一种交联型可剥油墨及其制备方法和在触摸屏中的应用与流程

本发明涉及高性能油墨，具体为一种交联型可剥油墨及其制备方法和在触摸屏中的应用。

背景技术：

1、随着触摸屏设备的普及，触摸屏的质量要求也随之提高，在触摸屏的制造中，人为操作失误造成的不良率一直居高不下，为了提高产品合格率，在进行加工之前网印上临时性保护可剥油墨，待加工完毕再撕去，以此保护产品。

2、临时性保护可剥油墨在市场上叫可剥蓝胶，它是一种加有蓝色颜料的黏稠液体，通过丝网印刷的方式，被印刷到玻璃需要保护的区域；可剥蓝胶的触变性高，一旦转印到玻璃上，不会轻易流动，可以很好地保持印刷后的形状，通过加热或者紫外光照射，蓝色黏稠液体在玻璃上固化形成一层蓝色的保护膜，可以起到绝缘、防水和防污染的保护作用，一旦不需要保护，可以轻易撕除，不留下任何残留或痕迹。

3、根据所用树脂的不同可剥蓝胶大致可以分成3类：乙烯-醋酸乙烯溶液、氯醋糊树脂和紫外光固化树脂；乙烯-醋酸乙烯可剥蓝胶热稳定性好，不易留残胶和白雾，但是高沸点溶剂挥发会严重污染环境，在高洁净度和封闭玻璃生产车间难以使用，目前基本上被氯醋糊树脂体系的可剥蓝胶取代；氯醋糊树脂体系可剥蓝胶也存在一些缺陷，主要表现在：（1）聚氯乙烯易分解，保护膜耐高温耐老化性能不佳，易变色；（2）印刷时容易堵塞网孔，油墨边缘溢胶；（3）保护膜撕除后，增塑剂迁移到玻璃表面，留下白雾；（4）剥离时，边缘容易留残胶；因此，需要提供一种综合性能更好的可剥油墨，在触摸屏加工过程中，对触摸屏起到更好的保护作用。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种交联型可剥油墨，包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、光引发剂、功能填料、颜填料、消泡剂、流平剂；

2、其中，所述改性无机填料的制备方法包括以下步骤：

3、步骤s1、在纳米二氧化钛上包覆二氧化硅，得到复合纳米材料；通过3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷对复合纳米材料改性，得到表面改性复合纳米材料；

4、步骤s2、柠檬酸与表面改性复合纳米材料反应，得到官能化复合纳米材料；

5、步骤s3、甲基丙烯酸异氰基乙酯与官能化复合纳米材料反应，得到含有不饱和键的复合纳米材料；

6、步骤s4、通过1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷对含有不饱和键的复合纳米材料改性，得到功能填料。

7、优选地，以重量份数计，所述交联型可剥油墨中各组分含量：聚氨酯丙烯酸酯低聚物50-70份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20-28份、光引发剂、功能填料5-15份、颜填料5-7份、流平剂1-3份、消泡剂1-3份。

8、优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物包括双官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物；所述颜填料包括铁蓝、群青蓝、钴蓝、酞菁蓝中的任一种。

9、优选地，所述光引发剂包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1-羟基环己基苯基酮中的任一种。

10、优选地，所述消泡剂包括聚醚类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂中的至少一种。

11、优选地，所述流平剂包括有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂中的至少一种。

12、优选地，所述步骤s1中，所述复合纳米材料的粒径为20-50nm。

13、优选地，所述步骤s1中，所述表面改性复合纳米材料的制备方法：

14、将纳米二氧化钛、去离子水、异丙醇以(1-2):(18-36):(160-320)的质量比混合，调节ph至9，在搅拌下加入正硅酸乙酯，在28-32℃下搅拌反应20-30h，纯化，得到复合纳米材料，其中，所述纳米二氧化钛与正硅酸乙酯的摩尔比为(2-4):(6-8)；

15、将复合纳米材料加入含有25wt%氨水水溶液、去离子水、乙醇的混合溶液中，超声，然后加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和乙醇，在60-70℃下搅拌，回流反应2-3h，纯化，得到表面改性复合纳米材料；其中，所述复合纳米材料与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为(1-2):(0.2-0.6)；

16、以上过程中，以正硅酸乙酯作为硅源，在纳米二氧化钛上包覆纳米二氧化硅，纳米二氧化钛作为一种常见的无机填料，其自身具备很好的力学性能、热稳定性和耐酸碱性，通过二氧化硅包裹后，能解决纳米二氧化钛团聚的问题，二氧化硅本身也具有很好的耐酸碱性能、热稳定性和力学性能，因此，使得复合纳米材料的综合性能进一步提升，并且纳米二氧化硅表面具有很多活性羟基，能够与3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解后的硅醇反应，在复合纳米材料表面引入环氧基团。

17、优选地，所述步骤s2中，所述官能化复合纳米材料的制备方法：

18、将表面改性复合纳米材料加入n,n-二甲基甲酰胺中，然后加入三乙胺、柠檬酸和氢醌，在氮气氛围中，在100-120℃下反应4-5h，纯化，得到官能化复合纳米材料；其中，所述表面改性复合纳米材料、n,n-二甲基甲酰胺、三乙胺、柠檬酸和氢醌的质量比为(1-2):(120-150):(0.03-0.06):(3.8-8.0):(0.001-0.003)；

19、以上过程中，以三乙胺作为催化剂，氢醌作为抑制剂，表面改性复合纳米材料上的环氧基开环与柠檬酸中的羧基反应生成羟基和酯基，得到具有丰富的羧基和羟基的官能化复合纳米材料。

20、优选地，所述步骤s3中，所述含有不饱和键的复合纳米材料的制备方法：

21、将官能化复合纳米材料加入n,n-二甲基甲酰胺中，升温至66-72℃，加入甲基丙烯酸异氰基乙酯，反应1-2h，纯化，得到含有不饱和键的复合纳米材料；其中，所述官能化复合纳米材料、n,n-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸异氰基乙酯的质量比为(1-2):(100-150):(2.5-5.1)；

22、以上过程中，官能化复合纳米材料上的羟基与甲基丙烯酸异氰基乙酯中的异氰酸酯基团反应，得到含有不饱和键的复合纳米材料。

23、优选地，所述步骤s4中，所述功能填料的制备方法：

24、将含有不饱和键的复合纳米材料加入n,n-二甲基甲酰胺中，超声，然后加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺，搅拌，然后再加入1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷，在氮气氛围中，在28-32℃下搅拌反应20-30h，纯化，得到功能填料；其中，所述含有不饱和键的复合纳米材料、n,n-二甲基甲酰胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷的质量比为(1-2):(120-150):(3.1-4.8):(1.8-2.8):(2.6-3.6)；

25、以上过程中，含有不饱和键的复合纳米材料上的羧基与1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷的氨基通过酰胺化反应结合，引入氨基和柔性链，得到功能填料。

26、一种制备所述的交联型可剥油墨的方法，其特征在于，包括以下步骤：

27、将聚氨酯丙烯酸酯低聚物、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合，搅拌20-40min，然后加入光引发剂、功能填料、颜填料、流平剂、消泡剂，继续搅拌30-60min，得到交联型可剥油墨；

28、以上可剥油墨组分中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物作为油墨的有机聚合物基体树脂，具有耐磨、黏附力强、柔韧性好以及高剥离强度等优点；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为活性稀释剂，与聚氨酯丙烯酸酯低聚物发生交联，提高涂层的耐高温性、力学强度以及柔韧性；二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦作为光引发剂，在紫外光照射下能促进聚氨酯丙烯酸酯低聚物、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、功能填料之间的化学交联反应，因此，本发明的交联型可剥油墨是一种紫外光固化型可剥油墨，紫外光固化型可剥油墨与氯醋糊树脂可剥蓝胶相比，具有固化速度快、完全不留残胶和白雾等优点。

29、本发明的交联型可剥油墨可用于触摸屏中。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、本发明的交联型可剥油墨是一种紫外光固化型可剥油墨，相对于氯醋糊树脂可剥蓝胶，紫外光固化型可剥油墨具有固化速度快、完全不留残胶和白雾等优点；但是这种可剥蓝胶不能在高温如130℃或以上使用，因此，本发明在交联型可剥油墨中添加了功能填料，所述功能填料对可剥油墨的力学性能、硬度、耐磨性能、耐高温性能和耐酸碱性能的提升有显著的影响，具体体现在：

32、本发明的功能填料是通过3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、柠檬酸、甲基丙烯酸异氰基乙酯、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷对复合纳米材料进行有机改性后得到，所述复合纳米材料为外层包覆有二氧化硅的纳米二氧化钛，所得复合纳米材料不仅同时兼顾纳米二氧化钛和二氧化硅的优点，且复合纳米材料分散性能更好，综合性能更佳，因此，将复合纳米材料加入油墨中，能有效改善油墨的力学性能、硬度、耐磨性能、耐高温性能和耐酸碱性能；

33、进一步地，通过对复合纳米材料进行有机改性，在其表面引入了有机链，有机链中包括氨基、羧基、不饱和碳碳双键、柔性醚键等结构；氨基、羧基的存在，能够与基体树脂通过氢键相互作用交联；有机链中的不饱和碳碳双键，在光引发剂作用下，能够与油墨中的有机基体通过化学键的形式交联，因此，通过功能填料表面的有机链与聚合物基体之间的物理交联和化学交联作用，改善功能填料在油墨中的分散效果，并赋予油墨体系的更高的交联密度，从而提高油墨的综合性能；此外，功能填料表面的有机链中柔性醚键的存在，能避免由于复合纳米材料的添加导致油墨强度过高、脆性大的问题，从而实现油墨的强度与柔韧性的平衡；

34、综上可知，本发明的交联型可剥油墨不仅具有固化速度快、完全不留残胶和白雾的优点，还具有优异的耐高温性能、耐酸碱性能、耐磨性能、硬度和力学性能，可在触摸屏的加工过程中，对触摸屏起到很好的保护作用。