一種用于uv真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑及應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備方法，其基本配方是：羥基丙烯酸樹脂10％～30％、潤濕分散劑6％～20％、碳黑8％～25％、消泡劑0.1～0.5％、溶劑50％～75％；制成的納米碳黑著色劑的粒徑D50控制在40～150nm之間；本發(fā)明制成的UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑具有貯存穩(wěn)定性佳、著色力強、透明性高、相容性好、耐高溫、耐老化優(yōu)等特點；環(huán)保，能代替金屬絡合染料，適用于UV真空鍍膜涂料的透明著色劑，也可用于兒童玩具、木器家具、皮革制品、塑料制品、金屬制品、鋁箔、銅箔、食品包裝材料等表面著色劑。
【專利說明】—種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑及應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溶劑型納米碳黑著色劑，尤其涉及一種適用于UV真空鍍膜涂料、耐高溫、透明性高、能代替金屬絡合染料的納米碳黑著色劑。

【背景技術】
[0002]真空鍍膜主要通過真空蒸鍍、濺射、離子鍍等方法，將金屬、合金和化合物鍍覆在材料或制品表面，形成產品所要求的鍍層。真空鍍膜技術在電子、宇航、光學、磁學、建筑、機械、包裝、裝飾等各領域得到了廣泛應用，并且發(fā)揮著越來越大的作用。真空鍍膜是一種氣相沉積方法，而有機涂層通常是由涂覆的有機高分子涂液經固化成膜而成，廣泛用于塑料、有色金屬基體表面的防護與裝飾。有機高分子涂液的固化有多種方法，其中用紫外光固化的涂料(簡稱光固化涂料)日益受到人們的高度關注，其主要特點是:固化速度快，在通常紫外燈輻射下只需幾秒或幾十秒就可固化完全；對環(huán)境友好，在光照時大部分或絕大部分的成分參與交聯聚合而進入膜層；節(jié)約能源，UV光固化所用能量約為溶劑型涂料的1/5 ;可涂裝各種基材，避免因熱固化時高溫對熱敏感基材(如塑料、紙張或其他電子元件等)可能造成的損傷；節(jié)省大量能源、簡化工序、顯著減少廠房面積等，因而降低生產成本；由此可見，光固化涂料及其在真空鍍膜工業(yè)中的應用具有廣闊的前景。目前真空鍍膜光固化涂料中所用色漿有的還采用金屬絡合染料，該染料存在諸如重金屬嚴重超標，耐溫性、耐曬性、耐遷移性差，不能滿足真空鍍膜工藝技術的要求。在電子行業(yè)如手機、電腦所用材料大多為塑料、鋁合金、鋅合金等有色金屬，手機外殼涂層易脫落、耐汗耐水性差，顏色一段時間就變色，這要求對真空鍍膜涂料的樹脂有選擇性，而真空鍍膜涂料所用的著色劑中對分散樹脂、分散劑有更高的要求。目前國內市場上真空鍍膜涂料所用著色劑幾乎全是進口產品。
[0003]CN103013230A公開了一種溶劑型納米碳黑色漿的制備方法，其基本配方是:CAB樹脂6%?20%、潤濕分散劑3%?15%、碳黑顏料6%?25%、溶劑65%?80% ;所述的溶劑型納米碳黑色漿的粒徑D5tl控制在40?150nm之間。該納米碳黑色漿具有貯存穩(wěn)定性佳、著色力高、透明性高、相容性好等特點，能代替金屬絡合染料。廣泛用于兒童玩具、家具、皮革布料制品、塑料制品、金屬制品、金屬卷材、鋁箔膜及電鍍膠膜、煙包、糖果、食品、卡紙等包裝材料表面的涂飾著色劑，也可作為燙金膜、玻璃制品、高檔金屬烤漆、塑料烤漆、UV真空鍍膜涂料的透明著色劑，以及打印油墨和噴繪等著色劑。該專利也是由本專利申請者提出，但與UV真空鍍膜涂料的相容性較差。
[0004]因此開發(fā)一種環(huán)保、透明、高性能、相容性好、能代替金屬絡合染料，并能用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑尤其必要。


【發(fā)明內容】

[0005]UV真空鍍膜涂料所用樹脂為反應性低聚物不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等，所用活性稀釋劑大多為丙烯酸酯類單體，因此本發(fā)明是選用羥基丙烯酸作為分散樹脂，羥基丙烯酸樹脂有很好的相容性和透明性，能提高對塑料和鋁、鋅、銅、銀底材的附著力，加速溶劑從漆膜中的釋放，縮短干燥時間；由于羥基丙烯酸含有羥基，賦予涂膜柔韌性、顏色穩(wěn)定性和保光性。
[0006]UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑對分散劑的選擇性高，因為分散劑對著色劑的穩(wěn)定性、相容性、著色力起著很重要的作用。因此本發(fā)明潤濕分散劑選用TEMPO技術合成的聚丙烯酯高分子分散劑，如EFKA-4320、EFKA-4330，該類分散劑具有顏料的吸附部分和在溶劑中伸展部分，吸附牢固度強，吸附層厚度大，因而具有良好的空間位阻效應。因此制成的納米著色劑具有貯存穩(wěn)定性佳、著色力強、透明性高、相容性好等特點。
[0007]為了解決上面所述的技術問題，本發(fā)明采取以下技術方案:本發(fā)明涉及一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑，其基本配方是:羥基丙烯酸樹脂10%?30%、潤濕分散劑6%?20%、碳黑8%?25%、消泡劑0.1?0.5%、溶劑50%?75% ;所述潤濕分散劑選用EFKA-4320、EFKA-4330 ;制成的納米碳黑著色劑的粒徑D5tl控制在40?150nm之間。
[0008]碳黑選用卡博特的Mongul-L、Monarch 1300 或 Monarch900,德固薩的 Specialbiack 4、Special biack 6、FW18、FW285 或 FW200，三菱化學的 MA7、MA100 或 MA40，哥倫比亞化學的Raven3500、Ravenl255或Raven3600以及其它高色素碳黑。
[0009]溶劑選用醋酸仲丁酯、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、正丁醇和異丁醇的一種或幾種的組合。
[0010]本發(fā)明提出一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備方法，制備工藝如下:按配方重量比計加入溶劑、羥基丙烯酸樹脂、潤濕分散劑，在高速分散機中以500r/min的速度攪拌均勻，然后在800?1000r/min的高速下加入碳黑，高速分散45?60min,再到納米分散機循環(huán)研磨8?12h，每隔0.5h用激光粒度儀進行粒度檢測，直到著色劑的粒徑達到要求，過濾包裝得到一種UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑。
[0011]本發(fā)明制成的UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑具有貯存穩(wěn)定性佳、著色力強、透明性高、相容性好、耐高溫、耐老化等特點；環(huán)保，能代替金屬絡合染料，適用于UV真空鍍膜涂料的透明著色劑，也可用于兒童玩具、木器家具、皮革制品、塑料制品、金屬制品、鋁箔、銅箔、食品包裝材料等表面著色劑。

【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例1:
[0013]一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備:按配方重量比計，先把溶劑碳酸二甲酯12份、PMA 37.3份、正丁醇8份加入分散桶中，攪拌下加入羥基丙烯酸樹脂20份、EFKA-4320分散劑7.5份，消泡劑0.2份，在高速分散機中以500r/min的速度攪拌均勻，然后在800?1000r/min的高速下加入碳黑Special biack 6粉15份,高速分散45?60min，再到納米分散機循環(huán)研磨10?12h，每隔0.5h用激光粒度儀進行粒度檢測，直到色漿的粒徑D5tl在40?150nm，過濾包裝得到一種色含量15 %的UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑。
[0014]本實例I納米碳黑著色劑基本性能測試結果:外觀:黑色偏藍相，均勻流體；平均粒徑:激光粒度分布儀測試D5tl為100±30nm ;粘度:25±2°C測試560mPa.s ;熱貯存穩(wěn)定性:在50°C恒溫烘箱放置15天后取出，經測試平均粒徑D5tl為110土20nm，粘度600mPa.s，色差Λ E彡0.26。
[0015]應用:手機塑料外殼UV黑色真空鍍膜涂料:低聚物UV聚氨酯丙烯酸酯12%、大分子改性UV樹脂23%、活性單體5%、光引發(fā)劑184+ΤΡ0 3%、附著力促進劑0.5%、納米碳黑著色劑3%、各種助劑0.5%、混合溶劑53%。
[0016]手機塑料外殼UV黑色真空鍍膜涂料性能如下:固含量45% ;粘度:在250C (涂4#杯)IlS ;鉛筆硬度:2Η ;附著力:劃格法O級；柔韌性:1級；耐熱水性:在100°C沸水煮lh，漆膜不起泡、不脫落；耐鹽霧試驗:在35°C、5% NaCl鹽霧箱放置48h后，漆膜不變色；耐老化試驗:氙燈照射300h漆膜不變色；光固化時間6S，說明著色劑的透明性好。
實施例2:
[0017]一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備:按配方重量比計，先把溶劑醋酸仲丁酯15份、PMA 30.8份、正丁醇8份加入分散桶中，攪拌下加入羥基丙烯酸樹脂25份、EFKA-4330分散劑9份，消泡劑0.2份，在高速分散機中以500r/min的速度攪拌均勻，然后在800?1000r/min的高速下加入碳黑FW285粉12份，高速分散45?60min，再到納米分散機循環(huán)研磨10?12h，每隔0.5h用激光粒度儀進行粒度檢測，直到色漿的粒徑D5tl在40?150nm，過濾包裝得到一種色含量12%的UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑。
[0018]本實例2納米碳黑著色劑基本性能測試結果:外觀:黑色偏紅相，均勻流體；平均粒徑:激光粒度分布儀測試D5tl為120±30nm ;粘度:25±2°C測試520mPa.s ;熱貯存穩(wěn)定性:在50°C恒溫烘箱放置15天后取出，經測試平均粒徑D5tl為130±20nm，粘度580mPa.s,色差Λ E彡0.30。
[0019]應用:手機鋅合金外殼UV黑色真空鍍膜涂料:低聚物UV環(huán)氧丙烯酸酯18%、大分子改性UV樹脂20%、活性單體6%、活性稀釋劑18%、光引發(fā)劑184+ΤΡ0 3%、附著力促進劑1.0 %、納米碳黑著色劑3.5%、各種助劑0.5%、混合溶劑30%。
[0020]手機鋅合金外殼UV黑色真空鍍膜涂料性能如下:固含量50% ;粘度:在25°C (涂4#杯)12S ;鉛筆硬度:2H ;附著力:劃格法O級；柔韌性:1級；耐熱水性:在100°C沸水煮lh，漆膜不起泡、不脫落；耐鹽霧試驗:在35°C、5% NaCl鹽霧箱放置48h后，漆膜不變色；耐老化試驗:氙燈照射300h漆膜不變色；光固化時間6S，說明著色劑的透明性好。
實施例3:
[0021]一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備:按配方重量比計，先把溶劑碳酸二甲酯16份、二乙二醇丁醚醋酸酯29.8份、正丁醇6份加入分散桶中，攪拌下加入羥基丙烯酸樹脂20份、EFKA-4320分散劑10份，消泡劑0.2份，在高速分散機中以500r/min的速度攪拌均勻,然后在800?1000r/min的高速下加入碳黑Monarchl300粉18份，高速分散45?60min,再到納米分散機循環(huán)研磨10?12h,每隔0.5h用激光粒度儀進行粒度檢測，直到色漿的粒徑D5tl在40?150nm，過濾包裝得到一種色含量18%的UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑。
[0022]本實例3納米碳黑著色劑基本性能測試結果:外觀:黑色偏藍相，均勻流體；平均粒徑:激光粒度分布儀測試D5tl為100±40nm ;粘度:25±2°C測試640mPa.s ;熱貯存穩(wěn)定性:在50°C恒溫烘箱放置15天后取出，經測試平均粒徑D5tl為120±30nm，粘度680mPa.s，色差Λ E彡0.32。
[0023]應用:手機外殼UV金屬閃光黑真空鍍膜涂料:低聚物UV聚氨酯丙烯酸酯15%、大分子改性UV樹脂20%、活性單體5%、活性稀釋劑15%、光引發(fā)劑184+ΤΡ0 3%、附著力促進劑0.5%、納米碳黑著色劑3.6%、珠光粉2%、鋁銀漿1.8%、各種助劑0.6%、混合溶劑33.5%。
[0024]手機外殼UV金屬閃光黑真空鍍膜涂料性能如下:固含量46% ;粘度:在250C (涂4#杯)12S ;鉛筆硬度:2Η ;附著力:劃格法O級；柔韌性:1級；耐熱水性:在100°C沸水煮lh，漆膜不起泡、不脫落；耐鹽霧試驗:在35°C、5% NaCl鹽霧箱放置48h后，漆膜不變色；耐老化試驗:氙燈照射300h漆膜不變色；光固化時間6S，說明著色劑的透明性好。
[0025]盡管本發(fā)明已作了詳細說明并引證了實施例，但對于本領域的普通技術人員，顯然可以按照上述說明而做出的各種方案、修改和改動，都應該包括在權利要求的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑，其特征在于:以重量百分比計，包括如下組分:羥基丙烯酸樹脂10 %?30 %、潤濕分散劑6 %?20 %、碳黑8 %?25 %、消泡劑0.1?0.5%、溶劑50%?75% ;所述潤濕分散劑選用EFKA-4320、EFKA-4330 ;制成的納米碳黑著色劑的粒徑D5(i控制在40?150nm之間。
2.如權利要求1所述的一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑，其特征在于:所述碳黑選用卡博特的Mongul-L、Monarch 1300或Monarch900,德固薩的Specialbiack 4、Special biack 6、FW18、FW285 或 FW200，三菱化學的 MA7、MA100 或 MA40，哥倫比亞化學的Raven3500、Ravenl255或Raven3600以及其它高色素碳黑。
3.如權利要求1所述的一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑，其特征在于:所述溶劑選用醋酸仲丁酯、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、正丁醇和異丁醇的一種或幾種的組合。
4.一種如權利要求1所述的一種用于UV真空鍍膜涂料的溶劑型納米碳黑著色劑的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括:按配方重量比計加入溶劑、羥基丙烯酸樹脂、潤濕分散劑，在高速分散機中以500r/min的速度攪拌均勻，然后在800?1000r/min的高速下加入碳黑，高速分散45?60min,再到納米分散機循環(huán)研磨8?12h,每隔0.5h用激光粒度儀進行粒度檢測，直到著色劑的粒徑達到要求，過濾包裝得到一種UV真空鍍膜涂料所用的溶劑型納米碳黑著色劑。
【文檔編號】C09D175/14GK104263085SQ201410425661
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】陸明, 許鈞強 申請人:廣州市番禺科迪色彩有限公司, 廣州市格瑞彩顏料科技有限公司, 英德科迪顏料技術有限公司