一种屏幕用水性罩光清漆及其制备方法和应用与流程

本申请涉及涂料技术领域，尤其是指一种屏幕用水性罩光清漆及其制备方法和应用。

背景技术：

随着智能手机的兴起，手机贴膜也应运而生，手机贴膜市场五花八门，目前常用的有两种，pet和钢化玻璃。

pet，中文名为聚对苯二甲酸乙二醇酯。该材料薄膜具有强度高、透光性好、无色无味无毒、韧性好的优点，拥有较好的耐磨、耐折叠特性。生活中的各类盛装食品饮料的塑料容器，基本都是这种材料。pet材质贴膜的特性与聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)类材质相比较，它质地较硬、不会出现泛黄现象，并且由于不需要胶水粘贴，可以用刮卡赶出气泡。此外，它还可以反复使用，只需将其清洗干净即可。

钢化玻璃贴膜，采用耐磨特性好、强度高、硬度高的钢化玻璃，能够对手机屏幕有较高级别的安全保护。钢化玻璃是一种预应力玻璃，通常采用物理或化学方法，在玻璃表面形成压应力，在承受外力时需要首先抵消表层应力，从而提高承载能力，增强自身抗压性和抗冲击性。

然而，不同手机屏幕的尺寸不同导致手机贴膜不能通用，而手机更新换代很快，由此产生极大的贴膜库存浪费。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供一种屏幕用水性罩光清漆组合物及其制备方法和应用。所述组合物具有涂料易施工、快速成型的特点，从而实现客户定制形状的功能，并且具有耐脏污、抗划伤、防爆等功能，同时还提高了漆膜表面冲击强度和耐沾污性，使得抗指纹的功能得以实现。

为了达到本申请目的，本申请提供了一种水性罩光清漆组合物，所述组合物包含按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸乳液50-65份，脂肪族异氰酸酯5-10份，纳米结构pe蜡粉2-15份，助剂2-8份，水5-30份，增稠剂0.5-3.0份以及分散剂0.4-1.0份。

在一些实施方式中，所述组合物可以包含按质量份数计的如下组分：水性丙烯酸乳液60-65份，脂肪族异氰酸酯8-10份，纳米结构pe蜡粉8-10份，助剂3-7份，水8-25份，增稠剂0.7-2.5份以及分散剂0.4-0.8份。

在一些实施方式中，所述水可以为去离子水，或其他经过净化处理的水，比如纯净水。

在一些实施方式中，所述助剂可以包括：助溶剂2-6份、中和剂0.1-0.2份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.4-1.0份和基材润湿剂0.3-0.5份。

在一些实施方式中，所述助溶剂可以为符合相关标准要求的助溶剂即“环保助溶剂”。

在一些实施方式中，其中所述水性丙烯酸乳液可以为市售的丙烯酸分散体a2743或者万华化学l4501。

在一些实施方式中，所述脂肪族异氰酸酯可以为市售的拜耳水性聚氨酯n3900或万华6900b。

在一些实施方式中，所述增稠剂可以为市售的增稠剂borchigel0620或者陶氏化学rm-12。

在一些实施方式中，所述助溶剂可以为丙二醇丁醚或丙二醇甲醚或其混合物；所述中和剂可以为市售的二甲基乙醇胺(dmae)或市售的amp-95或其混合物；所述消泡剂可以为市售的941pl和byk-028的混合物；所述流平剂可以为市售的pw-336或tego-4100或其混合物；所述基材润湿剂可以为市售的byk-346或者tego4500。

申请人在实验过程中发现，当水性丙烯酸乳液相对脂肪族异氰酸酯的比例过低时，致密度不够，漆膜的硬度、耐冲击耐污性较差，过高时硬度太高影响附着力。另外丙烯酸乳液总量少的话也会影响最终耐候性能。在一些实施方式中，所述水性丙烯酸乳液与所述脂肪族异氰酸酯的重量比可以为65:10-60:8。

本申请的发明人还发现，纳米结构pe蜡粉的添加量过少不能起到很好的抗指纹性能，添加量也不是越多越好，超过一定比例时反而会影响漆膜的透明性和附着力等性能。在一些实施方式中，所述纳米结构pe蜡粉占总的组合物的质量分数可以为8％-10％。

在本申请使用的所有的原料均可市购获得。

此外，本申请还提供了一种制备如上所述的水性罩光清漆组合物的方法，所述方法可以包括以下步骤：

按照原料配比，在容器中加入配方量的水的第一部分和分散剂，搅拌均匀后加入纳米结构pe蜡粉，搅拌均匀，得到混合物1；

向所述混合物1中加入水性丙烯酸乳液，搅拌均匀，得到混合物2；

向所述混合物2中依次加入助剂以及配方量的水的第二部分，搅拌均匀，得到混合物3；

向混合物3中加入增稠剂、剩余量的水，搅拌，调整粘度至斯托默粘度90-100ku，得到混合物4；

施工前4h内，将脂肪族异氰酸酯加入到混合物4中，搅拌均匀，得到最终组合物。

可选择地，所述方法可以包括以下步骤：

按照原料配比，在容器中加入配方量的水的第一部分和分散剂，搅拌均匀后加入纳米结构pe蜡粉，搅拌均匀，得到混合物1；

向所述混合物1中加入水性丙烯酸乳液，搅拌均匀，得到混合物2；

向所述混合物2中依次加入助溶剂、中和剂以及配方量的水的第二部分，搅拌均匀，得到混合物3；

向混合物3中依次加入消泡剂、流平剂、基材润湿剂，搅拌均匀，得到混合物3’；

向混合物3’中加入增稠剂、剩余量的水，搅拌，调整粘度至斯托默粘度90-100ku，得到混合物4；

施工前4h内，将脂肪族异氰酸酯加入到混合物4中，搅拌均匀，得到最终组合物。

在一些实施方案中，为了实现搅拌均匀的目的，在获得混合物1的步骤中，搅拌速度可以为400-600r/min，搅拌时间可以为5-15min；在获得混合物2的步骤中，搅拌速度为可以为400-600r/min，搅拌时间可以3-5min；在获得混合物3的步骤中，搅拌速度为可以为800-1000r/min，搅拌时间可以为5-15min；在获得混合物3’的步骤中，搅拌速度可以为1200-1500r/min，搅拌时间可以为5-15min；在获得混合物4的步骤中，搅拌速度可以为800-1000r/min，搅拌时间可以为15-25min；在获得最终混合物的步骤中，搅拌速度可以为800-1000r/min，搅拌时间可以为3-5min。

又一方面，本申请还提供如上所述的水性罩光清漆组合物作为屏幕保护膜在屏幕保护中的应用。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请提供一种屏幕用水性罩光清漆，其较pet和钢化玻璃具有更好的可塑性，可以根据客户要求任意地定制尺寸和形状，避免了由于电子产品更新换代快而导致的过量库存积压，实现资源的有效利用；

本申请所用蜡粉是外观为白色粉状的具有纳米结构的超细改性微粉化pe蜡，其粒径小，分散性好、防结块性佳，且能提供极佳的抗刮伤和优良的消光性、透明性和手感，这样的蜡粉可市购获得，比如上海焦耳蜡业有限公司生产的jw-106。虽然常规蜡粉也具有较好的抗划伤性，但其影响漆膜透明性。与之相比，本申请所使用的纳米结构pe蜡粉具有提高漆膜表面耐脏污性和滑爽性的特点，同时具有极好的透明性，从而在保证涂层高透性的基础上实现了其抗指纹性能。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

具体实施方式

现详细说明本申请的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本申请的限制，而应理解为是对本申请的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请。

另外，对于本申请中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本申请内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本申请所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本申请仅描述了优选的方法和材料，但是在本申请的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本申请的范围或精神的情况下，可对本申请说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本申请的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

实施例1-7

在实施例1-7中，所用水性丙烯酸乳液为上海源禾和化工-a2743；

所用脂肪族异氰酸酯为拜耳-n3900；

所用纳米结构pe蜡粉为上海焦耳蜡业有限公司的jw-106；

所用分散剂为毕克-190；

所用中和剂为德谦-dmae胺；

所用消泡剂为毕克-byk028；

所用助溶剂为上海永翔-乙二醇丁醚；

所用流平剂为先创-pw336；

所用基材润湿剂为毕克-byk346；

所用增稠剂为borchigel0620。

实施例1-7各组分用量见表1：

表1

实施例1-7制备方法：

步骤a，按照所述原料配比，在备料锅中依次加入配方量的去离子水的第一部分约30％，分散剂，以500r/min的速度搅拌10分钟；然后加入纳米结构pe蜡粉，以500r/min的速度搅拌10分钟，备用。

步骤b，按照所述原料配比，在步骤a的混合物中加入水性丙烯酸乳液，以500r/min的速度搅拌5分钟；然后将助溶剂、中和剂、配方量的去离子水的第二部分约30％依次加入到备料锅中，900r/min的速度搅拌10分钟；然后陆续加入消泡剂、流平剂、基材润湿剂，1200r/min的速度搅拌10分钟。

步骤c，按照所述原料配比，在步骤b的混合物中依次加入增稠剂、剩余水，1000r/min的速度搅拌20分钟，调整粘度至90-100ku。

步骤d，施工前4h，按照所述原料配比，将脂肪族异氰酸酯加入到步骤c的混合物中，900r/min的速度搅拌5分钟，得到最终组合物。

对实施例1-7制备的水性罩光清漆进行施工喷涂后对制备的涂层性能进行性能检测，检测标准：

施工黏度通过参考国家标准《gb-t9269-1988建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法》；

硬度通过参照国家标准《gb/t6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》来测试；

附着力通过参考国家标准《gb/t1720-1979漆膜附着力测定法》来测试；

抗冲击性通过参考国家标准《gb/t1732-1993漆膜耐冲击测定法》来测试；

柔韧性通过参照《漆膜柔韧性测定法》(gb/t1731-1993)来测试；

耐候性通过参考国家标准《gb/t1765-1979(89)测定耐湿性﹑耐盐雾﹑耐候性(人工加速)的漆膜制备法》来测试；

耐沾污性通过国家标准《gb/t9780-2013建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》来测试；

漆膜抗指纹性能通过sita清洁度仪测量手指按压涂膜并经过超声波清洗后的玻璃表面清洁度来衡量；

漆膜透明度可以通过光电比色计来测定测定透光率来衡量。

检测结果见表2；

表2

备注：附着力和耐沾污行从0-5级依次降低，0级最好，五级最差，三级基本合格。柔韧性数值越低表示抗弯曲程度越好，柔韧性越好。抗冲击性数值越高说明耐磨性越好。漆膜抗指纹性能通过sita清洁度仪测量手指按压涂膜经过超声波清洗后的玻璃表面清洁度来衡量，清洁度以rfu绝对值表示，数值越高，清洁度越差(一般高透明玻璃rfu值在70，rfu在约85或85以下一般视为可以接受值)。透明度以光电比色计测定透光率来衡量(0-100％)，数值越高透明度越好。

本申请所形成的漆膜可以达到3h硬度，乃至4h的硬度，具有很好的抗冲击性和强度，并且可以达到高透明玻璃的透明效果(透明度值能达到90％以上，与之相比常用的pet和钢化玻璃rfu值一般在90左右)；并且柔韧性好(弯曲性小于2mm，与之相比pet和钢化玻璃硬度高柔韧性差，一般弯曲性在5mm)，可以应用于目前最流行的柔性折叠屏幕的保护。最重要的是本申请的漆膜具有可塑性，可以根据客户要求任意地定制尺寸和形状，现场喷涂干燥成型，喷涂后经过70摄氏度低温烘烤，15-30分钟即可成型，避免了由于电子产品更新换代快导致的过量库存积压，实现资源的有效利用。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。