一种仿金属蚀刻装饰画的制作方法

1.本发明涉及装饰画领域，尤其是涉及一种仿金属蚀刻装饰画。


背景技术：

[0002]“轻装修、重装饰”的理念已经被大多数的家庭所接受。人们在享受经济高速发展的物质享受同时，也在追去自己的精神所需，居家布置得时尚、不落伍。金属画是如今市面上比较常见的一种工艺品，多用于室内装饰以及汽车装饰。同时还可以用于幼儿教育事业中。金属装饰画过去主要是镀金，也有镀白银等，但由于镀金的成本很高，因此其产品的销量受到限制。近年来，研究并开发出各种仿金属镀层工艺，可以利用涂料在各种不同形状的金属及饰物表面模拟金属镀层的效果。
[0003]
仿金属蚀刻是在具有金属镜面光泽的承印表面采用丝网印刷的方法，将仿金属蚀刻涂料印在其上，经干燥后图像部分形成凹凸不平的喷砂状的徽位浮雕，与没有印刷的承印材料构成强烈的光泽反差，从而获得一种立体效果。其主要特点是使用了特有的涂料，对该类涂料的相关研究有限，中国专利公开号“cn105331183a”公开了一种快干丝印玻璃金属油墨及其制备工艺，包括环氧树脂、高粘醇酸树脂、硝基树脂、有机颜料、有机溶剂和助剂，将硝基树脂干粉与有机溶剂混合后，利用三辊研磨机将其研磨至细度为15μm的浆状流体，然后将环氧树脂、高粘醇酸树脂、硝基树脂、有机颜料、有机溶剂和助剂加入容器内进行充分混合，通过三辊研磨机研磨30-40min，制得浆状流体混合物，即得到油墨；最后将制得的油墨进行罐装，得到罐装产品。仿金属铁皮装饰画在制备过程中的主要问题是涂料在使用过程中对打磨光滑的承印表面的粘结力差、金属颜料易氧化导致失去蚀刻效果等。


技术实现要素：

[0004]
本发明是为了克服现有仿金属蚀刻装饰画在制备过程中涂料打磨光滑的承印表面的粘结力差、金属颜料易氧化的问题，提供一种仿金属蚀刻装饰画，利用天然色素类抗氧化剂提高涂料的稳定性并赋予涂料一定基础颜色，同时对金属粉颜料进行表面改进，使得较大颗粒金属粉可以更好分散，得到更好的稳定显色效果。
[0005]
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种仿金属蚀刻装饰画，制备方法包括以下步骤：将仿金属蚀刻涂料透过带图案的网板印刷在承印面上，在紫外线下照射3～5s固化，得到仿金属蚀刻装饰画。
[0006]
仿金属蚀刻涂料中存在的金属粉可以产生粗糙面，使得印刷后呈现出仿金属蚀刻效果。制备得到的仿金属蚀刻装饰画画面色彩逼真、光亮、层次感强，画质细腻，具有极强的立体感和纵深感。
[0007]
作为优选，所述仿金属蚀刻涂料包括按重量份数计的以下组份：
在光引发剂催化下，涂料中的环氧基发生开环反应形成交联，快速干燥在承印表面。通过抗氧化改性使得金属颜料可以更好地在树脂中稳定存在，避免因氧化使得涂料失去金属光泽。通过表面改性使得金属粉获得更好的分散性，保证印刷效果的均一稳定。
[0008]
作为优选，所述改性树脂的制备方法是：(1)将金属粉在40～80℃下浸泡在质量分数为0.5％～2％的含有双键的硅烷偶联剂溶液中1～3h，过滤，得到改性金属粉；(2)在氮气气氛中混合改性金属粉和天然色素类抗氧化剂，改性金属粉和天然色素类抗氧化剂的物质的量之比为2～4:1，在40～50℃下搅拌反应3～6h，得到偶联抗氧化剂的改性金属粉；(3)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和天然色素类抗氧化剂的物质的量之比为8～12:1，混合后升温至60～80℃，反应3～10h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0009]
为了模拟金属蚀刻效果，需要控制金属粉的粒径。粒径过小的金属粉可以形成的漫反射不足，产生的粗糙效果较差；粒径过大的金属粉难以在树脂内均匀分布，无法用于涂料中。为了进一步提高金属粉的分散性和相容性，需要对其进行表面改性，使得金属粉可以更好地分散在树脂中。在步骤(1)中，利用硅烷偶联剂对金属粉进行表面改性，硅烷偶联剂一端的长链烷基可以与有机物弯曲缠绕，另一端的羟基可以结合在金属或金属氧化物的表面，从而使得金属表面的疏水性增强，能够更好地分散在有机树脂体系中。
[0010]
在步骤(2)中，将改性金属粉与天然色素类抗氧化剂混合，利用双键加成反应使得天然色素类抗氧化剂接枝到硅烷偶联剂上，可以起到更好的抗氧化效果，使得涂料可以在更长的时间内保持金属光泽，达到仿金属蚀刻装饰画的艺术效果。
[0011]
在步骤(3)中，加入环氧树脂，使得硅烷偶联剂与环氧树脂链段中的环氧基反应，充分交联，将天然色素类抗氧化剂和金属粉引入树脂分子链中，使得金属粉均匀分散在树脂中，提高金属粉的分散性和相容性，同时利用天然色素类抗氧化剂带有的颜色赋予涂料更好的艺术效果。
[0012]
作为优选，所述金属粉为金、银、铜、钛、铁、铝中的一种或其组合，细度在100～300目。
[0013]
作为优选，所述含有双键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或其组合；所述天然色素类抗氧化剂为番茄红素、β-胡萝卜素、虾青素中的一种。
[0014]
在步骤(2)的反应中，需要控制硅烷偶联剂与天然色素类抗氧化剂的物质的量之比，若硅烷偶联剂不足，会使得天然色素类抗氧化剂的反应效率降低，影响后续与树脂单体的反应，若硅烷偶联剂过多，会导致在树脂单体中存在过多的硅氧键链段，造成树脂的延展性降低，同时带入过多金属粉，难以印刷。
[0015]
作为优选，所述溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比
为4～8:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：0.1-2份消泡剂和0.1-2份流平剂；所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯类流平剂中的一种或其组合。
[0016]
作为优选，所述网板包括网框和丝网，所述网框为铝合金网框。铝合金网框具有性能稳定、耐用、轻便、不易发生变形的特点，适合用于仿金属蚀刻装饰画的印刷。更优选地，网框和丝网的连接采用斜绷网方式。可以减少锯齿状的出现，提高制版梢度。
[0017]
作为优选，所述丝网为平纹织网，平纹织网的目数为150～300目。因为蚀刻油墨颗粒直径在15～30um之间比较粗，所以丝网的目数应在150～300目之间，更优选的，在180～240目之间，以免印刷时产生故障。
[0018]
作为优选，所述承印面为金属光泽表面，包括玻璃卡纸表面、蒸镀聚乙烯或聚酷软片表面、电化铝薄膜表面、金或银卡纸表面中的一种。
[0019]
因此，本发明具有如下有益效果：(1)涂料采用光引发固化树脂，在光引发剂的催化作用下，利用环氧树脂中的环氧基发生开环反应形成交联，快速干燥在承印表面，其中存在的金属粉颜料可以产生粗糙面，使得印刷后呈现出仿金属蚀刻效果；(2)通过加入天然色素类抗氧化剂进行抗氧化改性使得金属颜料可以更好地在树脂中稳定存在，避免因氧化使得涂料失去金属光泽，同时由于其天然带有颜色，在适宜的浓度下可以赋予树脂一定的色泽；(3)通过对金属粉颜料进行表面改性，使得金属粉获得更好的分散性，保证印刷效果的均一稳定。
具体实施方式
[0020]
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。应理解，这些实施例适用于说明本发明的基本远离、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中采用的条件。
[0021]
下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
[0022]
实施例1(a)改性树脂的制备：(1)将细度为200目的铁粉在60℃下浸泡在质量分数为1％的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷溶液中2h，过滤，得到改性金属粉；(2)在氮气气氛中混合改性金属粉和番茄红素，改性金属粉和番茄红素的物质的量之比为3:1，在45℃下搅拌反应5h，得到偶联抗氧化剂的改性金属粉；(3)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和番茄红素的物质的量之比为10:1，混合后升温至70℃，反应8h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0023]
(b)仿金属蚀刻涂料的制备，包括按重量份数计的以下组份：
溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比为6:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：1份丙烯酸类消泡剂和1份聚二甲基硅氧烷流平剂。将上述原料按上述重量份数在40℃、300rpm转速下分散2h，罐装，得到高稳定性的仿金属蚀刻涂料。
[0024]
(c)仿金属蚀刻装饰画制备：通过感光制板制得带图案的网板，网板包括网框和丝网，网框为铝合金网框，丝网为200目平纹织网。将仿金属蚀刻涂料透过网板印刷在玻璃卡纸表面上，在紫外线下照射3s固化，得到仿金属蚀刻装饰画。
[0025]
实施例2(a)改性树脂的制备：(1)将细度为300目的铜银粉在40℃下浸泡在质量分数为2％的乙烯基三甲氧基硅烷溶液中3h，过滤，得到改性金属粉；(2)在氮气气氛中混合改性金属粉和虾青素，改性金属粉和虾青素的物质的量之比为2:1，在40℃下搅拌反应6h，得到偶联抗氧化剂的改性金属粉；(3)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和虾青素的物质的量之比为12:1，混合后升温至60℃，反应10h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0026]
(b)仿金属蚀刻涂料的制备，包括按重量份数计的以下组份：溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比为8:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：2份丙烯酸类消泡剂和2份丙烯酸酯类流平剂。
[0027]
(c)仿金属蚀刻装饰画制备：通过感光制板制得带图案的网板，网板包括网框和丝网，网框为铝合金网框，丝网为150目平纹织网。将仿金属蚀刻涂料透过网板印刷在金卡纸表面上，在紫外线下照射5s固化，得到仿金属蚀刻装饰画。
[0028]
实施例3(a)改性树脂的制备：(1)将细度为100目的铝粉在80℃下浸泡在质量分数为0.5％的乙烯基三乙氧基硅烷溶液中1h，过滤，得到改性金属粉；(2)在氮气气氛中混合改性金属粉和β-胡萝卜素，改性金属粉和β-胡萝卜素的物质的量之比为4:1，在50℃下搅拌反应3h，得到偶联抗氧化剂的改性金属粉；(3)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和β-胡萝卜素的物质的量之比为8:
1，混合后升温至80℃，反应3h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0029]
(b)仿金属蚀刻涂料的制备，包括按重量份数计的以下组份：溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比为4:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：0.5份丙烯酸类消泡剂和0.1份聚二甲基硅氧烷流平剂。
[0030]
(c)仿金属蚀刻装饰画制备：通过感光制板制得带图案的网板，网板包括网框和丝网，网框为铝合金网框，丝网为300目平纹织网。将仿金属蚀刻涂料透过网板印刷在电化铝薄膜表面上，在紫外线下照射4s固化，得到仿金属蚀刻装饰画。
[0031]
实施例4(a)改性树脂的制备：(1)将细度为250目的金粉在50℃下浸泡在质量分数为2％的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷溶液中2h，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的物质的量之比为1:1，过滤，得到改性金属粉；(2)在氮气气氛中混合改性金属粉和虾青素，改性金属粉和虾青素的物质的量之比为2.5:1，在40℃下搅拌反应4h，得到偶联抗氧化剂的改性金属粉；(3)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和虾青素的物质的量之比为8:1，混合后升温至70℃，反应5h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0032]
(b)仿金属蚀刻涂料的制备，包括按重量份数计的以下组份：溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比为5:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：1份丙烯酸类消泡剂和2份丙烯酸酯类流平剂。
[0033]
(c)仿金属蚀刻装饰画制备：通过感光制板制得带图案的网板，网板包括网框和丝网，网框为铝合金网框，丝网为220目平纹织网。将仿金属蚀刻涂料透过网板印刷在蒸镀聚乙烯表面上，在紫外线下照射5s固化，得到仿金属蚀刻装饰画。
[0034]
对比例1本对比例与实施例1的区别仅在于，原料中使用不经过改性的环氧树脂，仿金属蚀刻涂料的制备中包括按重量份数计的以下组份：
溶剂为环己酮和乙酸丁酯的混合物，环己酮和乙酸丁酯的质量比为6:1；所述光引发剂为阳离子型光引发剂；所述加工助剂包括按重量分数计的已下原料：1份丙烯酸类消泡剂和1份聚二甲基硅氧烷流平剂。将上述原料按上述重量份数在40℃、300rpm转速下分散2h，罐装，得到高稳定性的仿金属蚀刻涂料。
[0035]
对比例2本对比例与实施例1的区别仅在于，改性树脂的制备方法为：(1)将细度为200目的铁粉在60℃下浸泡在质量分数为1％的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷溶液中2h，过滤，得到改性金属粉；(2)加入环氧树脂，环氧树脂中的环氧官能团和改性金属粉的物质的量之比为3:1，混合后升温至70℃，反应8h，去除溶剂，得到改性树脂。
[0036]
对比例3本对比例与实施例1的区别仅在于，步骤(b)中仿金属蚀刻涂料的制备中不加入光引发剂。
[0037]
对比例4本对比例与实施例1的区别仅在于，步骤(c)中仿金属蚀刻装饰画制备过程中丝网为500目平纹织网。
[0038]
对实施例1-4及对比例1-4制备得到的产品进行质量测定，结果如下表1所示。
[0039]
表1高稳定性的仿金属蚀刻涂料质量测定结果组别固含量(％)着色力(％)附着力实施例168101一级实施例266102一级实施例37499一级实施例46397一级对比例14576一级对比例26080一级对比例36793二级对比例46569二级实施例1-4中制备得到的高稳定性的仿金属蚀刻涂料具有符合标准的固含量，着色力达标，附着力强，效果稳定。对比例1中未对金属粉颜料进行改性，因此其在树脂基体中的分散性能较差，因此造成固含量和着色力的显著下降。对比例2中在树脂改性过程中未加入天然色素类抗氧化剂与树脂单体共聚，同样影响了涂料的着色力。另外，在后续使用过程中发现，在一段时间(数周)后，对比例1和对比例2的涂料的光泽会明显下降，无法达到仿金属蚀刻的效果，其原因可能是缺少了天然色素类抗氧化剂的保护，金属粉被氧化的速度加
快。对比例3中仿金属蚀刻涂料的制备过程中没有加入光引发剂，因此后续固化过程中需要更长的时间才能使得涂料固化，影响生产效率，同时附着力也有降低。对比例4中使用了目数更高的丝网，由于过高的目数使得仿金属蚀刻涂料的渗透难度变大，尤其是其中的金属粉颗粒较大，难以通过丝网，导致着色力和附着力都有明显下降。