一种具有抗指纹功能的高耐磨UV涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其是涉及一种具有抗指纹功能的高耐磨UV涂料。

背景技术

涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。

UV涂料是涂料的一种，其属于紫线固化涂料，它主要由低聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂等组成，产品具有较高的硬度和良好的耐磨性能，而且具有低温固化、节能、无污染、快速成膜和施工方便等特点，在电子产品中应用广泛，可避免高温对电子产品材料的损害。UV涂料的固化机理主要是丙烯酸酯官能团自由共聚反应，固化后漆膜表面存在大量的极性官能团，虽然具有较高的硬度，但是漆膜表面的表面张力高，水和油类物质极易在其表面铺展，因此UV涂料的表面非常不耐沾污；同时，随着人们对电子产品性能要求的不断提高，尤其是对产品耐磨性有非常高的要求，现有的UV涂料已经不能满足越来越高的耐磨性要求。因此，开发出一种既能让漆膜有较高的抗污性耐磨特性，又能让漆膜在磨损后仍然保持较高的抗污性的UV涂料是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的具有抗指纹功能的高耐磨UV涂料。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种具有抗指纹功能的高耐磨UV涂料，至少包括如下质量份数的组份：

UV树脂1 40-70％；

UV树脂2 10-50％；

纳米粒子 5-30％；

光引发剂 1-5％；

稀释剂 100-200％。

优选的，所述UV树脂1由如下组份反应制得：异氰酸酯混合物、一端含有羟基的全氟聚醚醇、含有单端碳羟基聚硅氧烷和双端碳羟基聚硅氧烷的混合物、不含氟和硅等元素的线型聚酯二元醇、含有聚氨酯结构的羟基丙烯酸酯以及聚氨酯反应催化剂。

优选的，所述异氰酸酯混合物包括异氰酸酯基的官能度为3的异氰酸酯化合物和异氰酸酯基的官能度为2的异氰酸酯化合物。

优选的，所述UV树脂2为聚氨酯丙烯酸酯类型的高官能度UV树脂，其官能度大于5。

优选的，所述纳米粒子选自纳米氧化锆、纳米氧化铝和纳米氧化硅中的一种或者多种的组合。

优选的，所述稀释剂选自乙醇、甲醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙醇丁酯、丁酮、甲基戊酮、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯和二丙二醇单甲醚醋酸酯中的一种或者多种的组合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明制备的UV涂料进行涂覆后形成的漆膜不仅具有较高的水接触角(抗指纹性能)和较高的耐钢丝绒性能，而且漆膜在经过钢丝绒磨损后表面仍然保持较高的水接触角(抗指纹性能)，这是由于配方中UV树脂1和UV树脂2之间具有极好的相容性，从而进一步提升了UV涂料的高耐磨抗污特性，使得UV涂料可以适用耐磨抗污性能要求较高的产品的生产；同时，纳米粒子的加入，进一步提高了涂料的耐磨性能。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

试剂说明：CN9013NS代表沙多玛Sartomer公司生产的多官能团聚氨酯丙烯酸酯，其官能度为9。SIO-P100代表上海沪正纳米材料公司生产的纳米二氧化硅粉体。KY1203代表日本信越公司生产的UV涂料用抗指纹功能助剂，含有可以UV光固化的丙烯酸酯官能团。

一、涂料和漆膜制备

实施例1

1)树脂UV-1制备：

(1)将7.25克异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体(牌号为T1890/100，赢创公司提供)和0.15克二月桂酸二丁基锡用47.25克三氟甲苯开稀后，在干燥氮气保护下升温至80℃，在搅拌条件下缓慢滴加40.00g全氟聚醚醇(牌号为DOL-4000，分子式为CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CH2OH，分子量为4000，太仓中化环保化工有限公司提供)，搅拌速率200转/分，滴加时间1h，滴料完成保持反应温度并继续反应2h，制得含有中间产物1的溶液；

(2)将7.25克异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体(牌号为T1890/100，赢创公司提供)和0.15克二月桂酸二丁基锡用17.25克三氟甲苯开稀后，在干燥氮气保护下升温至80℃，在搅拌条件下缓慢滴加10.00g单端羟基二甲基硅油(牌号为IOTA2050，分子量为1000，安徽艾约塔硅油有限公司提供)，搅拌速率200转/分，滴加时间1h，滴料完成保持反应温度并继续反应2h，制得含有中间产物2的溶液；

(3)将17.80克异佛尔酮二异氰酸酯和0.15克二月桂酸二丁基锡用47.80克三氟甲苯开稀后，在干燥氮气保护下升温至80℃，在搅拌条件下缓慢滴加40.00g双端羟基二甲基硅油(牌号为Silok，分子量为1000，广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司提供)，搅拌速率200转/分，滴加时间1h，滴料完成保持反应温度并继续反应2h，制得含有中间产物3的溶液；

(4)将含有上述中间产物1、中间产物2和中间产物3的溶液混合均匀后，在干燥氮气保护下升温至50℃，在搅拌条件下缓慢滴加160.00克聚碳酸酯二醇(牌号为UH-CARB200，分子量为2000，日本宇部提供)和160.00克丁酮的混合溶液，搅拌速率200转/分，滴加时间1h，滴料完成保持反应温度并继续反应2h，制得含有中间产物4的溶液；

(5)将23.71克三季戊四醇、0.40克对羟基苯甲醚和0.15克二月桂酸二丁基锡用55.00克丁酮开稀后，在干燥氮气保护下升温至50℃，在搅拌条件下缓慢滴加31.29g异氰酸酯丙烯酸乙酯，搅拌速率200转/分，滴加时间1h，滴料完成保持反应温度并继续反应2h，制得含有中间产物6的溶液；

(6)在干燥氮气保护和搅拌的条件下，将含有中间产物4的溶液，升温至50℃，缓慢滴加中间产物6的溶液，搅拌速率200转/分，滴加时间4h，滴料完成保持反应温度并继续反应4h，制得产物UV-1，固含量为50％。

2)UV涂料1制备：

按照表1所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料1，

表1 UV涂料1的配方表

3)漆膜制备

将上述UV涂料1用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料1，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料1并且固化的亚克力板材。

实施例2

1)树脂UV-2的制备：

按照实施例1所示的树脂UV-1的步骤和工艺，在步骤(5)中将三季戊四醇更换为双季戊四醇，相应的质量更换为16.24g，将异氰酸酯丙烯酸乙酯的质量更换为22.46g，将该步骤中的丁酮的质量更换为38.70g，其余条件和质量均与实施例1相同，制得产物UV-2，固含量为50％。

2)UV涂料2的制备：

按照表2所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料2，

表2 UV涂料2的配方表

3)漆膜制备

将上述UV涂料2用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料2，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料2并且固化的亚克力板材。

实施例3

1)树脂UV-3的制备：

按照实施例1所示的步骤和工艺，在步骤(3)中将异佛尔酮二异氰酸酯的质量更换为8.90g，将双端羟基二甲基硅油的质量更换为20.00g，将该步骤中的三氟甲苯的质量更换为28.90g；在步骤(5)中将三季戊四醇更换为双季戊四醇，相应的质量更换为16.24g，将异氰酸酯丙烯酸乙酯的质量更换为22.46g，将该步骤中的丁酮的质量更换为38.70g；其余条件和质量均与实施例1相同，制得产物UV-3，固含量为50％。

2)UV涂料3的制备：

按照表3所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料3，

表3 UV涂料3的配方表

3)漆膜制备

将上述UV涂料3用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料3，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料3并且固化的亚克力板材。

实施例4

1)UV涂料4的制备：

按照表4所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料4，

表4 UV涂料4的配方表

2)漆膜制备

将上述UV涂料4用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料4，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料4并且固化的亚克力板材。

实施例5

1)UV涂料5的制备：

按照表5所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料5，

表5 UV涂料5的配方表

2)漆膜制备

将上述UV涂料5用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料5，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料5并且固化的亚克力板材。

实施例6

1)UV涂料6的制备：

按照表6所示的配方(各组份添加量以重量份计)进行复配，经高速搅拌混合均匀，得到UV涂料6，

表6 UV涂料6的配方表

2)漆膜制备

将上述UV涂料6用2微米的PP滤芯进行反应复过滤；

将上述过滤好的UV涂料6，用20微米线棒刮涂于亚克力塑料板材上，置于55℃鼓风干燥烘箱内烘烤5分钟；

将烘烤后塑料板材置于履带式UV光固化机上进行光固化操作，光源为高压汞灯，波长是365nm，最终制备出涂覆有UV涂料6并且固化的亚克力板材。

分别对由UV涂料1-6制备的试片的漆膜进行性能测试分析，结果如表7所示：

表7漆膜性能测试结果表

其中，表7中涂料漆膜性能的测试方法如下所述：

1、硬度：采用铅笔硬度测试方法：

依照GBT 6739-2006方法进行测试，三菱铅笔，荷重为1000g。

2、附着力测试方法：

依照GB_T 9286-1998方法进行测试。

3、水接触角测试方法：

将由涂料1-6制备的试片置于接触角仪(型号：DSA30，德国克吕士有限公司提供)上，以去离子水和十二烷为测试介质，测试液滴体积为4μL，记录3滴液滴的接触角值，并且取3次测试数据的算术平均值。

4、耐磨性能测试：

1)将由涂料1-6制备的试片固定于耐磨测试仪上(ESIDA-NM-002，深圳市易世达仪器设备有限公司提供)，接触头面积2*2cm

2)探头上方施加1000g试验负载，测试速度35-40次/分，行程3-4cm，往复摩擦3000次，磨损测试进行20分钟后，停止实验；

3)观察磨损区域漆膜的外观，如果磨损区域没划伤，判定为OK，否则为Fail；同时测试磨损区域漆膜的水接触角。

通过对由涂料1-6制备试片的漆膜性能测试数据对比，采用本发明的配方制备的出的UV涂料，与普通UV涂料相比，其形成的漆膜不仅具有较高的水接触角，而且具有较高的耐钢丝绒性能；同时漆膜在经过钢丝绒磨损后表面仍然保持较高的水接触角，即漆膜在经过钢丝绒磨损后表面仍然具有很高的抗污特性；同时也可以看出，纳米粒子的加入，可以让耐磨性有明显的提升。

所述对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。