CN104387948A - 一种真空镀底涂涂料和由其制备的iml用可真空镀硬化薄膜的应用和方法 - Google Patents

一种真空镀底涂涂料和由其制备的iml用可真空镀硬化薄膜的应用和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种真空镀底涂涂料和IML用可真空镀PET硬化薄膜的制备方法与应用。该真空镀底涂涂料包括以下成分:聚氨酯丙烯酸酯10～30份、环氧丙烯酸酯5～10份、改性丙烯酸酯5～10份、流平剂0.5～2份、光引发剂1～2份、有机溶剂50～70份。本发明通过将活性稀释剂、流平剂与有机溶剂混合均匀；再加入聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和改性丙烯酸酯，混合均匀，最后阶段加入光引发剂分散均匀得到用于PET基材的真空镀底涂涂料，该真空镀底涂涂料可用于制备IML用可真空镀硬化薄膜，能有效降低成本，得到的IML用真空镀硬化薄膜具有一定的成型拉伸性能，外层具有高硬度高耐磨性能，内层对金属镀层和丝印油墨层具有优异的附着力，且金属镀层光泽度优异。

Description

一种真空镀底涂涂料和由其制备的IML用可真空镀硬化薄膜的应用和方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种用于PET基材的UV光固化真空镀底涂涂料及其制备方法与应用。
本发明涉及一种薄膜，特别涉及一种由上述涂料涂布于PET基材上制备的用于IML工艺的真空镀硬化薄膜。
背景技术
模内镶件注塑(IML)工艺的显著特点是：表面硬化薄膜耐磨性能突出，印刷层夹在中间，可防止产品表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜艳不易退色。随着消费性电子产品的日益轻薄化，IML工艺的诸多优点使之特别适合于3C、家电、汽车零件等塑料产品，特别是目前流行的手机外壳及各式家电的仪表和操作面板等。
随着IML工艺的发展，对薄膜材料的诉求已经不仅仅局限于高透光的透明硬化薄膜，一些有独特附加功能的薄膜材料也应运而生。真空镀薄膜就是其中之一，从使用的角度来看，IML用真空镀薄膜要求在光学级PET基材上进行双面加硬处理，外面要求高硬度和高耐磨性能以避免产品划伤，内面要求具有油墨印刷性和金属上镀性，可通过印刷图案和镀金属层赋予产品金属光泽，达到独特的透光金属效果，同时具有成型拉伸性能可注塑成各种立体造型，该工艺非常适合制造高档3C和家电产品外壳。
传统的真空镀底涂涂料常通过喷涂工艺用于PC、PMMA、ABS以及复合塑料板材，烘烤固化，施工厚度10～30μm以保证基材表面平整和优异的金属上镀性。目前的真空镀底涂涂料没有用于PET基材，且喷涂工艺涂料用量大，生产成本高，而PET基材表面平整度好，只需涂布很薄涂层即可保证基材表面平整且对金属镀层保持优异的附着力。综上所述，市场急需一种双面PET硬化膜，一面涂布高硬度硬化涂层(参见我司专利《一种用于IML的UV光固化涂料及其制备方法与应用》)保证高硬度和耐磨性，另一面涂布用于PET薄膜基材的真空镀底涂涂料，且其涂层具有优异的流平性、足够的油墨附着力和金属上镀性，该薄膜具有一定的成型拉伸性能可满足IML工艺日益多元化的市场需求。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，填补市场空缺，提供一种用于PET基材的真空镀底涂涂料和用于IML的可真空镀透明薄膜。
本发明的另一目的在于提供所述的用于PET基材的真空镀底涂涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的可真空镀薄膜的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种真空镀底涂涂料，包括以下按质量份数计的成分：聚氨酯丙烯酸酯10～30份、环氧丙烯酸酯5～10份、改性丙烯酸酯5～10份、活性稀释剂5～10份、流平剂0.5～2份、光引发剂1～2份、有机溶剂50～70份；
所述聚氨酯丙烯酸酯为2～4的低官能度和6～15的高官能度聚氨酯丙烯酸酯搭配，低官能度聚氨酯丙烯酸酯优选为大日本油墨化学UA-711BT-1、UA-510-2、长兴化学DR-U010、DR-U150和拜耳VP LS2220、XP2491中的至少一种；高官能度聚氨酯丙烯酸酯优选为长兴化学6161-100、6195-100、DR-U116和氰特EB1259、EB1290N、EB8602、EB8415中的至少一种；
所述环氧丙烯酸酯为改性环氧丙烯酸酯，优选为长兴化学6215-100、6233、DR-G991和氰特EB3300、EB3703、EB9636中的至少一种；
所述丙烯酸酯为改性丙烯酸酯，用以增强涂层对PET基材和金属镀层的附着力，优选为长兴化学6063-1、6070、6071、6071-2和巴斯夫PA9039、PA9083中的至少一种；
所述活性稀释剂为2～4官能度丙烯酸酯活性稀释剂，优选为帝斯曼AgiSyn2836、AgiSyn2884、长兴化学EM231、EM235中的至少一种；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂中的至少一种；更优选为毕克化学BYK-352、BYK-358N、BYK-390、迪高Flow300、Flow370、巴斯夫Efka FL3740、Efka FL3785中的至少一种；
所述光引发剂优选为α-羟基酮类光引发剂、α-氨基酮类光引发剂和酰基膦氧化物类光引发剂中的至少一种；更优选为汽巴公司Darocur 1173光引发剂、巴斯夫Irgacure 2959光引发剂、巴斯夫Irgacure 184光引发剂、巴斯夫Irgacure2022光引发剂、巴斯夫Irgacure 907光引发剂和巴斯夫Lucirin TPO光引发剂中的至少一种；
所述机溶剂为酮和酯类溶剂中的至少一种，用于稀释配方中的树脂和助剂，改善涂料的施工性能；
所述酮优选为丙酮、丁酮和甲基异丁基酮和中的至少一种；
所述酯优选为乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种；
所述的用于PET基材的UV光固化真空镀底涂涂料的制备方法，包含如下步骤：
(1)将5～10质量份活性稀释剂、0.5～2质量份流平剂与50～70质量份有机溶剂混合均匀；
(2)往步骤(1)得到的混合物中加入10～30质量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、5～10质量份环氧丙烯酸酯和5～10质量份改性丙烯酸酯混合，分散均匀；接着加入1～2质量份光引发剂，混匀，得到用于IML的UV光固化真空镀底涂涂料；此涂料需密封、避光保存。
所述UV光固化真空镀底涂涂料应用于制备IML用可真空镀硬化薄膜，可采用口模式涂布法、气刀法、逆转辊涂法、喷雾法、刮刀法、凹版印刷法以及旋涂涂布法等方法进行制备。
一种IML用可真空镀硬化薄膜的制备方法，包括如下步骤：将用于IML的UV光固化涂料涂布于光学级PET基材，得到湿膜，接着干燥，UV照射固化，得到IML用可真空镀硬化薄膜；
所述PET基材厚度优选为100μm、125μm和188μm；
所述的湿膜的厚度优选为5～20μm；
所述的干燥温度优选为50～100℃；
所述的UV光能量为200～800mJ/cm2更优选为300～400mJ/cm2；
所述的IML用可真空镀硬化薄膜厚度优选为2～10μm，更优选为3～6μm。
通过所述IML用可真空镀PET硬化薄膜的制备方法制得的IML用可真空镀PET硬化薄膜。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供的用于IML的UV光固化涂料配方中，使用脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，辅以改性丙烯酸酯，从而赋予利用上述UV光固化涂料制备的涂层对PET基材和真空镀金属镀层以及丝网印刷油墨优异的附着力。
(2)本发明提供的IML用真空镀硬化薄膜具有一定的成型拉伸性能，且对PET基材、金属镀层和丝网印刷油墨具有优异的附着力；镀金属镀层后的产品具有优异的金属光泽和独特的透光金属效果，金属镀层保持在部件内侧不易刮伤且省去面漆喷涂程序；采用涂布生产方式减少涂料用量，降低了原料成本；采用UV光固化提高生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
用于IML的真空镀底涂涂料的制备：
(1)将50g有机溶剂(丙酮/乙酸丁酯＝1∶1)、10g活性稀释剂(帝斯曼AgiSyn2836)、2g流平剂(BYK-352)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入25g聚氨酯丙烯酸酯(大日本油墨化学UA-711BT-1/长兴化学6195-100＝2∶1)、6g环氧丙烯酸酯(氰特EB3300)、5g改性丙烯酸酯(巴斯夫PA9083)，高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入2g光引发剂(汽巴公司Darocur 1173/巴斯夫Lucirin TPO＝2∶1)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的真空镀底涂涂料。
实施例2
用于IML的真空镀底涂涂料的制备：
(1)将70g有机溶剂(乙酸乙酯/甲基异丁基酮＝1∶1)、5g活性稀释剂(长兴化学EM231)、0.5g流平剂(BYK-358N)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入10g聚氨酯丙烯酸酯(拜耳XP2491/氰特EB1290N＝3∶2)、8g环氧丙烯酸酯(长兴化学DR-G991)、5g改性丙烯酸酯(长兴化学6071-2)，高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入1g光引发剂(巴斯夫Irgacure 184/巴斯夫Irgacure 907＝2∶1)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的真空镀底涂涂料。
实施例3
用于IML的真空镀底涂涂料的制备：
(1)将60g有机溶剂(丁酮/乙酸丁酯＝2∶1)、8g活性稀释剂(长兴化学EM235)、1g流平剂(迪高FLow370)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入15g聚氨酯丙烯酸酯(长兴化学DR-U150/氰特EB8602＝2∶1)、5g环氧丙烯酸酯(氰特EB3703)、10g改性丙烯酸酯(长兴化学6070)，高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入1.5g光引发剂(巴斯夫Irgacure 184/巴斯夫Lucirin TPO＝2∶1)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的真空镀底涂涂料。
对比例1
(1)将60g有机溶剂(丁酮/乙酸丁酯＝2∶1)、8g活性稀释剂(长兴化学EM235)、1g流平剂(迪高FLow370)混合均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入25g聚氨酯丙烯酸酯(长兴化学DR-U150/氰特EB8602＝2∶1)、5g环氧丙烯酸酯(氰特EB3703)、高速搅拌分散均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入1.5g光引发剂(巴斯夫Irgacure 184/巴斯夫Lucirin TPO＝2∶1)，分散均匀，过滤，得到用于PET基材的真空镀底涂涂料。
效果实施例
可真空镀PET硬化薄膜的制备：将涂料2～5g用线棒涂布于面积A4纸大小的PET膜(另一面已涂布高硬度涂料)上，50～100℃加热干燥1～2min，UV固化能量300～500mJ/cm2，固化的干膜厚度2～5μm。将由实施例1～3和对比例1的涂料制备的可真空镀PET硬化薄膜综合性能进行评价，参见表1。
表1 可真空镀PET硬化薄膜综合性能评价
注：检测膜厚的方法见JIS C-2318；检测透光率的方法见JIS K-7105；检测雾度的方法见JIS K-7105；检测杯突的方法见GB 9753-2007-T；检测附着力的方法见JIS K-5600；耐湿热性能的检测方法为于湿度90％、温度80℃作用240小时后测试透光率和雾度；耐水煮性能的检测方法为沸水煮1h，吹干后测试透光率和雾度。
从表1中实施例1～3的涂层性能数据可以看出，使用经过配方优化的不同聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和改性丙烯酸酯的搭配、可以制备出同时对光学级PET基材、金属镀层和丝印油墨层具有优异附着力的硬化薄膜，且具有成型拉伸性能，能够满足多种不同下游制程的使用要求。
根据实施例3和对比例1，去掉改性丙烯酸酯后，涂层对PET基材的附着力有所下降，对金属镀层和丝印镜面银油墨的附着力严重下降，说明改性丙烯酸酯的加入在硬化涂层对金属镀层和镜面银油墨的附着力方面起着至关重要的作用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真空镀底涂涂料，其特征在于包括以下按质量份数计的成分：聚氨酯丙烯酸酯10～30份、环氧丙烯酸酯5～10份、改性丙烯酸酯5～10份、活性稀释剂5～10份、流平剂0.5～2份、光引发剂1～2份、有机溶剂50～70份。
2.根据权利要求1所述真空镀底涂涂料，其特征在于：
所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为2～4的低官能度和6～15的高官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯搭配；
所述环氧丙烯酸酯为改性环氧丙烯酸酯；
所述丙烯酸酯为改性丙烯酸酯；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类类流平剂；
所述光引发剂为α-羟基酮类光引发剂、α-氨基酮类光引发剂和酰基膦氧化物类光引发剂中的至少一种；
所述有机溶剂为酮类和酯类溶剂中的至少两种。
3.根据权利要求1所述真空镀底涂涂料，其特征在于：所述环氧丙烯酸酯为改性环氧丙烯酸酯，所述活性稀释剂为2～4官能度丙烯酸酸酯活性稀释剂。
4.根据权利要求2所述真空镀底涂涂料，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂中的至少一种；
所述的酮为丙酮、甲基异丁基酮和丁酮中的至少一种；
所述的酯为乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
5.权利要求1～4任一项所述真空镀底涂涂料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)将5～10质量份活性稀释剂、0.5～2质量份流平剂与50～70质量份有机溶剂混合均匀；
(2)往步骤(1)得到的混合物中加入10～30质量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、5～10质量份环氧丙烯酸酯和5～10质量份改性丙烯酸酯混合，分散均匀；接着加入1～2质量份光引发剂，混匀，得到用于IML的UV光固化真空镀底涂涂料；此涂料需密封、避光保存。
6.权利要求1～4任一项所述真空镀底涂涂料在制备IML用可真空镀PET硬化薄膜中的应用。
7.一种IML用可真空镀PET硬化薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将权利要求1～4任一项所述的用于IML的真空镀底涂涂料进行涂布，得到湿膜，接着加热干燥，UV光固化，得到IML用可真空镀硬化薄膜。
8.如权利要求7中所述IML用可真空镀PET硬化薄膜的制备方法，其特征在于：
所述PET基材厚度为100μm、125μm和188μm；
所述湿膜的厚度为5～20μm；
所述干燥温度为50～100℃；
所述UV光能量为200～800mJ/cm2；
所述IML用可真空镀硬化薄膜厚度为2～10μm。
9.一种IML用可真空镀PET硬化薄膜，其特征在于采用如权利要求7或8中任一所述IML用可真空镀PET硬化薄膜的制备方法制得。
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