专利名称：一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种硬化涂层的制备方法，尤其是一种在塑料板表面制备透明 硬化涂层的方法。
背景技术：
透明塑料材料，如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯二甲基 丙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)因为其优异的透光性、可加工性、韧性，已经广 泛应用于各种行业和领域，比如数码产品(手机、液晶显示器、数码相机、 MP3/MP4、数码相框、游戏机)的显示屏、窗口和触摸屏，家用、医用或工业电 器、仪表的控制面板和标牌铭板，展示窗、橱柜、广告牌、眼镜镜片，光学仪 器用反射板、扩散片、导光板等。
但是，塑料材料具有一些重大的缺陷，即表面硬度较低，耐磨、耐擦伤、 耐蚀性差，用于上述领域时容易被划伤。通常可在塑料板材表面施加透明保护 涂层(硬化涂层)的方式来改善其表面性能。硬化涂层主要分热固化的有机硅树脂 和UV固化的聚丙烯酸酯树脂两类，前者因为表面能较低会影响印刷性能，因 此上述应用领域大多都采用UV固化的硬化方式，用喷涂或辊涂的方式对塑料 板材表面进行预处理，但设备投资较大，涂料浪费多、能量消耗大，产品各种 表面缺陷较难避免，对相关技术要求较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在各种塑料基材上 淋涂成膜、uv固化，并具有高硬度、耐划伤性能的制备透明硬化涂层的方法。
本发明的在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，采用的是淋涂成膜、
紫外光固化的方法，包括以下步骤
(1) 将丙烯酸酯类齐聚物、丙烯酸酯类单体和有机溶剂、光引发剂、助剂按 质量比20 30: 0 5: 65 75: 3 5: 0.35 0.75混合搅拌均匀，配制成固含 量为20 30%、粘度为11 13秒、密度为0.89 0.95g/cm3的光固化涂料；
(2) 清洁塑料板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物；
(3) 将光固化涂料淋涂到塑料板材上，涂料的流量为3~6L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平1 3min、 45 65。C烘烤3 6min、自然冷却 l-3miti5
(5) 用紫外线将塑料板上的湿膜固化形成透明硬化涂层。上述硬化涂层厚度为5~l(Vm。
本发明中，所说的紫外线的波长为250 410nm，光量为600mj/cm2以上。 本发明中，所说的丙烯酸酯类齐聚物为聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树
脂、聚酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂和有机-无机杂化丙烯酸树脂中的一种或几
种；
本发明中，所说的丙烯酸酯类单体为单官能基、二官能基、三官能基和多
官能基丙烯酸酯单体中的一种或几种。
本发明中，所说的有机溶剂为酯、醇、酮和醚中的一种或几种； 本发明中，所说的光引发剂为184、 1173、 BP和TPO中的一种或几种； 本发明中，所说的助剂为丙烯酸酯类和改性聚硅氧烷类流平剂中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明方法简单，以淋涂方法成膜，对设备和技术要求低，可以在各种塑 料基材上非常方便地实现，所得涂层表面透明光滑，透过率高，硬度比原板材 可提高6~8个等级。制得的硬化涂层具有可印刷性、可雕刻加工性、可镀膜性 等优异性能，有利于更好地保护塑料基材，并适应电子、电器、数码产品的新 发展。
具体实施例方式
以下通过实例进一步说明本发明。 实施例1
(1) 将聚氨酯丙烯酸酯(6196树脂，长兴化工产)10g、环氧丙烯酸酯(621树 脂，长兴化工产)7g、有机-无机杂化丙烯酸酯(601C树脂，长兴化工产)3g、双官 能基丙烯酸酯单体HDDA(l,6-乙二醇二丙烯酸酯)5g、醋酸乙酯34g、乙酸丁酯 25g、乙醚5g、异丙醇5g、 184光引发剂5.65g、改性聚硅氧烷类流平剂(432， 德谦化工产)0.35g混合搅拌均匀，配制成固含量为20%、粘度为11秒、密度为 0.89g/cmS的光固化涂料；
(2) 清洁透明PMMA板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物；
(3) 将光固化涂料淋涂到PMMA板材上，涂料的流量为6L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平lmin、 65。C烘烤3min、自然冷却3min;
(5) 用波长为250nm，光量为800mj/cm2的紫外线将湿膜固化形成硬化涂层。 所得样板透光率为91%，硬化涂层厚度为5pm，用三菱铅笔测试(施加压力
为1000g)硬度为4H，相比原始板材硬度提高了 7个等级。
4实施例2
(1) 将聚氨酯丙烯酸酯(6193树脂，长兴化工产)15g、环氧丙烯酸酯(621树 脂，长兴化工产)10g、有机-无机杂化丙烯酸酯(601C树脂，长兴化工产)5g、醋 酸乙酯30g、乙酸丁酯25g、丙酮5g、乙醚5g、 184光引发剂2g、 1173光引发 剂2.25g、丙烯酸酯类流平剂(835,德谦化工产)0.75g混合搅拌均匀，配制成固 含量为30%、粘度为13秒、密度为0.95g/cn^的光固化涂料；
(2) 清洁透明PMMA板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物； C3)将光固化涂料淋涂到PMMA板材上，涂料的流量为3L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平3min、 45。C烘烤6min、自然冷却lmin;
(5) 用波长为410nm，光量为600mj/cm2的紫外线将湿膜固化形成硬化涂层。 所得样板透光率为89%，硬化涂层厚度为10pm，用三菱铅笔测试(施加压
力为1000g)硬度为5H，相比原始板材硬度提高了 8个等级。 实施例3
(1) 将聚氨酯丙烯酸酯(9013树脂，沙多玛公司产)10g、环氧丙烯酸酯 (CN104树脂，沙多玛公司产)6g、纯丙烯酸酯(6532树脂，长兴化工产)5g、单官 能丙烯酸酯单体(EM70，长兴化工产)2g、三官能丙烯酸酯单体(EM231，长兴化 工产)2g、多官能丙烯酸酯单体(EM265，长兴化工产)lg、醋酸乙酯35g、乙酸丁 酯33.5g、 1173光引发剂2.5g、 BP光引发剂1.5g、 TPO光引发剂lg、丙烯酸酯 类流平剂(835，德谦化工产)0.5g混合搅拌均匀，配制成固含量为26%、粘度为 12.5秒、密度为0.93g/cm3的光固化涂料；
(2) 清洁透明PMMA板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物；
(3) 将光固化涂料淋涂到PMMA板材上，涂料的流量为4.5L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平2.5min、 55。C烘烤4min、自然冷却2.5min;
(5) 用波长为375nm，光量为9500mj/cm2的紫外线将湿膜固化形成硬化涂层。
所得样板透光率为90.5%，硬化涂层厚度为8.5pm，用三菱铅笔测试(施加 压力为1000g)硬度为3H，相比原始板材硬度提高了 6个等级。 实施例4
(1)将bayer公司产2491树脂12g、 TU300树脂5g、 U400树脂12g、醋酸 乙酯33g、乙酸丁酯33.5g、 1173光引发剂4g、德谦化工产835流平剂0.5g混 合搅拌均匀，配制成固含量为29%、粘度为12秒、密度为0.915g/cn^的光固化 涂料；(2) 清洁透明PC板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物；
(3) 将光固化涂料淋涂到PC板材上，涂料的流量为4L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平2min、 52。C烘烤4min、自然冷却2min;
(5) 用波长为250nm，光量为1000mj/cm2的紫外线将湿膜固化形成硬化涂层。
所得样板透光率为89.5%，硬化涂层厚度为7pm，用三菱铅笔测试(施加压 力为500g)硬度为HB，相比原始板材硬度提高了 6个等级。 实施例5
(1) 将巴斯夫公司产LR9048树脂15g、9029树脂10g、 8887单体5g、 HDDA 单体2g、醋酸乙酯49g、乙酸丁酯15g、 184光引发剂3.5g、 432流平剂0.5g混 合搅拌均匀，配制成固含量为25%、粘度为12.7秒、密度为0.925g/cn^的光固 化涂料；
(2) 清洁透明PET膜材表面，消除表面的静电，并吹去污染物；
(3) 将光固化涂料淋涂到PET膜材上，涂料的流量为5L/min;
(4) 将塑料板上的湿膜自然流平2min、 45。C烘烤lmin、自然冷却3min;
(5) 用波长为250nm，光量为600mj/cm2的紫外线将湿膜固化形成硬化涂层。 所得样板透光率为90%，硬化涂层厚度为5pm，用三菱铅笔测试(施加压力
为750g)硬度为3H，相比原始板材硬度提高了 7个等级。
以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例 子，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改 变，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1、一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其特征在于包括以下步骤(1)将丙烯酸酯类齐聚物、丙烯酸酯类单体和有机溶剂、光引发剂、助剂按质量比20～30∶0～5∶65～75∶3～5∶0.35～0.75混合搅拌均匀，配制成固含量为20～30％、粘度为11～13秒、密度为0.89～0.95g/cm3的光固化涂料；(2)清洁塑料板材表面，消除板材表面的静电，并吹去污染物；(3)将光固化涂料淋涂到塑料板材上，涂料的流量为3～6L/min；(4)将塑料板上的湿膜自然流平1～3min、45～65℃烘烤3～6min、自然冷却1-3min；(5)用紫外线将塑料板上的湿膜固化形成透明硬化涂层。
2、 根据权利要求1所述的一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其 特征在于紫外线的波长为250 410nm，光量为600mj/cm2以上；
3、 根据权利要求1所述的一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其 特征在于所说的硬化涂层厚度为5~10pm;
4、 根据权利要求1所述的一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其 特征在于所说的丙烯酸酯类齐聚物为聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚 酯丙烯酸树脂、纯丙烯酸树脂和有机-无机杂化丙烯酸树脂中的一种或几种；
5、 根据权利要求1所述的一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其 特征在于所说的丙烯酸酯类单体为单官能基、二官能基、三官能基和多官能基 丙烯酸酯单体中的一种或几种。
6、 根据权利要求1所述的一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，其 特征在于所说的有机溶剂为酯、醇、酮和醚中的一种或几种；
7、 根据权利要求1所述的透一种在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法， 其特征在于所说的光引发剂为184、 1173、 BP和TPO中的一种或几种；
8、 根据权利要求l所述的透明塑料板表面硬化涂层的制备方法，其特征在 于所说的助剂为丙烯酸酯类和改性聚硅氧垸类流平剂中的一种或几种。
全文摘要
本发明公开的在塑料板表面制备透明硬化涂层的方法，采用的是淋涂制膜、紫外光辐射固化法，其步骤包括用丙烯酸酯类齐聚物、丙烯酸酯类单体和有机溶剂、光引发剂、助剂配制光固化涂料；清洁塑料板材表面；将光固化涂料淋涂到塑料板材上；将塑料板上的湿膜自然流平，烘烤、冷却；用紫外线将塑料板上的湿膜固化形成透明硬化涂层。本发明方法简单，以淋涂方法成膜，对设备和技术要求低，可以在各种塑料基材上非常方便地实现，所得涂层表面透明光滑，透过率高，硬度比原板材可提高6～8个等级。制得的硬化涂层具有可印刷性、可雕刻加工性、可镀膜性等优异性能，有利于更好地保护塑料基材，并适应电子、电器、数码产品的新发展。
文档编号C09D4/02GK101597382SQ200910100288
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者刘光平, 宋利权, 赵斌通, 欣 闫, 阮一清, 高基伟 申请人:杭州博纳特光电科技有限公司