一种低温热固可4D热弯拉伸成型油墨及其制备方法与流程

一种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨及其制备方法。


背景技术：

2.在手机盖板材料中，玻璃、陶瓷成本高且易碎，规模化生产和良品率受限，仅适用于中高端旗舰机型，中低端机型则以塑胶pc pmma材质盖板为主，海内外中低端市场迅速发展，而塑胶pc pmma板材2.5d或3d热弯成型手机后盖需贴合手机中框耗时耗料，而4d热弯中框与后盖一体成型手机后盖解决了2.5d与3d成型工艺需要贴合中框的空缺，手机后盖更扎实漂亮，是一种创新工艺，有一定的市场前景。
3.塑料板材因其轻巧、易加工成型、成本低廉、对信号干扰弱、耐冲击等等优点，是手机盖板的理想材料，手机后盖加工工序一般为：清洁
→
印刷logo
→
uv转印
→
镀膜
→
印刷4d热弯油墨
→
热弯成型
→
cnc切割。虽然现有印刷油墨工艺成熟，并且有成套的设备，熟练的技术工人，但普通的印刷油墨只能做平面或稍微弯曲的手机后盖工艺，在做4d热弯拉伸成型时由于韧性，抗压变性，高拉伸性，致密性等原因造成油墨热弯成型时开裂、破损、甚至脱落等现象；在cnc切割过程中易造成塑胶板材上的油墨层崩边等不良现象。2.5d或3d热弯印刷油墨在4d热弯拉伸成型时由于它的局限性会出现油墨层开裂，易脆，甚至脱落等不良现象，满足不了4d热弯成型的工艺要求，造成工件不良，同时因为本身塑胶板材材料表面不可修复性，损伤的工件只能废弃掉，造成不必要的浪费及损失。进一步，由于4d热弯成型机壳边角呈现出90
°
直角边立体效果，所以对印刷油墨柔韧性，抗压变性，高拉伸性，致密性等提出更高的要求。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在现有油墨无法满足4d热弯成型工艺的问题，本发明的目的之一在于提供一种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨，本发明的目的之二在于提供这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨的应用，本发明的目的之四在于提供一种4d热弯拉伸成型方法。
5.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
6.一种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨，包括以下组分：饱和聚酯树脂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、炭黑、填料、溶剂；饱和聚酯树脂包括tg 45-50℃饱和聚酯树脂和tg5-8℃饱和聚酯树脂；tg为玻璃化温度。
7.高tg(玻璃化温度)饱和聚酯树脂硬度高易发生脆裂，热弯拉伸成型过程中易造成脆、崩边、开裂等不良现象；低tg饱和聚酯，硬度低树脂软，回粘，干燥速度慢，耐化差，热弯成型过程中易造成黏膜、粘模具等不良现象。发明人发现当tg 45-50℃饱和聚酯树脂与tg5-8℃饱和聚酯树脂搭配时，油墨具有优异的力学性能，4d热弯拉伸成型不开裂，不黏膜，在塑胶复合板材上有优异匹配性与附着力，与其他组分配合制备的油墨可应用于4d热弯拉
伸。
8.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨，包括以下质量份的组分：tg 45-50℃饱和聚酯树脂35-60份、tg 5-8℃饱和聚酯树脂5-20份、分散剂0.8-1.4份、润湿剂0.08-1.6份、消泡剂0.8-1.6份、增稠剂4-12份、炭黑6-12份、填料4-17份、溶剂4-12份；进一步优选的，包括以下质量份的组分：tg 45-50℃饱和聚酯树脂40-55份、tg 5-8℃饱和聚酯树脂10-15份、分散剂1-1.2份、润湿剂0.1-1.5份、消泡剂1-1.5份、增稠剂5-10份、炭黑8-10份、填料5-10份、溶剂5-10份。
9.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，分散剂为氨基酸酯共聚物分散剂；进一步优选的，分散剂为20000超分散剂；分散剂可提高炭黑在油墨中的分散性和稳定性，增加填料存储稳定性，改善流变性，使油墨在分散研磨过程中更稳定。
10.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，润湿剂包括氟碳聚合物润湿剂、聚醚有机硅润湿剂中的至少一种；润湿剂旨在提高油墨在底材上的润湿铺展性，防止缩孔、缩边等不良现象的发生，润湿剂的用量是关键，用量过多可能对重涂有不良影响，用量过少无法实现润湿铺展效果。
11.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，消泡剂为有机硅消泡剂；消泡剂主要抑制消除油墨生产和施工过程中产生的泡沫，消泡剂的用量很关键，用量过小消泡效果不佳，用量过大会引起缩孔、重涂性差等问题。
12.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，增稠剂包括气相二氧化硅、改性膨润土中的至少一种；进一步优选的，增稠剂为气相二氧化硅；增稠剂旨在调整产品粘度，提高产品稳定性，并具有一定消光作用，为油墨提供哑光效果，在油墨中起到增稠触变、消光与提高油墨丝印性效果的作用。
13.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，炭黑的粒径为15-25nm；炭黑是一种无定型碳，为轻、松而极细的黑色粉末无机颜料，在油墨中起到着色遮盖和装饰、提升油墨印刷性作用。
14.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，填料包括滑石粉、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种；进一步优选的，填料包括滑石粉、碳酸钙中的至少一种；再进一步优选的，填料为超细滑石粉；填料用于油墨中可提高油墨印刷漆膜硬度，提高油墨稳定性，耐候性，同时由于价格低廉可降低油墨的制造成本。
15.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨中，溶剂包括异佛尔酮、二价酸酯、丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚中的至少一种；进一步优选的，溶剂为异佛尔酮、二价酸酯中的至少一种；再进一步优选的，溶剂为异佛尔酮；异佛尔酮(3,5,5-三甲基-2-环己烯酮)，一种无色或白色至黄低挥发性液体，由于异佛尔酮具有较高沸点、低吸湿性，用于丝网印刷可有效防止油墨干燥过快及封网等缺点，使图案清晰、完整、丰满，同时异佛尔酮溶解力强、分散性好、流平性好，可作为饱和聚酯的溶解分散溶剂。
16.本发明还提供了一种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和聚酯树脂、分散剂、溶剂混合搅拌，再加入润湿剂、消泡剂、增稠剂、炭黑和填料，搅拌，得到上述低温热固可4d热弯拉伸成型油墨。
17.优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨的制备方法，还包括研磨步骤，采用研磨机对油墨进行研磨，研磨至粒径≤9μm。
18.进一步优选的，这种低温热固可4d热弯拉伸成型油墨的制备方法，采用研磨机对油墨进行研磨，研磨至粒径≤8μm；再进一步优选的，研磨至粒径≤7μm。
19.本发明还提供了上述低温热固可4d热弯拉伸成型油墨在装饰板材或4d拉伸热弯成型中的应用。
20.本发明还提供了一种4d热弯拉伸成型方法，包括以下步骤：
21.1)在板材表面印刷上述低温热固可4d热弯拉伸成型油墨，每层印刷后分别进行烘烤，固化，得到印刷油墨的板材；
22.2)将印刷油墨的板材进行4d热弯拉伸。
23.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤1)中，印刷的层数为2-10层，层数可以是2层，3层，4层，5层，6层，7层，8层，9层，10层。
24.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤1)中，烘烤温度为75-85℃，烘烤温度可以是75℃，78℃，80℃，82℃，85℃。
25.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤1)中，烘烤时间为20-140min。
26.进一步优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤1)中，除最后一层外，每层印刷后烘烤时间为20-40min，最后一层印刷后烘烤时间为100-140min；再进一步优选的，除最后一层外，每层印刷后烘烤时间为25-35min，最后一层印刷后烘烤时间为115-125min。
27.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤2)中，热弯拉伸的温度为120-140℃；进一步优选的，热弯拉伸的温度为125-135℃；在本发明的一些优选实施例中热弯拉伸的温度为130℃。
28.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤2)中，热弯拉伸的压力为3-4mpa。
29.优选的，这种4d热弯拉伸成型方法，步骤2)中，热弯拉伸保压4-7秒，完成4d热弯拉伸成型；进一步优选的，热弯拉伸保压5-6秒，完成4d热弯拉伸成型.
30.本发明的有益效果是：
31.本发明的低温热固可4d热弯拉伸成型油墨，能够在75-85℃低温热固，可当普通油墨正常使用，具有一般油墨的遮盖、保护、装饰板材等作用。
32.相比一般的油墨，本发明的油墨柔韧性更好，在板材镀膜层上附着力更佳。
33.本发明的油墨为油性，低voc，排放符合国家标准。
34.本发明的油墨应用于4d热弯拉伸成型时，120-140℃热弯拉伸成型过程中，油墨不开裂，不变脆，不粘模，不脱落；cnc切割时线条更清晰，不蹦边等。
35.本发明的油墨拓宽了油墨使用范围，适应更高要求的市场环境。
具体实施方式
36.以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
37.本发明实施例中，
38.tg点45-50℃树脂购于东洋纺品牌(toyobo)gk810；
39.tg点5-8℃树脂购于东洋纺品牌(toyobo)gk670；
40.分散剂型号为：20000超分散剂，购于路博润公司；
41.润湿剂为byk-345；
42.消泡剂型号为：tsa750s，购于迈图化工；
43.增稠剂为德固赛ok607
44.炭黑型号为4a，购于德固赛公司；
45.滑石粉为细度8000目超细滑石粉
46.溶剂为二价酸酯。
47.实施例1
48.本实施例的油墨包括以下质量份的组分：
49.tg 45-50℃饱和聚酯树脂55份，tg 5-8℃饱和聚酯树脂15份，分散剂1份，润湿剂0.5份，消泡剂1.5份，增稠剂5份，炭黑8份，滑石粉9份，溶剂5份。
50.本实施例的油墨制备方法如下：
51.在分散搅拌机内，添加饱和聚酯树脂，边搅拌边添加分散剂、溶剂，再加入润湿剂，消泡剂，增稠剂，炭黑，滑石粉；先搅拌均匀树脂液与分散剂、溶剂、消泡剂后再边搅拌边加入填料炭黑，增稠剂，滑石粉，直至搅拌均匀；再用三辊研磨机研磨3-4次，细度为7μm以下。
52.实施例中选择20000超分散剂，提高了炭黑和填料在油墨中的分散性、稳定性和流变性，使油墨在分散研磨过程中更稳定。
53.实施例中选择滑石粉作为填料，可以提高油墨印刷漆膜硬度，提高油墨稳定性、耐候性，且价格低廉可降低生产成本。
54.实施例中油墨中添加8-10％炭黑，油墨遮盖力和印刷性能优异。
55.实施例中消泡剂的用量很关键，用量过小消泡效果不佳，用量过大会引起缩孔、重涂性差等问题。
56.实施例2
57.本实施例的油墨包括以下质量份的组分：
58.tg 45-50℃饱和聚酯树脂70份，分散剂1份，润湿剂0.5份，消泡剂1.5份，增稠剂5份，炭黑8份，滑石粉9份，溶剂5份。
59.本实施例的油墨制备方法如下：
60.在分散搅拌机内，添加饱和聚酯树脂，边搅拌边添加分散剂、溶剂，再加入润湿剂，消泡剂，增稠剂，炭黑，滑石粉；先搅拌均匀树脂液与分散剂、溶剂、消泡剂后再边搅拌边加入填料炭黑，增稠剂，滑石粉，直至搅拌均匀；再用三辊研磨机研磨3-4次，细度为7μm以下。
61.实施例3
62.本实施例的油墨包括以下质量份的组分：
63.tg 5-8℃饱和聚酯树脂70份，分散剂1份，润湿剂0.5份，消泡剂1.5份，增稠剂5份，炭黑8份，滑石粉9份，溶剂5份。
64.本实施例的油墨制备方法如下：
65.在分散搅拌机内，添加饱和聚酯树脂，边搅拌边添加分散剂、溶剂，再加入润湿剂，消泡剂，增稠剂，炭黑，滑石粉；先搅拌均匀树脂液与分散剂、溶剂、消泡剂后再边搅拌边加入填料炭黑，增稠剂，滑石粉，直至搅拌均匀；再用三辊研磨机研磨3-4次，细度为7μm以下。
66.对实施例1-3制备的油墨进行性能测试。
67.对实施例1-3制得的油墨进行黏度测试，测试结果如下表1所示。
68.在油墨中添加d-110n异氰酸脂固化剂(购于三井公司)，固化剂与玻璃油墨的质量比为1:10，充分混合后，添加10-15％稀释剂二价酸酯(dbe)，进行4d热弯拉伸成型测试：使用油墨丝印机在塑胶板材pc面印刷4层，印制前3层过程中每层分别80℃烘烤30分钟表干；第4层80℃烘烤120分钟能完全固化；采用客户配合打样的pc/pmma高压成型机(新桥联品牌)专用高压成型机，上硅胶模，升温130℃左右，高、低压吹气压35kg，高、低压保压5-6秒(具体热弯参数根据现场情况调整)，分别对实施例1-3印制好塑料板材4d热弯成型进行水煮百格和对折测试，测试结果如下表1所示。
69.表1实施例1-3性能测试结果
[0070][0071]
结果表明实施例1印制好塑料板材4d热弯成型完整无裂纹，实施例2印制好塑料板材4d热弯成型边角有裂纹不良，实施例3印制好塑料板材4d热弯成型油墨面有水印状回粘不良，本发明的4d热弯油墨不仅满足4d热弯拉伸成型，并且水煮后附着力4b，印刷在板材上油墨对折180度4-5次油墨不脱落，能够适应90度直角、120-140℃热弯拉伸成型工艺。
[0072]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。