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1、UV玻璃保护油墨的研发与应用1、摘 要l介绍了一种超耐切削液UV玻璃保护油墨的研制。通过对光固化树脂，光引发剂，单体和附着力促进剂的组合，提出了表干性好，附着力佳和超耐切削液性能的配方，很好的满足了市场的要求。l近十几年来随着以触摸手机为代表的消费电子品日益增加，对玻璃屏幕的需求也水涨船高。光学玻璃由玻璃原片到预定大小的屏幕，需要经过定位、切割、雕刻、钻孔、修边等加工，可能对玻璃表面造成划伤，造成良率低成本高企。玻璃保护油墨具有优良的附着遮蔽性、耐划伤性能非常优异，加工完成后易于碱液退膜，有效解决玻璃加工的问题。玻璃保护油墨主要分为热固型玻璃保护油墨和光固化型玻璃保护油墨，光固化玻璃保护油墨以
2、其工艺简单，效率高，污染少成为主流的保护方案。l手机设计的差异化是不少手机厂商争取有利竞争的法宝，屏幕作为我们接触手机最直观的部件，对于手机的体验也起着决定性的因素。玻璃屏幕的复杂化和变大趋势，加工所用时间也在延长，这就要求相应的玻璃保护油墨有更好的耐切削液性能以保证加工过程的可靠性。目前市面上的UV玻璃保护油墨产品，大部分不能满足客户提出的要求，本试验的目的就是要研制出一种超耐切削的UV玻璃保护油墨。2、主 要 原 材 料lUV树脂：聚酯丙烯酸酯树脂B-51，聚酯丙烯酸酯树脂B-505，改性聚酯丙烯酸酯树脂B-531，改性环氧丙烯酸树脂B-186，磷酸酯丙烯酸酯单体B-02，广东博兴新材料科
3、技有限公司；l光引发剂：1-羟基-环已基-苯基甲酮（184），2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO),2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX),天津久日新材料股份有限公司；lUV单体：四氢呋喃丙烯酸酯（THFA)，双季戊四醇六丙烯酸酯，沙多玛公司；N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA)，日本兴人公司；l硅烷偶联剂-氨丙基三乙氧基硅烷KH550,3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷KH560，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷KH570,江西晨光新材料股份有限公司；l填料滑石粉，颜料酞菁蓝，消泡剂市售工业品，无特别要求；l切削液HC3310，广州凯迪石油化工有限公司；氢氧化钠（AR)，广州化学
4、试剂厂。3、试 验 仪 器lUV光固机RW-UVA302-30bx，深圳市润沃机电有限公司；高速分散机，三辊研磨机，电子称，200目丝网，能量计，恒温加热套，百格测试仪，铅笔硬度计，温度计，秒表。4、油 墨 样 品 制 备l除填料外的材料按配方量加入容器中，稍加热至光引发剂完全溶解。高速分散机1000转/分钟的速度分散10分钟，得到初步均一的油墨混和物。用三辊机研磨三遍，就是本试验的成品油墨。配方中如果涉及硅烷偶联剂，则要使用前添加，并混合均一再印刷。l将巳经研磨好的成品油墨，充分搅拌，静置10分钟。取适量置于200目的丝印网版上，将油墨丝印到巳预处理的干净的手机玻璃表面，稍放置待气泡完全消失
5、。UV光固机的能量调节到1500mj/cm2，将丝印好的玻璃板置于UV光固机的履带上经紫外光光照固化，制得有保护油墨的待测试玻璃板。5、性 能 测 试 方 法l表干性能：经UV固化机光照固化的玻璃板，手指触压油墨表面，测试干燥程度；l硬度测试：用铅笔硬度计测量；l附着力测试：用百格测试法测试；l耐切削液测试：取8%浓度的切削液于烧杯中，用恒温加热套加热到50度并恒温。将待测试玻璃板放入该切削液中并开始计时，每0.5小时取出马上做附着力测试，观察效果；l退膜性能测试：采用热强碱溶液退膜法。取5%浓度的氢氧化钠液于烧杯中，用恒温加热套加热到70度并恒温。将待测试玻璃板放入该氢氧化钠液体中并开始计时
6、，不停轻轻晃动玻璃板，油墨涂层完全从玻璃上脱落则停止计时。此时所需的时间即是退膜时间。6、结 果 与 讨 论l一种典型的紫外光（UV）固化油墨的基本成分包括光固化树脂，稀释单体，光引发剂，填料，色料，助剂等组成。紫外光（UV)固化玻璃保护油墨是一种功能性的临时保护油墨，它要求油墨有良好的丝印适应性，UV固化后表面干爽，附着力好，有一定的硬度在生产过程具有防划伤作用，耐切削性能好不会在加工过程中出现起泡蹦边，玻璃加工完成后退膜容易。l本文试验采用的主体树脂是聚酯丙烯酸酯B-51，它分子中同时具有亲水基团结构和柔性碳链，柔韧性好、固化速率快、挥发性低和刺激性小等突出特点。它对玻璃附着力好，耐一般强
7、度的切削液（pH值9-10），可用强碱溶液退膜，它作为本玻璃保护油墨主体树脂。为了达到增强耐切削液的目的，选用了三种不同类型的树脂来作为配合树脂。B-186是改性环氧丙烯酸酯，含IBOA单体，固化速率快，对玻璃基材附着力、耐水煮、耐高温及耐化学性佳；B-531是两官能度改性聚酯丙烯酸酯，对金属、PET、OPP哑膜、玻璃等附着力极佳，柔韧性好、抗冲击性好、耐黄变；B-505是改性聚酯丙烯酸酯，对金属，玻璃，塑料附着力好。B-02是磷酸化的丙烯酸酯单体，对玻璃，金属均有好的附着力促进作用，因为它酸值较高，添加过多会影响耐切削液性能，以1-2%为宜。为了明确各个因素对油墨体系的影响，并确定最终的较佳
8、配比，试验具体方案由下面的表格所示。7、表 1：玻 璃 保 护 油 墨 U V 固 化 表 干 状 况 和 硬 度序号材料名称E1E2E3E4E5E6E7E81聚酯丙烯酸树脂B-5150505050505050452单官单体THFA101051010105103多官单体DPHA5510551015154光引发剂1845-33335光引发剂TPO-554.51.51.51.51.56光引发剂DETX-0.50.50.50.50.573000目滑石粉28282828282323238消泡剂0.50.50.50.50.50.50.50.59附着力促进剂B-021111111110酞菁蓝0.50.50
9、.50.50.50.50.50.5性能测试指触表干性轻粘轻粘轻粘干爽干爽干爽干爽干爽硬度HH2HHH2H2H2H划格法测附着力100/100100/100100/100100/100100/100100/10096/100100/1008、表 2：玻 璃 保 护 油 墨 耐 切 削 液 性 能 和 退 膜 性序号材料名称E6E9E10E11E12E13E14E151聚酯丙烯酸酯树脂B-5150353535353535352改性环氧丙烯酸酯树脂B-183-15-3玻璃附着力专用树脂B-531-15-4聚酯丙烯酸酯树脂B-505-15151515155光引发剂184333333336光引发剂TPO
10、1.51.51.51.51.51.51.51.57光引发剂DETX0.50.50.50.50.50.50.50.58单官单体THFA10101010101010-9单官单体DMAA-1010多官单体DPHA1010101010101010113000目滑石粉232323232323232312消泡剂0.50.50.50.50.50.50.50.513酞菁蓝0.50.50.50.50.50.50.50.514附着力促进剂B-021-1-15氨基硅烷偶联剂KH-550-111-116环氧硅烷偶联剂KH-560-1-17乙烯基硅烷偶联剂KH-570-1-性能测试指触表干性干爽干爽干爽干爽干爽干爽干爽
11、干爽硬度2H2H2H2H2H2H2H2H划格法测附着力100/100100/100100/100100/100100/100100/100100/100100/100耐切削液性能(小时）0.50.50.51.50.50.50.51.5强碱退膜性能（秒）50565547525045289、光 引 发 剂 对 油 墨 表 干 性 能 的 影 响l光引发剂是UV光固化油墨体系中必不可少的成分，不同的光引发剂有不同的吸引波长和响应速度。l184以其卓越的光引发性能及其他综合平衡性能而受用户欢迎；TPO光引发效率高，特别适用于有颜色的体系，价格相对较贵；DETX一般不单独使用，而是配合其他光引发剂使用提
12、高光吸收效率从而加快光固化速度。l试验表1中E1-E5结果表明在光引发剂含量固定的情况下，单独使用光引发剂184或TPO不能有效达到表面干爽的效果，而添加了部分DETX后则达到良好的表面干爽效果。考虑到配方的经济性和有效性，采用以184为主，TPO和DETX配合的光引发剂组合。1 0、活 性 稀 释 剂 对 油 墨 硬 度 及 表 干 性 能 的 影 响l活性稀释剂，也称为单体，在光固化油墨体系中起调节油墨粘度作用，本身参与反应体系中，所以没有溶剂型油墨大量的VOC排放。l活性稀释剂对油墨体系性能有重要影响，单官能活性稀释剂稀释能力强，固化慢，体积收缩率低，附着力好；多官能活性稀释剂交联度高，
13、反应快，主要用来提高光固化速度和表面硬度。l试验表1中E5-E8采用单官单体THFA和多官单体DPHA来配合使用，当THFA用量较多时，硬度偏低；随着DPHA用量增加到10%，油墨硬度提高到2H，可以满足生产过程抗划伤的要求；再进一步提高DPHA用量，则表面硬度增加不明显，依然是2H。E7多官能活性稀释剂用量过多，油墨附着力开始变差，而且交联密度大增加最终油墨产品的碱液退膜时间。本试验选定10%DPHA含量为基本配方量。1 1、配 合 树 脂 对 油 墨 附 着 力 的 影 响l单独采用聚酯丙烯酸酯B-51的玻璃保护油墨，耐切削液性能可以达到一般的使用要求，更苛刻要求的场合则需要进一步提高耐切
14、削液性能。l试验表2中E9-E11所示采用改性环氧丙烯酸酯B-186，改性聚酯丙烯酸酯B-531，改性聚酯丙烯酸酯B-505分别和聚酯丙烯酸酯B-51配合使用，硅烷偶联剂KH550作附着力促进剂，对照E6单独用聚酯丙烯酸酯B-51,磷酸化的丙烯酸酯单体B-02为附着力促进剂的试验。l结果表明，改性聚酯丙烯酸酯B-505作为配合树脂的试验E11能有效提高耐切削液性能，其他两种树脂B-183和B-531效果不佳。1 2、附 着 力 促 进 剂 对 油 墨 耐 切 削 液 性 能 的 影 响l在确定玻璃保护油墨主体配方的情况下，测试不同附着力促进剂对耐切削液性能的影响。l试验表2中E11-E14采用
15、不同类型的硅烷偶联剂和磷酸化的丙烯酸酯单体B-02作为附着力促进剂，其他对照试验耐切削液性只有0.5小时，而硅烷偶联剂KH550能有效提高耐切削液性，耐50度切削液达到1.5小时还保持良好的附着力，效果显著。1 3、单 体 对 油 墨 退 膜 时 间 的 影 响l在试验表2中的E11和E15，只改变单官单体THFA和DMAA，对总体玻璃保护油墨性能没有明显影响。在测试碱液退膜过程，采用DMAA的E15有较快的退膜速度，对提高生产效率有较好的帮助。1 4、结 论l采用光引发剂1843%，TPO1.5%和DETX0.5%复配使用，表面干燥及总体固化性能均良好，兼顾了配方的光固化性能和经济性；l单官单体THFA和DMAA均是对玻璃油墨的附着力较好的稀释单体，DMAA碱性退膜的时间更快；多官单体DPHA10%有效提高光固化速度和表面硬度；l碱溶性聚酯树脂B-51作为主体和聚酯丙烯酸酯树脂B-505搭配，并使用硅烷偶联剂KH-550作为附着力促进剂，可以使玻璃保护油墨具有超好的耐切削液性能，充分满足生产的苛刻要求。感 谢您的观看
