水性PI哑油的制作方法

专利2025-12-30  9


本发明涉及导电油墨,具体的,是一种水性pi哑油。


背景技术:

1、pi膜,全称聚酰亚胺膜,是一种高性能的聚合物薄膜材料,具有优异的耐温性、机械性能和电气性能,广泛应用于电子产品、航空航天领域、医疗领域、光学领域、新能源领域。

2、但由于pi膜本身的化学和物理结构,其高化学惰性、低表面能、薄膜柔性和环境条件等因素造成传统油墨很难直接附着,需要通过表面处理,包括等离子、火焰和电晕处理,或者打底涂液的作为粘接剂的方案提高附着,工艺复杂,材料成本高;同时由于油墨voc含量过高,气味大,对操作工人和环境不友好,限制了其应用。

3、pi薄膜材料分子排列致密吸收性差,表面可形成化学键的官能团数量少等原因,化学惰性强,一般性的油墨很难形成良好的附着力和粘结强度。常用的处理手段是将pi薄膜材料等离子、火焰和电晕处理,改变pi材料表面的结构以及产生部分活性基团以改善油墨的附着力,但是这种方法的缺点也很明显,如时效性短,稳定性差、持久性差等。或者另加一层底涂涂作为过渡层,起到粘合剂的作用,但这样会增加工艺和材料成本,同时会增加整个涂层的膜厚进而增加pi膜的厚度,限制其使用。另外为了增强对pi的附着,有可能使用氯化聚烯烃树脂,引进了卤素成份,在燃烧时会释放出大量的氯化氢气体,对环境造成严重的污染。

4、同时,传统的油墨通常含有大量酮类和酯类挥发溶剂,造成生成,运输,存储和使用都有易燃易爆风险,且传统油墨耐化学品性能一般,只能通过酒精耐磨测试,容易被后制程中或者日常应用中使用到的其它化学品腐蚀。有些油墨为了提升耐化学品性能会做成双组份而额外添加固化剂,这样有活化期限制,随着时间的推移,开稀好的油墨粘度不断上升甚至胶化,性能下降,其可使用时间不能超过24小时;传统油墨涂层表面能过高,达因值不高,不利于后续涂胶或者logo字符印刷工艺应用。

5、因此,需要提供一种水性pi哑油来解决上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水性pi哑油。

2、本发明通过如下技术方案实现上述目的:

3、技术方案之一:

4、一种水性pi哑油,构成组分包括:水性不含卤素改性聚烯烃树脂、水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂、水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂、水性有机硅消泡剂、水性有机硅改性润湿分散剂、有机硅改性基材润湿剂;

5、水性有机硅改性润湿分散剂、有机硅改性基材润湿剂组合形成润湿流平剂;

6、还包括去离子水a、去离子水b、去离子水c、去离子水d、醇醚类助溶剂、增稠剂;

7、经微凹涂布工艺涂覆在pi薄膜表面形成哑光油墨涂层,热固化成膜后涂层表面张力≥50dyn,表面容易被润湿,方便后续涂布或者印刷工艺。

8、进一步的,以百分占比计,各组分为:

9、水性不含卤素改性聚烯烃树脂               10-50份;

10、水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂       40-80份;

11、水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂         5-20份;

12、水性有机硅消泡剂                         0.3-0.5份;

13、润湿流平剂                               0.3-0.5份;

14、醇醚类助溶剂                             5-10份;

15、去离子水a                                5-10份;

16、胺类ph节剂                               0.3-0.5份;

17、去离子水b                                0.3-0.5份;

18、去离子水c                                10-20份;

19、增稠剂                                   0.5-2份;

20、去离子水d                                0.5-2份;

21、进一步的,去离子水a、去离子水b、去离子水c、去离子水d为在制备过程中不同步骤被加入。

22、进一步的,水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂具有合适的最低成膜温度,可具有30~50℃之间的玻璃化转变温度,具有优良的速干性、可施工性、耐磨性能和硬度,并且在多种类型塑料上具有优良粘合性,同时含有羟基基团,可与聚异氰酸酯型固化剂发生化学反应,提高最终涂层的耐酒精和丁酮等化学性能,羟值不低于66koh mg/g。

23、进一步的,水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂包括数均分子量约50,000~100,000的有特殊核壳结构的羟基丙烯酸树脂,水性乳液的形式存在,且其以50~150nm和800~3000nm两种主要粒径分布范围内的粒径存在于乳液中,不需要额外添加消光材料以sio2消光粉最为常见,在树脂成膜后就能形成哑光效果。

24、进一步的,水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂量低于10%时,由该涂料组合物形成的第一涂层硬度低,表干慢,导致收卷时容易返粘;同时,其对整体涂层交联密度降低,从而引起耐酒精,耐丁酮等耐化学品性能下降;量高于60%时,由该涂料组合物形成的第一涂层硬度过高,导致与pi基材的附着变差而发生剥离。

25、进一步的,水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂选用:昂高的hha 9191、dn8080;allnex的sm 6826w/43wa;骅的x-pu650;柚苗的sa 5112。

26、进一步的,水性不含卤素改性聚烯烃树脂,不含卤素,具有8,000~10,000的数均分子量,具有50~90℃的软化点,从而能够有效帮助干燥,同时降低收卷返粘的风险,不含乳化剂,树脂分子链上自带的亲水基团,其亲水基团可与交联剂反应,这样保证形成的涂层有优异的耐水和耐化学品性能,水性分散体的形式存在,且其以200~500nm范围内的粒径存在于乳液中,能够增加乳液的稳定性并赋予涂层优良的外观。

27、进一步的,水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂,为异佛尔酮二异氰酸酯、1,3-或1,4-环己烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四烷基苯二甲撑二异氰酸酯例如间-四甲基苯二甲撑二异氰酸酯、对-苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基五甲基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、联茴香苯二异氰酸酯、联甲苯二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯。

28、进一步的,水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂选用:自昊辉的wh-2940、wh-2937、hf-3192、wh-2943;asahi的wm44-l70g;冠志的bl-8115、bl-8085;绿宝的pt-1085。

29、与现有技术相比,本发明为水性体系,不含环境管控物质:全水性体系,水性树脂和助剂作成膜物质,以去离子水为溶剂,安全环保,符合gb 38507-2020,voc排放极低;不含重金属,卤素和其它环境管控物质,完全满足rhos和reach法规要求,满足出口要求;施工工艺简单、高效、经济:单组分,无需要额外添加固化剂,调配方便,无活化期问题,可以回收利用;微凹涂覆工艺,油墨利用率高,无浪费,工艺简单成熟,能实现快速连续作业;附着好,无需要额外处理工艺,或者另加底涂液,提高了生产效率,进一步降低生产成本;物理性能优异:微凹涂布的方式涂覆在pi薄膜材料表面,干燥熟化后,在pi材料表面形成稳定的涂层。其附着力(百格测试≥4b),抗刮(指甲轻微刮痕),耐酒精和丁酮擦拭(≥100来回,负重500g),高达因值(≥50)。


技术特征:

1.一种水性pi哑油,其特征在于:构成组分包括:水性不含卤素改性聚烯烃树脂、水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂、水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂、水性有机硅消泡剂、水性有机硅改性润湿分散剂、有机硅改性基材润湿剂;

2.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:以百分占比计,各组分为:

3.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:去离子水a、去离子水b、去离子水c、去离子水d为在制备过程中不同步骤被加入。

4.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂具有合适的最低成膜温度,可具有30~50℃之间的玻璃化转变温度,具有优良的速干性、可施工性、耐磨性能和硬度,并且在多种类型塑料上具有优良粘合性,同时含有羟基基团,可与聚异氰酸酯型固化剂发生化学反应,提高最终涂层的耐酒精和丁酮等化学性能,羟值不低于66koh mg/g。

5.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂包括数均分子量约50,000~100,000的有特殊核壳结构的羟基丙烯酸树脂,水性乳液的形式存在,且其以50~150nm和800~3000nm两种主要粒径分布范围内的粒径存在于乳液中,不需要额外添加消光材料以sio2消光粉最为常见,在树脂成膜后就能形成哑光效果。

6.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂量低于10%时,由该涂料组合物形成的第一涂层硬度低,表干慢,导致收卷时容易返粘;同时,其对整体涂层交联密度降低,从而引起耐酒精,耐丁酮等耐化学品性能下降;量高于60%时,由该涂料组合物形成的第一涂层硬度过高,导致与pi基材的附着变差而发生剥离。

7.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂选用:昂高的hha 9191、dn 8080;allnex的sm 6826w/43wa;骅的x-pu650;柚苗的sa 5112。

8.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性不含卤素改性聚烯烃树脂,不含卤素,具有8,000~10,000的数均分子量,具有50~90℃的软化点,从而能够有效帮助干燥,同时降低收卷返粘的风险,不含乳化剂,树脂分子链上自带的亲水基团,其亲水基团可与交联剂反应,这样保证形成的涂层有优异的耐水和耐化学品性能,水性分散体的形式存在,且其以200~500nm范围内的粒径存在于乳液中,能够增加乳液的稳定性并赋予涂层优良的外观。

9.根据权利要求1所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂,为异佛尔酮二异氰酸酯、1,3-或1,4-环己烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四烷基苯二甲撑二异氰酸酯例如间-四甲基苯二甲撑二异氰酸酯、对-苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基五甲基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、联茴香苯二异氰酸酯、联甲苯二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种水性pi哑油,其特征在于:水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂选用:自昊辉的wh-2940、wh-2937、hf-3192、wh-2943;asahi的wm44-l70g;冠志的bl-8115、bl-8085;绿宝的pt-1085。


技术总结
本发明水性PI哑油,构成组分包括:水性不含卤素改性聚烯烃树脂、水性阴离子自消光羟基羟基丙烯酸树脂、水性低温解封封闭型聚异氰酸酯树脂、水性有机硅消泡剂、水性有机硅改性润湿分散剂、有机硅改性基材润湿剂;水性有机硅改性润湿分散剂、有机硅改性基材润湿剂组合形成润湿流平剂;还包括去离子水A、去离子水B、去离子水C、去离子水D、醇醚类助溶剂、增稠剂;经微凹涂布工艺涂覆在PI薄膜表面形成哑光油墨涂层,热固化成膜后涂层表面张力≥50Dyn,表面容易被润湿,方便后续涂布或者印刷工艺。

技术研发人员:许升志,汪小峰,李祥科,杨兵,姚峰,鲁斌,欧阳旭频
受保护的技术使用者:苏州市贝特利高分子材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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