专利名称：高耐磨紫外光固化抗指纹涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于手机、MP3、数码照相机、手提电脑等便携式电子产品塑料外 壳表面的光固化高耐磨抗指纹涂料。
背景技术：
紫外光固化涂料是一种受紫外光照射后，能在较短的时间内发生物理和化学变化 的涂料。与传统的自然干燥或热固化涂料相比，紫外光固化涂料除了具有固化速度快、节省 能源、涂膜性能优良、对基材的适用范围广、挥发性溶剂用量少，还有一个显著的特点固化 过程不需要加热，这对于某些不能耐热的塑料、光学、电子零件来说十分有用，因此非常适 合用于手机、电脑等电子产品塑料外壳表面的保护与装饰。 随着社会发展，手机、MP3、数码照相机、手提电脑等便携式电子产品的使用越来越 频繁，消费者对其外观的要求也越来越高。除了要求其色彩美观以及手感舒适外，还要求其 表面耐磨、耐刮伤以适应随身携带的需要。同时在使用过程中希望产品表面具有抗指纹化 的性能，也就是在使用过程中产品表面不易被手接触后留下水渍、油脂、灰尘等痕迹，或即 使留下污渍后也很容易被擦拭除去。 CN1557882A、 CN101250340提供了一种紫外光固化涂料用以提高塑料外壳抗指纹 化的性能，但其涂膜性能难以满足便携式电子产品高的耐磨损要求。CN1553944A申请了用 于涂布金属基材的光固化抗指纹化涂料及其涂布方法，该涂料不适用于多数便携式电子产 品的ABS或PC塑料外壳。
发明内容
本发明的目的是提供了一种可提高手机、MP3、数码照相机、手提电脑等便携式电 子产品塑料表面的耐摩擦抗指纹化性能，同时具有高耐磨性能的光固化涂料。
本发明的技术方案是高耐磨紫外光固化抗指纹涂料，包括10 35%的高官能 度聚氨酯丙烯酸酯、5 25%的双官能度聚氨酯丙烯酸酯、0. 01 20%的丙烯酸酯单体、 5 20%的高官能度丙烯酸酯、5 40%的含氟丙烯酸酯、0. 01 10%的纳米无机粉末填 料、1 5%的光引发剂、0. 01 5%的助剂和5 30%的溶剂，上述百分比为重量百分比。
本发明所述的高官能度聚氨酯丙烯酸酯是指官能度为3 9，尤其是三、六或九的 聚氨酯丙烯酸酯预聚物，例如江苏三木集团有限公司的SM-6318(三官能度)，得競有限公 司的M-80(六官能度)、M-81(九官能度)等。 本发明所述的二官能度聚氨酯丙烯酸酯是指官能度为二的聚氨酯丙烯酸酯预聚 物，例如得競有限公司的M-60、M-70，江苏三木集团有限公司的SM-6201、 SM-6202等。
本发明所述的丙烯酸酯单体是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯，丙 烯酸丁酯、异冰片基丙烯酸酯、单丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸 丁酯、甲基丙烯酸_2-羟乙酯中的一种或多种。 本发明所述的高官能度丙烯酸酯是指具有2 6个官能度的丙烯酸酯单体1，4_丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二
丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸
酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷
三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。 本发明所述的含氟丙烯酸酯是三氟甲基丙烯酸、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙
烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸
十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十七氟辛酯、丙烯酸十七氟辛酯中的一种或多种。 本发明所述的纳米无机粉末填料是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、 纳米二氧化锆、纳米碳化硅、纳米氧化铝。 本发明所述的光引发剂是偶氮二异丁腈、甲基乙烯基酮、安息香、二苯甲酮、荧光 素、曙红、安息香乙醚、DEAP、樟脑醌、a-羟基异丙基苯甲酮、a-羟基环己基苯甲酮、2-甲 基-4'-甲硫基-2-吗啉基苯丙酮、2，4-二乙基噻唑酮等。
本发明所述的助剂包括以下成分的一种或多种流平剂、消泡剂、润湿剂、颜料。
本发明所述的溶剂包括以下成分的一种或多种醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇、二 甲苯、甲苯、丙酮、4_甲基2-戊酮、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、一縮二乙二醇、乙 二醇乙醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯。 本发明所述的涂料的制备方法只需将涂料的各组分按照比例搅拌均匀即可，可以 以任意顺序进行混合。 本发明提供的高耐磨紫外光固化抗指纹涂料可用作便携式电子产品塑料外壳的
紫外光固化涂料，利用该涂料中添加的含氟基团在涂膜表面的富集与微相分离提高涂膜的
抗指纹化能力，同时利用涂料中的聚氨酯结构以及添加的纳米耐磨填料提供优异的耐磨性
能以及硬度，满足便携式电子产品耐磨、耐刮伤以及抗指纹化的要求。
本发明提供的高耐磨抗指纹的光固化涂料具有以下优点 1.所使用的高官能度聚氨酯丙烯酸酯双键含量大、架桥密度高，可形成高硬度、高
耐磨的涂膜；有良好的耐水性和流平性；对ABS和PC等塑料的密着性好。 2.加入二官能度聚氨酯丙烯酸酯改善高官能度聚氨酯的韧性，减少涂膜在"高低
温测试"时出现爆裂；而且二官能度聚氨酯丙烯酸酯由于双键含量少，架桥密度低，能有效
的降低"反应收縮";树脂的"聚氨酯结构"的含量大，可增强耐磨性。 3.加入纳米无机填料，纳米无机填料在不影响涂膜表面光泽度的前提下对涂膜增 强，显著提高涂层的耐磨性能。 4.利用含氟丙烯酸酯的低表面能、高键结能而表现出的高化学稳定性，可以提高 涂层的耐老化性能。在成膜过程中由于极性的不同，含氟基团倾向于向表面富集，因而即使 较少的含氟丙烯酸酯用量下，涂层表面氟含量依然较高，大大降低了涂膜的表面能。同时含 氟基团的富集会使表面形成细微粗糙的突出结构，降低外来污物与涂膜表面的接触面积， 外来污物不易附着且易擦拭，提高了其抗指纹性能。 综上所述，上述涂料用于手机、MP3、数码照相机、手提电脑等便携式电子产品塑料 外层，提高了耐磨性并赋予抗指纹化性能。并且制备简单，只需将各组分按比例混合，可自 动化生产，生产效率高，易于大规模生产。
具体实施方式
实施例1 : 将以下组分高官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的六官能度的M-80)20X; 双官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的M-60)15X;丙烯酸酯单体(丙烯酸甲酯)10%; 高官能度丙烯酸酯(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)15% ;含氟丙烯酸酯(丙烯酸十七氟辛 酯)15%;纳米无机粉末填料5% (粒径10 50nm的二氧化硅)；光引发剂(二苯甲酮)2%; 助剂(流平剂BYK-3060. 5%、消泡剂BYK-0660. 2X、润湿齐[J BYK-1640. 3% ) 1% ;溶剂(5% 的醋酸乙酯、5%的醋酸丁酯、7%的4-甲基2-戊酮)17%。加入到搅拌釜中，混合均匀，形 成涂料。以上百分比为重量比。 将以上涂料喷涂到ABS基材上，紫外光固化后测试涂膜性能。所述紫外光固化方
法以及涂膜性能测试方法在涂料性能测试领域中均为公知技术，在此不再赘述。 涂膜性能 1.外观无起泡、剥落，无明显变色；
2.接触角120° ，具有优异的抗指纹性；
3.铅笔硬度3H(GB/T6739-96);
4.附着力100/100 (GB/T9286-88);
5.耐磨性:RCA磨耗1300次; 6.耐酸性5 %硫酸浸泡48h无明显变化；耐碱性5 % NaOH浸泡48h无明显变化 5% NaCl浸泡48h无明显变化。
实施例2 : 将以下组分高官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的九官能度的M-81) 15% ; 双官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的M-70)25X;丙烯酸酯单体(丙烯酸丁酯)8%;
高官能度丙烯酸酯(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)5%;含氟丙烯酸酯(丙烯酸十七氟辛
酯)25% ;纳米无机粉末填料(粒径20 60nm的二氧化钛)5% ;光引发剂(DEAP) 2% ;助 剂(流平剂BYK UV35000. 5%、消泡剂BYK-0660. 2%、润湿剂BYK-1610. 3% ) 1%;溶剂(3% 的乙二醇单甲醚、5%的丙酮、6%的4-甲基2-戊酮)14%。加入到搅拌釜中，混合均匀，形 成涂料。以上百分比为重量比。 将以上涂料喷涂到ABS基材上，紫外光固化后测试涂膜性能。
涂膜性能 1.外观无起泡、剥落，无明显变色；
2.接触角140° ，具有优异的抗指纹性；
3.铅笔硬度2H(GB/T6739-96);
4.附着力100/100 (GB/T9286-88); 5.耐磨性RCA磨耗1400次(Norman RCA耐磨测试仪，荷载175g); 6.耐酸性5 %硫酸浸泡48h无明显变化；耐碱性5 % NaOH浸泡48h无明显变化
5% NaCl浸泡48h无明显变化。 实施例3 : 将以下组分高官能度聚氨酯丙烯酸酯(江苏三木集团有限公司的SM-6318)25X;双官能度聚氨酯丙烯酸酯(江苏三木集团有限公司的SM-6201) 15X;丙烯酸酯单体(异冰
片基丙烯酸酯)5% ;高官能度丙烯酸酯(季戊四醇四丙烯酸酯)8% ;含氟丙烯酸酯(甲基
丙烯酸十三氟辛酯)20%;纳米无机粉末填料(粒径为20 30的纳米碳酸钙)8%;光引发 剂(a-羟基环己基苯甲酮)5X;助剂(流平剂BYK 3580. 8X、消泡剂BYK-0660. 2%、润湿 剂EFKA-48000. 3%、好利得群青HG 0. 5%)1.8%;溶剂(4%的丙二醇乙醚醋酸酯、5%的二 甲苯、3.2%丁醇)12.2%。加入到搅拌釜中，混合均匀，形成涂料。以上百分比为重量比。
将以上涂料喷涂到ABS基材上，紫外光固化后测试涂膜性能。
涂膜性能 1.外观无起泡、剥落，无明显变色；
2.接触角140° ，具有优异的抗指纹性；
3.铅笔硬度2H(GB/T6739-96);
4.附着力100/100 (GB/T9286-88); 5.耐磨性:RCA磨耗1500次(Norman RCA耐磨测试仪，荷载175g); 6.耐酸性5 %硫酸浸泡48h无明显变化；耐碱性5 % NaOH浸泡48h无明显变化；
耐汗渍5% NaCl浸泡48h无明显变化。 实施例4 : 将以下组分高官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的九官能度的M-81)20X; 双官能度聚氨酯丙烯酸酯(江苏三木集团有限公司的SM-6202) 10X ;丙烯酸酯单体(10% 的丙烯酸甲酯、5%的丙烯酸丁酯)15% ;高官能度丙烯酸酯(乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯 酸酯)15% ;含氟丙烯酸酯(甲基丙烯酸十二氟庚酯)20% ;纳米无机粉末填料5% (粒 径为40 50nm的二氧化锆)；光引发剂(a _羟基异丙基苯甲酮)2 % ;助剂(流平剂BYK 3580. 8 % 、消泡剂BYK-066 0. 2 % 、润湿剂EFKA-48000. 3 % 、好利得群青HG 0. 5 % ) 1. 8 % ; 溶剂(3%的醋酸乙酯、5%的醋酸丁酯、3. 2%乙二醇乙醚醋酸酯)11.2%。加入到搅拌釜 中，混合均匀，形成涂料。以上百分比为重量比。 将以上涂料喷涂到ABS基材上，紫外光固化后测试涂膜性能。
涂膜性能 1.外观无起泡、剥落，无明显变色；
2.接触角130° ，具有优异的抗指纹性；
3.铅笔硬度3H(GB/T6739-96);
4.附着力100/100 (GB/T9286-88); 5.耐磨性:RCA磨耗1200次(Norman RCA耐磨测试仪，荷载175g); 6.耐酸性5 %硫酸浸泡48h无明显变化；耐碱性5 % NaOH浸泡48h无明显变化
5% NaCl浸泡48h无明显变化。 实施例5 : 将以下组分高官能度聚氨酯丙烯酸酯(得競有限公司的六官能度的M-80) 10% ; 双官能度聚氨酯丙烯酸酯(江苏三木集团有限公司的SM-6202) 18% ;丙烯酸酯单体(甲基 丙烯酸丁酯)1% ;高官能度丙烯酸酯(双季戊四醇六丙烯酸酯)8% ;含氟丙烯酸酯(10% 的甲基丙烯酸六氟丁酯、20%的丙烯酸十七氟辛酯)35%;纳米无机粉末填料(粒径为10 30nm的氧化铝)9% ;光引发剂(2-甲基-4'-甲硫基-2-吗啉基苯丙酮)3% ;助剂(流平剂BYK 37770. 8X、消泡剂BYK 0550. 2%) 1% ;溶剂(8%的乙二醇乙醚醋酸酯、5%的二甲 苯、2%的4-甲基2-戊酮)15%。加入到搅拌釜中，混合均匀，形成涂料。以上百分比为重 将以上涂料喷涂到PC基材上，紫外光固化后测试涂膜性能。 涂膜性能 1.外观无起泡、剥落，无明显变色； 2.接触角140° ，具有优异的抗指纹性； 3.铅笔硬度2H(GB/T6739-96); 4.附着力100/100 (GB/T9286-88); 5.耐磨性RCA磨耗1300次(Norman RCA耐磨测试仪，荷载175g); 6.耐酸性5X硫酸浸泡48h无明显变化；耐碱性5% NaOH浸泡48h无明显变化
5% NaCl浸泡48h无明显变化。
权利要求
高耐磨紫外光固化抗指纹涂料，包括10～35％的高官能度聚氨酯丙烯酸酯、5～25％的双官能度聚氨酯丙烯酸酯、0.01～20％的丙烯酸酯单体、5～20％的高官能度丙烯酸酯、5～40％的含氟丙烯酸酯、0.01～10％的纳米无机粉末填料、1～5％的光引发剂、0.01～5％的助剂和5～30％的溶剂，上述百分比为重量百分比。
2. 根据权利要求1所述的涂料，其特征在于所述高官能度聚氨酯丙烯酸酯的官能度 为3 9。
3. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的丙烯酸酯单体是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯，丙烯酸丁酯、异冰片基丙烯酸酯、单丙烯酸酯、甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸_2-羟乙酯中的一种或多种。
4. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的高官能度丙烯酸酯是指具有 2 6个官能度的丙烯酸酯单体。
5. 根据权利要求4所述的涂料，其特征在于所述的高官能度丙烯酸酯为1，4-丁二醇 二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、 三丙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲 基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯、季戊四醇四丙烯酸酯或双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或多种。
6. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的含氟丙烯酸酯是三氟甲基丙 烯酸、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁 酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十七氟辛 酯或丙烯酸十七氟辛酯中的一种或多种。
7. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的纳米无机粉末填料是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米二氧化锆、纳米碳化硅或纳米氧化铝。
8. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的光引发剂是偶氮二异丁腈、甲基乙烯基酮、安息香、二苯甲酮、荧光素、曙红、安息香乙醚、DEAP、樟脑醌、a-羟基异丙基苯 甲酮、a-羟基环己基苯甲酮J-甲基-4'-甲硫基-2-吗啉基苯丙酮或2，4-二乙基噻唑 酮。
9. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的助剂包括流平剂、消泡剂、润 湿剂、颜料中的一种或多种。
10. 根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于所述的溶剂包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇、二甲苯、甲苯、丙酮、4-甲基2-戊酮、异丙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、一 縮二乙二醇、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯中一种或多种。
全文摘要
本发明涉及一种用于手机、MP3、数码照相机、手提电脑等便携式电子产品塑料外壳表面的光固化高耐磨抗指纹涂料，包括10～35％的高官能度聚氨酯丙烯酸酯、5～25％的双官能度聚氨酯丙烯酸酯、0.01～20％的丙烯酸酯单体、5～20％的高官能度丙烯酸酯、5～40％的含氟丙烯酸酯、0.01～10％的纳米无机粉末填料、1～5％的光引发剂、0.01～5％的助剂和5～30％的溶剂。本发明利用该涂料中添加的含氟基团在涂膜表面的富集与微相分离提高涂膜的抗指纹化能力，同时利用涂料中的聚氨酯结构以及添加的纳米耐磨填料提供优异的耐磨性能以及硬度，满足便携式电子产品耐磨、耐刮伤以及抗指纹化的要求。
文档编号C09D5/00GK101701129SQ20091027284
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者廖春花, 张淑娴, 汤兴国 申请人:武汉嘉特利佰联创科技有限公司