陶瓷质感高耐候高耐磨涂层、制备方法及其手机后盖

文档序号：1900372 发布日期：2021-11-30 浏览：17次 >En<

阅读说明：本技术 陶瓷质感高耐候高耐磨涂层、制备方法及其手机后盖 (Ceramic-texture high-weather-resistance high-wear-resistance coating, preparation method and mobile phone rear cover thereof ) 是由周涛温兵赵立宏于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种陶瓷质感高耐候高耐磨涂层、制备方法及其手机后盖,该涂层包括底层和表层,底层和表层之间可形成交联结构；其中底层包括聚氨酯涂料,丙烯酸酯涂料,氨基树脂；表层包括聚氨酯涂料,丙烯酸树脂,复合陶瓷粉体,着色剂,氨基树脂。通过调节底层及表层氨基树脂含量,从而调节氨基树脂与丙烯酸树脂结合力,调节基材与底层,底层与表层的结合力,并通过调节表层和底层中陶瓷粉体含量及种类不同,调节层与层之间的结合力,从而防止表面涂层开裂,得到具有光滑手感、高折光率和抗污能力强的陶瓷质感涂层。(The invention provides a high-weather-resistant and high-wear-resistant coating with ceramic texture, a preparation method and a mobile phone rear cover thereof, wherein the coating comprises a bottom layer and a surface layer, and a cross-linking structure can be formed between the bottom layer and the surface layer; wherein the bottom layer comprises polyurethane paint, acrylate paint and amino resin; the surface layer comprises polyurethane coating, acrylic resin, composite ceramic powder, colorant and amino resin. The binding force between the amino resin and the acrylic resin is adjusted by adjusting the content of the amino resin on the bottom layer and the surface layer, the binding force between the base material and the bottom layer and between the bottom layer and the surface layer is adjusted by adjusting the content and the type of the ceramic powder in the surface layer and the bottom layer, so that the surface coating is prevented from cracking, and the ceramic texture coating with smooth hand feeling, high refractive index and strong anti-fouling capability is obtained.)

技术领域

本发明属于电子材料涂料领域，具体涉及具有陶瓷质感的高耐候高耐磨抗污涂层、涂料及其应用。

背景技术

聚碳酸酯等塑料作为消费类电子设备后盖具有优良的机械性能，其中包括耐冲击性、热稳定性、阻燃性和光学性能如透光性等。但是由于常见的塑料本身硬度不高，且耐候性较差，由塑料制成的制品通常表现出户外使用方面的局限，这对于诸如车窗、手机屏幕、自动售货机屏、户外电子设备外壳及广告标牌等的应用来说是不理想的。因此，需要对塑料材料进行表面修饰或者材料改性，来改善其表面的硬度和耐候性。

现有技术一般采用的表面修饰方法为在聚碳酸酯塑料板材或薄膜上覆盖一层硬化涂层，例如有机硅基材或丙烯酸基材的表面涂层，利用有机硅或丙烯酸材料的优异耐候性和固化后的高硬度来弥补该缺陷。但这种表面涂层往往脆性比较大，处理过的聚碳酸酯塑料板材抗冲击性能有所下降，另外板材或薄膜的硬度受限于涂层的厚度，往往不能满足客观应用的需要。另外后盖往往还需要考虑美观和手持舒适性等问题，因此涂层除了具有良好的耐候性耐磨性以及抗脏污能力外，还需要增加涂层的陶瓷质感，使得外壳具有良好的美感，满足消费类电子的发展需求。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，目的之一是提供一种陶瓷质感高耐候高耐磨涂层，该涂层包括底层和表层，底层和表层之间可形成交联结构；其中底层包括聚氨酯涂料，丙烯酸酯涂料，氨基树脂；表层包括聚氨酯涂料，丙烯酸树脂，复合陶瓷粉体，着色剂，氨基树脂。

优选的，底层还包括二氧化硅粉体，二氧化硅粉体粒径D50在12μm～25μm。

优选的，表层的复合陶瓷粉体包括六方氮化硼和氧化锆，六方氮化硼粒径D50在0.8μm～2.0μm，氧化锆D50在0.1μm～0.5μm。

优选的，底层和表层的交联结构是由不同含量的丙烯酸树脂和氨基树脂交联形成。

优选的，底层包括25～70质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～5质量份，二氧化硅粉体10～30质量份，溶剂19～64质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.1～2.0；表层包括10～30质量份聚氨酯树脂，22～48质量份丙烯酸树脂，4～18质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末12～20质量份，溶剂10～40质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:1～1:10。

优选的，底层包括38～60质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～3质量份，二氧化硅粉体10～20质量份，溶剂17～51质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.5～2.0；表层包括10～15质量份聚氨酯树脂，28～35质量份丙烯酸树脂，5～12质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末13～18质量份，溶剂10～32质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:5～1:10。

优选的，表层的着色剂为石墨粉，石墨粉的D50在1μm～1.5μm。

本发明的目的之二是提供一种陶瓷质感高耐候高耐磨涂层制备方法，该涂层的制备方法包括以下步骤：

a)、制备底层涂料，其中底层涂料包括38～60质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～3质量份，二氧化硅粉体10～20质量份，溶剂17～51质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.5～2.0；

b)、制备表层涂料，其中表层涂料包括10～15质量份聚氨酯树脂，28～35质量份丙烯酸树脂，5～12质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末13～18质量份，溶剂10～32质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:5～1:10；

c)、涂覆底层涂料表干；

d)、在底层行涂覆表层涂料固化。

优选的，步骤c)中的底层固化温度为70℃～95℃，时间为1min～15min；d)中的表层固化温度为70℃～95℃，时间为8min～15min。

本发明的目的之三是提供一种手机后盖，该手机后盖的塑料基材上有上述的陶瓷质感高耐候高耐磨抗污涂层。

本发明的有益效果：本发明提供了具有的陶瓷质感高耐候高耐磨涂层，该涂层包括底层和表层，底层和表层之间可形成交联结构；其中底层包括聚氨酯涂料，丙烯酸酯涂料，氨基树脂，微纳级二氧化硅；表层包括聚氨酯涂料，丙烯酸树脂，复合陶瓷粉体，着色剂，氨基树脂。通过底层与表层不同配比的丙烯酸树脂和氨基树脂，使得一部分底层丙烯酸树脂与一部分表层氨基树脂发生交联，从而增加表层与底层间的结合力，具体来说通过底层涂层中添加少量的氨基树脂，实现丙烯酸树脂、聚氨酯树脂与塑料基材间的有良好的附着力外，保证涂层有良好的柔韧性，并具有良好的耐候性，耐水性，并通过在底层中添加μm级的二氧化硅，通过“钉扎”底层和表层，进一步提高了底层的附着力和耐磨性，从而对表层耐磨性做支撑。通过在表层添加更多的氨基树脂，提升表层的硬度，同时一部分与底层丙烯酸树脂相结合，形成交联结构，得到高结合力及硬度的表层，另外通过表层中添加微纳级石墨，六方氮化硼来提高表层光滑度，以降低表面粗糙度，进一步表层涂料中添加细小粒径的氧化锆来填充片状六方氮化硼的孔隙，来提升其硬度和耐磨性，得到具有光滑的手感、良好折光率和抗脏污的陶瓷质感表层。该涂料用于手机外壳聚碳酸酯塑料基材上可形成附着力达5B，耐磨性达到1500圈(远大于行业要求的200圈，硬度可达6H且具有光滑手感和抗脏污的陶瓷质感涂层。

附图说明

图1为陶瓷质感高耐磨涂层结构示意图。

图2为陶瓷质感高耐磨涂层的结构件制备方法示意图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

如图1所示，本实施例提供一种陶瓷质感高耐候高耐磨涂层，该涂层包括底层(1A)和表层(1B)，底层(1A)和表层(1B)之间可形成交联结构；其中底层包括聚氨酯涂料，丙烯酸酯涂料，氨基树脂；表层包括聚氨酯涂料，丙烯酸树脂，复合陶瓷粉体，着色剂，氨基树脂。该涂层表层具有良好的陶瓷质感，内层与板材具有良好的附着力，从而兼顾了附着力及硬度。在本实施例中，底层还包括二氧化硅粉体，二氧化硅粉体粒径D50在12μm～25μm，底层的着色剂为石墨粉，石墨粉的D50在1μm～1.5μm。。通过在底层中添加μm级的二氧化硅，通过“钉扎”底层和表层，进一步提高了底层的附着力和耐磨性，从而对表层耐磨性做支撑。在本实施了中表层的复合陶瓷粉体包括六方氮化硼和氧化锆，六方氮化硼粒径D50在0.8μm～2.0μm，氧化锆D50在0.1μm～0.5μm。六方氮化硼来提高表层光滑度，以降低表面粗糙度，进一步表层涂料中添加细小粒径的氧化锆来填充片状六方氮化硼的孔隙，来提升其硬度和耐磨性，得到具有光滑的手感和抗脏污的陶瓷质感表层。

在本实施例中，底层和表层的主要交联结构是由不同含量的丙烯酸树脂和氨基树脂交联形成。通过底层与表层不同配比的丙烯酸树脂和氨基树脂，使得一部分底层丙烯酸树脂与一部分表层氨基树脂发生交联，从而增加表层与底层间的结合力，具体来说通过底层涂层中添加少量的氨基树脂，实现丙烯酸树脂、聚氨酯树脂与塑料基材间的有良好的附着力外，保证涂层有良好的柔韧性，并具有良好的耐候性，耐水性。

在本实施例中优选的底层包括25～70质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～5质量份，二氧化硅粉体10～30质量份，溶剂19～64质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.1～2.0；表层包括10～30质量份聚氨酯树脂，22～48质量份丙烯酸树脂，4～18质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末12～20质量份，溶剂10～40质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:1-1:10。

在本实施例中进一步的优选的，底层包括38～60质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～3质量质量份，二氧化硅粉体10～20质量份，溶剂17～51质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.5～2.0；表层包括10～15质量份聚氨酯树脂，28～35质量份丙烯酸树脂，5～12质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末13～18质量份，溶剂10～32质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:5～1:10。

本实施例还提供一种陶瓷质感高耐候高耐磨涂层制备方法，如图2所示，该涂层的制备方法包括以下步骤：

a)、制备底层涂料，其中底层涂料包括38～60质量份聚氨酯树脂和丙烯酸树脂，氨基树脂1～3质量份，二氧化硅粉体10～20质量份，溶剂17～51质量份，其中聚氨酯树脂与丙烯酸树脂重量比为1.5～2.0；制备底层涂料可以采用现有技术中所有混合技术，并无特别限制，在本实施例中优选的先混合在砂磨，即先将所有组分加入高低速搅拌罐中，通过低速(转速＜100r/min)搅拌5～20min将所有物料搅拌均匀，然后加入锆球高速(转速

～1000r/min)搅拌10～35min。

b)、制备表层涂料，其中表层涂料包括10～15质量份聚氨酯树脂，28～35质量份丙烯酸树脂，5～12质量份氨基树脂，着色剂12～30质量份，复合陶瓷粉末13～18质量份，溶剂10～32质量份，其中六方氮化硼与氧化锆配重量比为1:5～1:10；制备表层涂料可以采用现有技术中所有混合技术，并无特别限制，在本实施例中优选的先混合在砂磨，即先将所有组分加入高低速搅拌罐中，通过低速(转速＜100r/min)搅拌5～20min将所有物料搅拌均匀，然后加入锆球高速(转速～1000r/min)搅拌10～35min。

c)、涂覆底层涂料至塑料基材上并表干；在本实施例中，塑料基材为PC、PMMA、PMMA-PC、ABS等，并无特别限制，涂覆底层涂料可以采用喷涂、印刷等现有技术，在本实施例中结合涂料粘度以及效率优选的底层涂覆工艺为喷涂。喷涂过后70℃～95℃烘干1min～15min。

d)在底层上涂覆表层涂料固化。涂覆底层涂料同样可以采用喷涂、印刷等现有技术，在本实施例中结合涂料粘度以及效率优选的底层涂覆工艺为喷涂。喷涂过后70℃～95℃烘干8min～15min即得到该复合涂层。

以下是本发明的实施例：

实施例1

1A：将250g聚氨酯树脂+丙烯酸树脂(其中聚氨酯：丙烯酸＝1.5)，150g的D50为12μm二氧化硅粉末，10g氨基树脂，590g乙酸乙酯经搅拌混合，砂磨后配制成为1A浆料；

1B：将100g聚氨酯树脂，220g丙烯酸树脂，40g氨基树脂，D50为1μm石墨粉120g，复合陶瓷粉末120g(其中D50为0.8μm的六方氮化硼60g，D50为0.5μm的氧化锆60g)，乙酸乙酯180g,乙二醇乙醚乙酸酯220g经搅拌砂磨后配制成为1B浆料。

将1A浆料利用喷涂机喷涂到PC手机后盖上，70℃干燥15min，随后再喷涂1B浆料，于95℃干燥8min。