一种汽车中控屏用耐热耐黄变UV油墨及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:48|

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本发明属于油墨
技术领域：
，具体涉及一种汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨及其制备方法。
背景技术：
：uv油墨中的光活性低聚物组成了固化膜交联网状结构骨架，是uv油墨理化性能的主要决定因素。脂肪族异氰酸酯制得的聚氨酯机械强度低、耐溶剂性和耐磨性差。芳香族聚氨酯具有强度高、耐磨性好、耐溶剂性好的特点，但现有的芳香族聚氨酯涂料在紫外光作用下聚氨酯的降解和异构化加速，易吸水、易黄变。传统涂料大多通过添加抗紫外添加剂或屏蔽剂延缓黄变时间，但黄变等级难以超过3级。汽车日光照射时间长，车内温度高，车载中控屏长期暴露于紫外线中，对涂料耐热性和耐黄变性能要求高。传统的塑胶用水性uv油墨存在附着力、耐磨性、耐热性和耐黄变性能差的问题，难以满足汽车中控屏用uv油墨的性能需求。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨，该油墨固化速度快，成膜性能好，固化后漆膜具有良好的耐磨、耐黄变、耐化学品性能，附着力强，韧性和硬度均衡性好。本发明的技术方案如下：一种汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨，包括以下按质量百分比计算的组分：无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯35-50%、环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯15-25%、光引发剂1-3%、有机溶剂5-10%、助剂1-10%以及余量的水。进一步的，所述无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯的制备方法为：a.将聚碳酸酯二醇和二异氰酸酯均匀混合，在催化剂存在的条件下反应得到聚氨酯预聚体；b.将亲水扩链剂和溶剂加入所述聚氨酯预聚体中，反应后加入中和剂中和，加水乳化后制得亲水聚碳酸酯聚氨酯；c.在无机纳米填料溶液中加入分散剂，均匀分散后制得无机纳米填料分散液；d.将所述无机纳米填料分散液与所述亲水聚碳酸酯聚氨酯混合，均匀分散后得无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯。进一步的，所述无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯的制备方法中各组分的质量百分比为：聚碳酸酯二醇40-50%、二异氰酸酯10-15%、催化剂0.1-1%、无机纳米填料1-10%、亲水扩链剂10-15%、中和剂1-5%、分散剂0.5-5%、溶剂6.5-8%、水为余量。进一步的，所述催化剂二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯，所述催化剂为甲基磺酸铋，所述无机纳米填料为纳米氧化锌，所述亲水扩链剂为乙二醇，所述中和剂为二甲基乙醇胺，所述分散为六偏磷酸钠。进一步的，所述光引发剂为质量比1:1-3:1-3的苯基亚磷酸二乙酯、α-羟基环己基苯丙酮和2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。通过三种类型的光引发剂搭配可提高漆膜固化速度和成膜性能，漆膜固化时表干和深层固化性好，漆膜表、里干燥程度均衡性好，固化膜硬度均一，韧性和耐磨性能好。进一步的，所述有机溶剂包括乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、丙酮、丁酮、环己醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲基醚、丙二醇丁醚。进一步的，所述助剂包括流平剂、消泡剂。进一步的，所述流平剂为有机硅流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂，流平剂可提高涂料的流动性能和爽滑性能，提高固化漆膜的硬度、韧性和耐磨性能；所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷。一种所述的汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨的制备方法，包括以下步骤：将无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯、环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯、光引发剂、有机溶剂、助剂、水充分混合均匀，研磨至细度≤20μm，即得uv油墨。本发明具有如下有益效果：本发明选用的无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯具有优异的机械性能、耐水解性能和耐黄变性能，无机纳米填料能够均匀稳定的分散于聚碳酸酯聚氨酯中，有效提高涂膜的机械强度、拉升强度、撕裂强度、耐温性能、耐化学品性能、耐老化、抗紫外线和抗划伤性能。搭配环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯对基材的附着力，涂膜固化速度快，硬度和韧性均匀，耐水性和耐磨性能优异。将本发明uv油墨应用于汽车中控屏上，可耐2min700℃高温，正常使用日观照射5000h不黄变。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。下表为本发明汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨3个实施例和3个对比例的配方表（单位：%）：组分实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3纳米氧化锌改性聚碳酸酯聚氨酯354050//35纳米二氧化钛改性聚碳酸酯聚氨酯///35//聚碳酸酯聚氨酯////32.55/纳米氧化锌////1.75/六偏磷酸钠////0.7/环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯2520152525/环氧改性水性聚氨酯分散体/////25光引发剂123111乙酸乙酯1085101010流平剂111111聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚111111水to100to100to100to100to100to100其中，所述纳米氧化锌改性聚碳酸酯聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：a.将50wt%聚碳酸酯二醇和15wt%六亚甲基二异氰酸酯均匀混合，加入0.5wt%甲基磺酸铋，在催化剂存在的条件下反应1-2h，反应温度，50-60℃，得到聚氨酯预聚体；b.将15wt%乙二醇和8wt%丙酮加入所述聚氨酯预聚体中，60-70℃反应1-2h后加入1.5wt%二甲基乙醇胺中和10-30min，加水乳化后制得亲水聚碳酸酯聚氨酯；c.将5wt%纳米氧化锌配制成浓度为5%的溶液，在无机纳米填料溶液中加入2wt%分散剂，超声分散均匀后制得无机纳米填料分散液；d.将所述无机纳米填料分散液与所述亲水聚碳酸酯聚氨酯混合，均匀分散后得无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯。所述光引发剂为质量比1:2:3的苯基亚磷酸二乙酯、α-羟基环己基苯丙酮和2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。所述流平剂为有机硅流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂。一种所述的汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨的制备方法，包括以下步骤：将无机纳米填料改性聚碳酸酯聚氨酯、环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯、光引发剂、有机溶剂、助剂、水充分混合均匀，研磨至细度≤20μm，即得uv油墨。本发明汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨的使用方法为：将涂料涂布于基材上，厚度为15μm，60℃烘烤10min，在uv能量为850mj/cm2，光强为200mw/cm2的照射强度下进行uv辐照。测试本发明汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨3个实施例和3个对比例的各项性能：1.附着力：用单刃刀在样品上用十字切割法划出1mm×1mm的百格，在涂层上粘规格为600#3m胶带，撕下胶带观察涂层掉落面积；合格标准：涂层掉落面积≤5%（4b）；2.耐高温高湿：将样品存放在65℃、湿度95%rh的环境中，180h后取出，在常温环境中放置2h，观测样品外观并测试其附着力；合格标准：附着力≥5b，样品表面无剥落、起皮、气泡等异常；3.耐紫外线老化：用qlva老化仪照射样品（配制参数为340μm，0.63w/m2/nm，60℃），照射时长180h，取出在常温环境中放置2h，观测样品外观并测试其附着力；合格标准：附着力≥5b，样品表面无剥落、起皮、气泡等异常；4.耐黄变：将样品置于hz-3017型灯泡式耐黄变试验箱，300w紫外灯照射样品照射距离25cm，温度60℃，照射24h，取出在常温环境中放置30min，与空白试样在灰色色卡纸上作对比，观察其黄变性。测试结果见下表：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3附着力5b5b5b5b4b4b耐高温高湿附着力5b，漆膜表面无异常附着力5b，漆膜表面无异常附着力5b，漆膜表面无异常附着力4b，漆膜表面无异常附着力4b，漆膜表面无异常附着力3b，漆膜表面无异常耐紫外线老化附着力5b，漆膜表面无异常附着力5b，漆膜表面无异常附着力5b，漆膜表面无异常附着力4b，漆膜表面无异常附着力3b，漆膜表面无异常附着力3b，漆膜表面无异常耐黄变4级4级4级3.5级3级3.5级可见，本发明uv油墨具有良好的附着力、耐高温高湿性能、耐紫外线老化性能和耐黄变性能。本发明汽车中控屏用耐热耐黄变uv油墨固化速度快，成膜性能好，固化后漆膜具有良好的耐磨、耐黄变、耐化学品性能，附着力强，韧性和硬度均衡性好。当前第1页1 2 3

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