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底层涂料组合物和它的制备方法及用途专利

专利号:200510132094.9

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专利名称:底层涂料组合物和它的制备方法及用途

技术领域:涂料/浆料/油墨

IPC主分类号:C09D133/04

申请号:CN200510132094.9

公开日:2007-06-27

说明书

技术领域

本发明是关于一种底层涂料组合物和它的制备方法及用途,更具体地 说,本发明是关于一种与紫外光固化面漆配合使用的底层涂料组合物和它的 制备方法及用途。

背景技术

目前,塑料配件表面如手机壳体表面、手提电脑外壳、数码相机、MP3 等塑料外壳大都涂有金属感极强的银白色色漆涂层,该涂层体系中含有的片 状铝浆,需要在CAB(醋酸丁酸纤维素)或NC(硝基纤维素)的辅助下才 能平行的形成于涂膜中而使涂层具有极佳的金属感。因此,此类颜色的底涂 层最终金属效果的好坏很大程度上取决于与CAB或NC的配合作用。
目前用于塑料件表面喷涂的底漆涂料,大都采用添加CAB的方法来提 高涂层的附着力和亮度。
CN1397614A公开了一种塑胶涂料及其制备方法,该涂料的组分及含量 (重量百分数)为:丙烯酸树脂55-60%,醋酸丁酸纤维素4-6%,醛酮树脂 2-4%,醇酸树脂5-8%,增塑剂磷酸酯2-4%,稀释剂25-30%,流平剂0.2-0.4 %,颜料3-6%。
CN1390899A公开了一种塑胶真空电镀面漆及其制备方法,该电镀面漆 包括以下组分,各组分含量(重量百分数)为:
硝基纤维素25-30%,异丁基醚化氨基树脂20-25%,正丁基醚化高亚氨 基三聚氰胺树脂2.0-4.0%,醇酸树脂0.5-1.0%,醛酮树脂2.0-4.0%,附着力 增进剂0.5-1.0%,增塑剂5.0-8.0%,稀释剂30-35%,流平剂0.1-0.2%,铝 银浆2.0-4.0%。所述附着力增进剂为聚酯类软树脂,所述增塑剂为磷酸酯。
虽然添加CAB的底涂层的附着力好,但是与添加NC作为底涂层的涂 料相比,CAB的成本却比NC要至少高出3倍,且添加CAB的底涂层与添 加NC的底涂层相比,亮度较低。但是,由于现有以添加NC作为底漆的涂 料的附着力较差,因此应用的不广泛,使用面较窄,尤其不在紫外光固化的 面漆体系中做为底漆。而现有的与紫外光固化的面漆配合使用的底漆主要采 用的是附着力较好的CAB体系,但它的亮度又较NC体系逊色。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的底层涂料不能同时使涂膜层具有高亮 度和较好的附着力的缺陷而提供一种能使涂膜层同时具有高亮度和良好的 附着力的用于紫外光固化面漆体系的底层涂料组合物。
本发明的另一个目的是提供该底层涂料组合物的制备方法。
本发明提供了一种底层涂料组合物,其中,该组合物含有树脂、硝基纤 维素、增塑剂、铝银浆和稀释剂,含或不含助剂,所述树脂为玻璃化温度在 50-90℃之间的树脂,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁 酯、邻苯二甲酸二乙酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种。
本发明提供了一种底层涂料组合物的制备方法,其中,该方法包括将树 脂、硝基纤维素、增塑剂、铝银浆和选择性含有的助剂与稀释剂混合,使所 述铝银浆和树脂均匀分散于所述稀释剂中,然后将得到的浆液过滤,所述树 脂为玻璃化温度在50-90℃之间的树脂,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、 邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种。
本发明提供的底层涂料组合物中含有适合于降低硝基纤维素的玻璃化 温度和改变它易脆裂性能的增塑剂,该增塑剂能够使硝基纤维素分子间的空 间增大、降低它的局部粘度、提高它的大分子链段的运动能力,从而在将添 加硝基纤维素的底层涂料应用于紫外光固化的面漆后所形成的涂膜层的附 着力大大提高,同时又保证了硝基纤维素本身能够使涂膜层的具有较高的亮 度和金属质感的优点。因此,本发明提供的底层涂料组合物适合用作各种材 料的底层漆,如塑料配件表面如手机壳体表面、手提电脑外壳、数码相机、 MP3等塑料外壳的底漆,且还能够用于在紫外光固化的面漆体系中作为底漆 涂层,使紫外光固化面漆的涂膜层同时具有高亮度和良好的附着力。

具体实施方式

按照本发明提供的底层涂料组合物,以该涂料组合物的总量为基准,所 述树脂的含量为30-50重量%,所述硝基纤维素的含量为1-5重量%,所述 增塑剂的含量为0.1-5重量%,所述铝银浆的含量为5-15重量%,所述稀释 剂的含量为40-55重量%,所述助剂的含量为0-5重量%。
按照本发明,所述底层涂料组合物中的所述增塑剂能够降低硝基纤维素 (NC)的玻璃化温度,从而改变它的易脆裂性能,而使硝基纤维素分子间 的空间增大、降低局部粘度、提高大分子链段的运动能力,而进一步改善并 提高添加硝基纤维素的底层涂料组合物形成的涂膜层的附着力,以涂料组合 物的总量为基准,所述增塑剂的含量为0.1-5重量%,优选为0.2-3重量%。
所述树脂为玻璃化温度在50-90℃之间的树脂,如热塑性丙烯酸酯树脂、 羟基丙烯酸树脂、自干型醇酸树脂、氯醋树脂、醛酮树脂等。玻璃化温度(Tg) 指树脂由玻璃态转变到高弹态的温度。优选情况下,本发明所采用的树脂为 热塑性丙烯酸酯树脂,所述热塑性丙烯酸酯树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸 酯以及其它烯属单体共聚形成的树脂,优选为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸 丁酯为主要单体的共聚物。所述热塑性丙稀酸酯树脂可以选用ICI2103、 ICI2106、罗门哈斯A-11、罗门哈斯A-12、罗门哈斯B60、罗门哈斯B66、 罗门哈斯A-21、日本三菱BR-113、日本三菱BR-116、日本三菱MB-2952、 日本三菱MB2660、日本三井101、日本三井102中的一种或几种。上述牌 号为本领域技术人员所公知。
所述树脂的含量对涂料涂膜层的形成及涂层的耐磨度和硬度有较大的 影响,较高的树脂含量有助于涂膜层的形成,并且易使膜层达到很好的耐磨 度和硬度,但树脂含量太高会增加施工的难度以及恶化膜层的流平性能,使 固化后的漆膜层表面质量不佳。因此,以涂料总量为基准,本发明中的树脂 的适宜含量为30-50重量%,优选为30-40重量%。
所述硝基纤维素为含氮量为11.5-12.2重量%的白色絮状或片状纤维。 本发明涂料中所述的硝基纤维素的种类为本领域技术人员所公知,例如英国 ICI DLX8/13硝化棉,法国BNC的A20硝化棉,日本ASAHI的LIG1/4硝 化棉,德国WOLFF的As500硝化棉,德国HAGEDOM的AH25硝化棉以 及台硝硝化棉产品H型硝基纤维素1/4s。以涂料的总量为基准,所述硝基 纤维素的含量为1-5重量%,优选为2-5重量%。
所述铝银浆可以选自鳞片状铝银浆,银元型铝银浆中的一种或两种,优 选为银元型铝银浆,所述银元型铝银浆的种类为本领域技术人员所公知,如 可以选用日本东洋7640NS,7670NS,7675NS,TCR2150,5660NS,5680NS。 深圳族兴ZA9660,ZA9650,ZA9640。上海三井HL02,HL06,HL08。 Schlenk Alushine6900,Alushine6620,Alushine6600。德国爱卡2192,2194。 以涂料的总量为基准,所述铝银浆的含量为5-15重量%,优选为10-15重量 %。
所述稀释剂为有机溶剂,所述稀释剂选自甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、 乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、环己酮、二甲苯、甲基异丁基甲酮、 丙酮、甲乙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一种或几种。有机溶剂的种类 和用量应能对所述成膜物质充分溶解,并且还要具有好的挥发度,溶解力太 强,则可能出现咬底现象,蒸发速率太大则可能造成漆膜不平整。虽然单个 的上述溶剂是合适的,但是,优选为甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁 酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、环己酮、二甲苯、甲基异丁基甲酮、丙酮、 甲乙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的两种或两种以上的混合物。
所述有机溶剂的添加量应满足树脂的稀释要求,在粘度上也必须适合涂 料的喷涂工艺,所以,以涂料的总量为基准,所述有机溶剂的含量为40-55 重量%,优选为40-50重量%。
按照本发明提供的涂料组合物,该涂料组合物还可以并优选含有助剂, 所述助剂包括流平剂、防沉剂、润湿分散剂中的一种或几种。这些助剂的种 类、含量和作用已为本领域技术人员所公知。
所述流平剂的种类和用量为本领域技术人员所公知,例如所述流平剂可 以选自EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600、EFKA3777、BYK366,BYK333, BYK307、DEGO410中一种或几种。其中EFKA系列是荷兰爱夫卡公司产品, BYK系列是BYK公司产品,DEGO系列是德国迪高公司产品,以上其牌号 为本领域技术人员所公知。以涂料总量为基准,所述流平剂的含量为0-2重 量%,优选为0.1-2重量%。
所述防沉剂在涂料组合物中的作用是形成强大的网络结构,使体系具有 优异的触变性能,能有效防止涂料中的颜填料的沉降和结硬块。所述防沉剂 的种类和用量为本领域技术人员所公知,例如,可以选用台湾德谦的201P、 229,美国TAVY的DS6500/6800-20X、DS5000-10X,日本楠本化成的 6900-20X、4200-10等,以上牌号为本领域技术人员所公知。以涂料总量为 基准,所述防沉剂的含量为0-2重量%,优选为0.1-2重量%。
所述润湿分散剂是兼具润湿和分散作用的助剂。所述润湿分散剂的种类 和用量为本领域技术人员所公知,所述润湿分散剂指任何能改善所述铝银浆 在所述树脂溶液中的分散状态的物质,如低分子量不饱和多元羧酸聚合物, 高分子不饱和聚羧酸,复杂胺衍生物,电中性聚羧酸胺盐,改性高分子丙烯 酸酯,卵磷脂等。具体可以选用Kerper-602,Kerper-605,Kerper630, CFC-500HP,CFC-510,CFC-637,CFC-604S中的一种或几种。其中Kerper 系列为美国Kerper公司产品,CFC系列为法国CFC公司产品。以上牌号为 本领域技术人员所公知。以涂料总量为基准,所述润湿分散剂的含量为0-1 重量%,优选为0.1-1重量%。
按照本发明一个优选的实施方案,以涂料总量为基准,所述热塑性丙烯 酸酯树脂的含量为30-40重量%,硝基纤维素的含量为2-5重量%,增塑剂 的含量为0.2-3重量%,铝银浆的含量为10-15重量%,有机溶剂的含量为 40-50重量%,所述助剂包括流平剂、防沉剂和润湿分散剂,流平剂的含量 为0.1-2重量%,防沉剂的含量为0.1-2重量%,润湿分散剂的含量为0.1-1 重量%。
按照本发明提供的涂料组合物的制备方法,所述树脂、硝基纤维素、铝 银浆和稀释剂以及增塑剂的混合可以同时进行也可以分步进行,优选先将树 脂、硝基纤维素和增塑剂与稀释剂混合,使稀释剂充分溶解树脂和硝基纤维 素,然后再与铝银浆混合。
为了使所述树脂能够均匀分散,还可以提高混合的温度,但是由于本发 明采用的稀释剂为一种易挥发的有机溶剂,其溶解力也较好,因此,混合的 温度应低于50℃,优选为20至低于50℃。
所述涂料还可以含有助剂,所述助剂可以与其它组分同时加入也可以分 步加入,加入的顺序对涂料的性能没有显著的影响。优选情况下,按照本发 明提供的方法还包括在与铝银浆混合之前,在得到含有树脂、硝基纤维素和 增塑剂与稀释剂的浆液中,加入所述助剂,并混合均匀的步骤。
在本发明提供的方法中,各物质的用量应使得到涂料中含有,以涂料的 总量为基准,含量为30-50重量%,优选为30-40重量%的树脂,含量为1-5 重量%,优选为2-5重量%的硝基纤维素,含量为0.1-5重量%,优选为0.2-3 重量%的增塑剂,含量为5-15重量%,优选为10-15重量%的铝银浆,含量 为40-55重量%,优选为40-50重量%的稀释剂,含量为0-5重量%,优选 为0.3-5重量%的助剂。
本发明提供的底层涂料组合物适合用作各种材料的底层漆,特别是便携 器件的塑料配件的底层漆,如手机壳体表面、手提电脑外壳、数码相机、 MP3的底层漆。一般在喷涂前将所述涂料组合物与所述稀释剂按照重量比为 1∶0.8的比例稀释后再喷涂,涂膜厚度一般为5-9微米,50-60℃烘干5-15 分钟。在将所述底层涂料用于紫外光固化涂料的面漆体系时,在所述底漆层 干燥后,喷涂紫外光固化清漆,涂膜厚度一般为10-15微米,50-60℃烘干 10-15分钟,并经紫外光照射20-25秒固化,得到具有较高金属亮度和良好 附着力的膜层。
下面的实施例将对本发明做进一步说明,实施例中所述树脂虽然以热塑 性丙烯酸酯树脂为例,但是,并不是说本发明所述树脂只限于热塑性丙烯酸 酯树脂,其它组分的情况也是一样。
实施例1-4
下面的实施例说明本发明提供的涂料及其制备方法。
(1)将热塑性丙烯酸酯树脂、硝基纤维素、增塑剂和选择性含有的流平 剂、防沉剂、润湿分散剂与稀释剂混合,搅拌至充分溶解;(2)在步骤(1)得 到的混合物中加入银浆,搅拌均匀;(3)过滤得到的浆液,以除去其中的残渣, 得到本发明提供的涂料T1-T4。
表1给出了各物质用量。表2给出了T1-T4的组成。
对比例1
本对比例说明参比涂料及其制备方法。
按照实施例1的方法制备参比涂料TB1,不同的是用CAB(伊斯曼产 品CAB381-0.5)代替实施例1中的硝基纤维素,并且按照CN1397614A的 方法加入3.5克增塑剂磷酸酯代替实施例1中的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯, 得到参比涂料TB1。
对比例2
本对比例说明参比涂料及其制备方法。
按照实施例2的方法制备参比涂料TB2,不同的是该组合物中用CAB (伊斯曼产品CAB381-0.5)代替实施例3中的硝基纤维素和增塑剂,得到 参比涂料TB2。
对比例3
本对比例说明参比涂料及其制备方法。
按照实施例3的方法制备参比涂料TB3,不同的是该组合物中不含有增 塑剂,得到参比涂料TB3。
对比例4
本对比例说明参比涂料及其制备方法。
按照实施例4的方法制备参比涂料TB4,不同的是该组合物中不含有增 塑剂,得到参比涂料TB4。
表1
  各物质的种   类和用量     实施例1     实施例2     实施例3     实施例4   成膜物质    热塑性丙烯酸酯    树脂49克 热塑性丙烯酸酯 树脂40克 热塑性丙烯酸酯 树脂47.5克 热塑性丙烯酸酯 树脂45克   增塑剂    邻苯二甲酸二辛    酯1.5克    邻苯二甲酸二丁    酯1.0克    癸二酸二辛酯    1.0克 邻苯二甲酸二丁 酯1.0克 邻苯二甲酸二乙 酯1.0克 邻苯二甲酸二辛 酯0.5克 邻苯二甲酸二辛 酯0.5克   银浆    5660NS 12.5克 5660NS 18克 ZA9660 16克 5660NS 14克   NC    H型NC1/4s 3克 H型NC1/4s 6克 H型NC1/4s 4克 H型NC1/4s 3克   有机溶剂    二甲苯15克    乙酸丁酯15克    正丁醇10克    乙二醇丁醚10克 二甲苯15克 乙酸丙酯15克 正丁醇10克 丙二醇丁醚15克 二甲苯15克 乙酸丁酯15克 正丁醇25克 二甲苯15克 乙酸丁酯15克 正丁醇10克 乙二醇丁醚20克   流平剂    EFKA3777 2.5克 EFKA3777 1.0克 - EFKA3777 0.5克   防沉剂    1.5 0.5 - -   润湿分散剂    1.0 0.5 - -
表2
    实施例编号   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   涂料编号     T1     T2     T3     T4   成膜物质含量,重量%     40.0%     32.6%     38.6%     36.6%   增塑剂含量,重量%     2.8%     1.6%     0.4%     0.4%   银浆含量,重量%     10.2%     14.6%     13.1%     11.4%   NC含量,重量%     2.4%     4.9%     3.2%     2.4%   有机溶剂含量,重量%     40.6%     44.7%     44.7%     48.8%   流平剂含量,重量%     2.0%     0.8%     -     0.4%   防沉剂含量,重量%     1.2%     0.4%     -     -   润湿分散剂含量,重量%     0.8%     0.4%     -     -
实施例5-8
下面的实施例说明本发明提供的涂料的性能。
将实施例1-4得到的涂料T1-T4喷涂于塑料外壳上,50℃烘干15分钟 后喷涂紫外光固化清漆,并经紫外光照射25秒,得到厚度为12微米的固化 膜层。测试固化膜层的性能,结果如表3所示。
附着力测定:用划格器在喷涂表面划100个1毫米×1毫米的正方形格, 用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上,不留一丝 空隙,然后以最快速度垂直揭起,观察划痕边缘处有无脱漆。如脱漆量在0-5 %之间为5B,在5-10%之间为4B,在10-20%之间为3B,在20-30%之间 为2B,在30-50%之间为B,在50%以上为0B。
亮度测试:制作标准色板,通过色差仪(精度0.001)测出涂料的L值 (明度值)、a(红绿值)和b值(黄蓝值)。
L、a、b为物体颜色表达领域中最常用的Lab表色法中的参数。Lab 表色系统用一个假想的球形三维立体结构描述色彩的三个基本参数。色相的 变化表现在球形横截面上,a表示红色方向,-a表示绿色方向,b是黄色方 向,-b是蓝色方向。明度则表现在纵轴上,越向上明度越高,越向下明度越 低。
对比例5-8
下面的实施例说明参比涂料的性能。
将对比例1-4得到的涂料TB1-TB4喷涂于与实施例5-8同样的塑料外壳 上,50℃烘干15分钟后喷涂紫外光固化清漆,并经紫外光照射25秒,得 到厚度为12微米的固化膜层。测试固化膜层的性能,结果如表3所示。
表3
实施例编号 涂料编号   附着力    亮度L值     实施例5     T1     5B     89.861     对比例5     TB1     5B     88.525     实施例6     T2     5B     89.823     对比例6     TB2     5B     88.210     实施例7     T3     5B     89.752     对比例7     TB3     3B     89.924     实施例8     T4     5B     89.950     对比例8     TB4     2B     89.953
从表3的结果可以看出,与参比涂料相比,用本发明提供的涂料得到的 涂膜层同时具有良好的附着力和较高的亮度值。

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Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。更多

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

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