1所示。

(5)对步骤(4)得到的经热弯处理的玻璃置于水中，超声清洗30min。采用灯箱下目视外观检验保护膜的去除情况，结果如表1所示。

(6)将清洗检验完成后玻璃进行化学钢化(使用钢化炉是顺捷威全自动钢化炉，型号：HGR1200-B)；最后进行检验，3D玻璃生产前制程完成。

实施例2

如表1所示，本实施例所采用的油墨组合物的组成为：70份的聚醚醚酮、15份的锌钡白、3份的石英粉、5份的聚硅氧烷、5份氨水和2份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为9。

本实施例的曲面玻璃的制备方法与实施例1的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本实施例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

实施例3

如表1所示，本实施例所采用的油墨组合物的组成为：75份的聚醚醚酮、12份的锌钡白、3份的石英粉、3份的聚硅氧烷、4份氨水和3份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为8.5。

本实施例的曲面玻璃的制备方法与实施例1的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本实施例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

实施例4

如表1所示，本实施例所采用的油墨组合物的组成为：65份的聚醚醚酮、18份的锌钡白、5份的石英粉、7份的聚硅氧烷、3份氨水和2份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为8。

本实施例的曲面玻璃的制备方法与实施例1的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本实施例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

实施例5

如表1所示，本实施例所采用的油墨组合物的组成为：60份的聚醚醚酮、15份的锌钡白、4份的石英粉、10份的聚硅氧烷、10份氨水和1份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为7.6。

本实施例的曲面玻璃的制备方法与实施例1的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本实施例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

对比例1

如表1所示，本对比例所采用的油墨组合物的组成与实施例2大致相同，其不同在于，本对比例用相同份数的聚酰亚胺(厂家为中天胜，型号：ZTS-PI-I)替代了聚醚醚酮。本对比例所采用的油墨组合物的组成为：70份的聚酰亚胺、15份的锌钡白、3份的石英粉、5份的聚硅氧烷、5份氨水和2份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为9。

本对比例的曲面玻璃的制备方法与实施例2的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本对比例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

对比例2

如表1所示，本对比例所采用的油墨组合物的组成与实施例2大致相同，其不同在于，本对比例用相同份数的金红石钛(厂家道恩，型号为R2195)替代了石英粉。本对比例所采用的油墨组合物的组成为：70份的聚醚醚酮、15份的锌钡白、3份的碳酸钙、5份的聚硅氧烷、5份氨水和2份的丙烯酸树脂，油墨组合物的pH为9。

本对比例的曲面玻璃的制备方法与实施例2的曲面玻璃的制备方法大致相同，其不同仅在于使用的油墨组合物不同。本对比例的油墨组合物的印刷效果、热弯处理后的保护膜的脱落情况和热弯处理后保护膜的去除效果如表1所示。

表1

表1中的“模具上的残留物”是指经热弯处理后模具表面上粘附的物质，包括保护膜、空气中的颗粒、小玻璃碎屑及纤维等杂质；“模具上的残留物占比”是指残留物在模具表面的量。

由表1可知，采用组成为60份～80份聚醚醚酮、10份～18份锌钡白、2份～6份的石英粉、2份～10份的聚硅氧烷、2份～10份的pH氨水和1份～4份的丙烯树脂的油墨组合物制备的保护膜具有良好的耐高温性能，在热弯过程中不易从玻璃上脱落，且热弯处理结束后，容易从玻璃上去除。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。