一种金属网格的保护涂料及其制备方法、电子设备与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种金属网格的保护涂料及其制备方法。


背景技术：

2.金属网格是采用先进的工艺技术制成的网状透明导电电极膜，具有优异的导电性、高透明度和触控灵敏性，为实现超大尺寸触控、电磁波屏蔽、柔性触控折叠、精密笔写、超级窄边框等提供了可能。但是，金属网格容易受到腐蚀，导致产品的使用寿命降低。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种金属网格的保护涂料及其制备方法，旨在保护金属网格，提高产品的使用寿命。
4.为实现上述目的，本发明提出的金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：改性的热塑性丙烯酸环氧树脂30％-45％，填料5％-15％，溶剂40％-60％，助剂5％-10％；其中，所述改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基、抗氧化剂。
5.在一实施例中，按重量份数计，所述聚甲基丙烯酸甲酯75-95份、所述甲苯30-45份、所述叔十二烷基硫醇3-5份、所述过氧化二叔丁基18-25份、所述抗氧化剂0.1-0.3份。
6.在一实施例中，所述抗氧化剂包括1010型四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1076型3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、bht型2,6-二叔丁基对甲基苯酚、702型4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)中的至少一种。
7.在一实施例中，所述助剂包括分散剂、消泡剂、流平剂、表面附着力促进剂中的至少一种。
8.在一实施例中，所述分散剂包括聚甲基丙烯酸铵、聚氧化乙烯脂肪酸中的一种；和/或，所述消泡剂包括德谦6500、德谦3100、德谦3600中的一种；和/或，所述流平剂包括byk-331、byk-358、德谦407中的一种；和/或，所述表面附着力促进剂包括德固赛ltw、pu-s471、pu-s476中的一种。
9.在一实施例中，所述填料包括氧化铝粉、氧化硅粉、氧化钙粉、云母粉中的一种或多种。
10.在一实施例中，所述溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙酸乙酯中的一种或多种。
11.本发明还提出一种金属网格的保护涂料的制备方法，用于制备上述金属网格的保护涂料，包括如下步骤：
12.将研磨后的填料与改性的热塑性丙烯酸环氧树脂、溶剂混合均匀，得到中间混合物；
13.将助剂加入所述中间混合物中，搅拌均匀，并超声处理，得到半成品；
14.过滤所述半成品，得到所述金属网格的保护涂料。
15.本发明还提出一种金属网格的保护涂料的制备方法，用于制备上述改性的热塑性丙烯酸环氧树脂，包括如下步骤：
16.将聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基和抗氧化剂混合均匀后，加入聚合反应斧中；
17.启动搅拌装置，将体系温度升至110℃至150℃，并保持在预设温度；
18.当搅拌装置的电机电流达到0.5a至0.7a时，挤出后冷却，得到所述改性的热塑性丙烯酸环氧树脂。
19.本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括触摸传感器和设于所述触摸传感器的金属网格表面的保护层，上述金属网格的保护涂料形成所述保护层。
20.本发明技术方案通过采用聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基、抗氧化剂，对热塑性丙烯酸环氧树脂进行改进，从而提高了热塑性丙烯酸环氧树脂的热稳定性和化学性能；同时，添加填料和助剂，协同改善热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中的挥发速度、成膜的韧度和硬度、膜的附着力。该金属网格的保护涂料用于形成保护层，以在金属网格表面将外界的空气和水汽阻隔，耐酸耐碱，对金属网格起到保护作用，极大地提高产品的可靠性，延长了产品使用寿命。
21.本发明的金属网格的保护涂料绿色安全，对环境无污染，能够在金属网格表面产生透明保护层，透光率达到90％，可以阻止空气、水汽进入到金属网格表面，保护层与金属网格的附着力较强，能够经受300h的盐雾腐蚀和耐受1000h小时的高温高湿测试。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明提出一种金属网格的保护涂料。
24.在本发明实施例中，该金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：改性的热塑性丙烯酸环氧树脂30％-45％，填料5％-15％，溶剂40％-60％，助剂5％-10％；其中，所述改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基、抗氧化剂。
25.具体而言，金属网格作为电容触摸屏的上下电极，对信号的感应和传递起着重要的作用。金属网格可以采用铜原膜制成，可以在触摸传感器的可视区域形成铜金属网格线，该铜金属网格线可以是微米级，以提高触摸的稳定性和可靠性。为了避免金属网格被侵蚀，采用本发明的金属网格的保护涂料涂覆或喷涂在金属网格表面，以阻隔外界的侵蚀，对金属网格进行保护。
26.本发明技术方案通过采用聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基、抗氧化剂，对热塑性丙烯酸环氧树脂进行改进，从而提高了热塑性丙烯酸环氧树脂的热稳定性和化学性能；同时，添加填料和助剂，协同改善热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中的挥发速度、成膜的韧度和硬度、膜的附着力。该金属网格的保护涂料用于形成保护层，以在金属网格表面将外界的空气和水汽阻隔，耐酸耐碱，对金属网格起到保护作用，极大地提高
产品的可靠性，延长了产品使用寿命。
27.本发明的金属网格的保护涂料绿色安全，对环境无污染，能够在金属网格表面产生透明保护层，透光率达到90％，可以阻止空气、水汽进入到金属网格表面，保护层与金属网格的附着力较强，能够经受300h的盐雾腐蚀和耐受1000h小时的高温高湿测试。
28.具体的，该改性的热塑性丙烯酸环氧树脂作为成膜剂，为保护涂料的主要成分，可以提高保护涂料的附着力和成膜后的硬度，从而附着在金属网格表面，对外界环境进行阻隔。该改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基、抗氧化剂，颜色透明，有利于成膜后的保护涂料形成透明的保护层。需要说明的是，该改性的热塑性丙烯酸环氧树脂可以通过连续本体聚合制备而成。
29.聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，简称pmma)，是一种高分子聚合物，具有高透明度，使得保护涂料为透明，不影响触摸传感器的图像显示；另外，价格低，降低了保护涂料的生产成本。甲苯(methylbenzene)，是一种无色、带特殊芳香味的易挥发液体，可溶于有机溶剂。叔十二烷基硫醇(t-dodecyl mercaptan)一般指叔十二硫，为无色液体，可溶于乙醇、苯和酯类等有机溶剂。过氧化二叔丁基(di-t-butyl peroxide)又称二叔丁基过氧化物，引发剂a，硫化剂dtbp，是一种无色至微黄色透明液体，可与有机溶剂混溶。
30.抗氧化剂用于延缓或抑制热塑性丙烯酸环氧树脂氧化，阻止产品的老化并延长其使用寿命。该抗氧化剂的材料有多种，在一实施例中，所述抗氧化剂包括1010型四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1076型3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、bht型2,6-二叔丁基对甲基苯酚、702型4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)中的至少一种。
31.具体的，1010型四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯的分子式为c
73h108o12
，分子量1177.65；1076型3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯的分子式为c
35h62
o3，分子量530；bht型2,6-二叔丁基对甲基苯酚的分子式为c
73h108o12
，分子量220.36；702型4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)的分子式为c
29h44
o2，分子量424.66。
32.为了提高热塑性丙烯酸环氧树脂的热稳定性和化学性能，在一实施例中，改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料，按重量份数计，所述聚甲基丙烯酸甲酯75-95份、所述甲苯30-45份、所述叔十二烷基硫醇3-5份、所述过氧化二叔丁基18-25份、所述抗氧化剂0.1-0.3份。
33.为了提高保护涂料的产品性能，具体的，在一实施例中，所述助剂包括分散剂、消泡剂、流平剂、表面附着力促进剂中的至少一种。该分散剂用于将填料等均匀分散，防止出现颗粒的沉降和凝聚。消泡剂用于破泡、减小表面张力，起到消泡的作用。流平剂可以促使保护涂料在成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜(即保护层)。表面附着力促进剂用于增进和改善保护涂料与基材之间附着力，也能提升耐水性、改善腐蚀性、耐盐雾、耐化学性。
34.在一实施例中，所述分散剂包括聚甲基丙烯酸铵、聚氧化乙烯脂肪酸中的一种；和/或，所述消泡剂包括德谦6500、德谦3100、德谦3600中的一种；和/或，所述流平剂包括byk-331、byk-358、德谦407中的一种；和/或，所述表面附着力促进剂包括德固赛ltw、pu-s471、pu-s476中的一种。通过采用上述助剂，从而改善了保护涂料的产品性能，利于金属网格上的附着，进而阻隔外界的侵蚀。
35.具体的，填料可以用于调节保护涂料的粘度、提高保护层的耐磨性和耐腐蚀性，改善保护层性能。该填料的种类有多种，在一实施例中，所述填料包括氧化铝粉、氧化硅粉、氧化钙粉、云母粉中的一种或多种。该填料的粒径可以是纳米级，从而增大相互之间的接触面积，使得保护涂料可以在金属网格的表面形成均匀的保护层。
36.具体的，溶剂的的种类有多种，在一实施例中，所述溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙酸乙酯中的一种或多种。
37.本发明的金属网格的保护涂料可以在金属网格的表面形成一层微米级别的透明保护层，能够隔绝空气、水蒸气，具有一定的硬度，还能够耐300h盐雾、1000h的高温高湿环测。
38.本发明还提出一种金属网格的保护涂料的制备方法，用于制备上述的金属网格的保护涂料，包括如下步骤：
39.s10、将研磨后的填料与改性的热塑性丙烯酸环氧树脂、溶剂混合均匀，得到中间混合物；
40.s20、将助剂加入所述中间混合物中，搅拌均匀，并超声处理，得到半成品；
41.s30、过滤所述半成品，得到所述金属网格的保护涂料。
42.在步骤s10前，可以将改性的热塑性丙烯酸环氧树脂、填料、溶剂和助剂称取备用。步骤s10中，可以先将填料放入砂磨机内研磨分散，而后把研磨好的填料与热塑性丙烯酸环氧树脂、溶剂放在搅拌机中进行混合均匀，得到中间混合物。中间混合物与助剂可以放置在搅拌机中再均匀混合，并进行超声处理20至40分钟，进而得到半成品。在一实施例中，超声时间为30分钟。为了避免成膜的保护层不平滑，将半成品倒入乳液过滤器中过滤，最后得到金属网格的保护涂料。
43.本发明还提出一种金属网格的保护涂料的制备方法，用于制备上述的改性的热塑性丙烯酸环氧树脂，包括如下步骤：
44.s100、将聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基和抗氧化剂混合均匀后，加入聚合反应斧中；
45.s200、启动搅拌装置，将体系温度升至110℃至150℃，并保持在预设温度；
46.s300、当搅拌装置的电机电流达到0.5a至0.7a时，挤出后冷却，得到所述改性的热塑性丙烯酸环氧树脂。
47.在制备前，可以将改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料按照比例称取备用，步骤s100中，将聚甲基丙烯酸甲酯、甲苯、叔十二烷基硫醇、过氧化二叔丁基和抗氧化剂搅拌均匀，然后加入聚合反应斧中。可以采用加料泵加料，加料后打开氮气阀门，调压力至0.30mpa，检查整个装置是否密封漏气，如无漏气，多次开光阀门进行吹扫。
48.在步骤s200中，开动搅拌装置，搅拌转速为180r/min，油浴开始升温，开始循环泵，设定油浴温度90℃至110℃，将出料熔体泵和双螺旋杆挤出机通电加热。经过一段时间的升温，体系温度升至110℃至150℃，此时聚合反应速度较快，自动加速现象明显，放热量开始变大，可通过开动水冷设备来控制反应温度，使其保持在预定温度附近。在一实施例中，油浴温度100℃。
49.而后，观察反应釜中的粘度情况和温度，搅拌装置的电机电流达到0.5a至0.7a左右时，熔体从螺旋杆机头挤出，经过水冷，切造粒机切粒，得到改性的热塑性丙烯酸环氧树
脂。为了持续制备改性的热塑性丙烯酸环氧树脂，在出料的同时，开动加料泵，以一定速度打入步骤200制备的混合物，这时脱挥真空系统、双螺旋挤出机和出料泵均在运行状态，随后调节好出料泵的速度使其与加料的速度相匹配，以保证反应釜内的液面高度。
50.本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括触摸传感器和设于所述触摸传感器的金属网格表面的保护层，上述的金属网格的保护涂料形成所述保护层。具体的，该触摸传感器可以包括可视区和非可视区，可视区可显示图像信息，金属网格可位于可视区，在金属网格的表面设有保护层，该保护层可以由上述的保护涂料形成，形成方式可以是涂覆，也可以是喷涂。
51.下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
52.实施例1
53.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：改性的热塑性丙烯酸环氧树脂40％，纳米填料10％(纳米氧化铝粉6％、纳米云母粉4％)，丙二醇甲醚醋酸酯40％，助剂10％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵3％，消泡剂为德谦6500 2％，流平剂为byk-331 2.5％，表面附着力促进剂为pu-s471 2.5％)。
54.实施例2
55.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：改性的热塑性丙烯酸环氧树脂35％，纳米填料12％(纳米氧化铝粉8％、纳米云母粉4％)，丙二醇甲醚醋酸酯45％，助剂8％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵2％，消泡剂为德谦3600 2％，流平剂为byk-331 1％，表面附着力促进剂为剂德固赛ltw 2.5％)。
56.实施例3
57.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：改性的热塑性丙烯酸环氧树脂45％，纳米填料5％(纳米氧化铝粉2.5％、纳米云母粉2.5％)，丙二醇甲醚醋酸酯40％，助剂10％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵1.5％，消泡剂为德谦3600 3％，流平剂为byk-331 2％，表面附着力促进剂为剂德固赛ltw 3.5％)。
58.对比例1
59.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：市场采购的热塑性丙烯酸环氧树脂40％，纳米填料10％(纳米氧化铝粉6％、纳米云母粉4％)，丙二醇甲醚醋酸酯40％，助剂10％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵3％，消泡剂为德谦6500 2％，流平剂为byk-331 2.5％，表面附着力促进剂为pu-s471 2.5％)。
60.对比例2
61.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：市场采购的热塑性丙烯酸环氧树脂35％，纳米填料12％(纳米氧化铝粉8％、纳米云母粉4％)，丙二醇甲醚醋酸酯45％，助剂8％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵2％，消泡剂为德谦3600 2％，流平剂为byk-331 1％，表面附着力促进剂为剂德固赛ltw 2.5％)。
62.对比例3
63.一种金属网格的保护涂料，按重量百分比计，其制备材料包括以下组分：市场采购
的热塑性丙烯酸环氧树脂45％，纳米填料5％(纳米氧化铝粉2.5％、纳米云母粉2.5％)，丙二醇甲醚醋酸酯40％，助剂10％(分散剂为聚甲基丙烯酸铵1.5％，消泡剂为德谦3600 3％，流平剂为byk-331 2％，表面附着力促进剂为剂德固赛ltw 3.5％)。
64.制备改性的热塑性丙烯酸环氧树脂
65.改性的热塑性丙烯酸环氧树脂的制备材料，按重量份数计，聚甲基丙烯酸甲酯85份、甲苯38份、叔十二烷基硫醇4份、过氧化二叔丁基20份、抗氧化剂0.2份。根据上述金属网格的保护涂料的制备方法，制备改性的热塑性丙烯酸环氧树脂，以供实施例1至3使用。
66.制备金属网格的保护涂料
67.在制备改性的热塑性丙烯酸环氧树脂后，按照以上实施例1至实施例3、对比例1至对比例3按照上述金属网格的保护涂料制备，从而获得对应的保护涂料。
68.为了验证本发明金属网格的保护涂料的各种性能，将上述3个实施例和3个对比例的保护涂料涂覆在金属网格表面，进行以下测试：透光率、附着力、1000h的高温高湿测试、300h盐雾测试。
69.为了满足产品性能，透光率大于89％，附着力不小于4b，经过1000h的高温高湿测试后，金属网格功能良好；经过300h盐雾测试，金属网格未见腐蚀变色。该测试结果见下表1：
70.表1产品的性能测试结果
[0071][0072]
根据表1可知，对比例1至3采用市售的热塑性丙烯酸环氧树脂，所形成的保护膜透过率略低、附着力满足要求，但在1000h的高温高湿测试后均出现少数通道不良、表面发黄，300h盐雾测试后也出现表面发黄，说明对比例的涂料所形成的保护膜在长期的高温高湿条件下热稳定比较差，容易发黄，对空气中的水汽隔绝性能较差。
[0073]
而实施例1至3的保护涂料分别在金属网格表面形成保护层后，其透光率大于或等于90％，保护层的附着力不小于4b。经1000h的高温高湿测试后金属网格的功能性良好，表明保护涂料能够对金属网格产生保护，避免高温、水汽对其性能产生影响；在300h盐雾测试结束后，金属网格并未发生腐蚀变色，进一步说明了保护涂料还能够隔绝氯离子，防止金属
网格线路发生氧化腐蚀；实施例的综合性能测试结果良好，不影响金属网格的使用。
[0074]
由此说明，本发明的保护涂料可以阻隔外界的侵蚀，对金属网格起到保护作用，提高产品的可靠性和稳定性，延长产品的使用寿命，利于电子产品的使用，具有较大的市场应用前景。
[0075]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。