本发明涉及油墨技术领域，尤其是涉及高热稳定性油墨清漆涂层的制备方法。
背景技术：
电子产品智能化是时代发展的趋势，随着触控屏在智能手机、平板电脑等领域的广泛应用，触控屏行业得到了快速发展。而一体化电容式触控屏（OGS）能最大程度上满足电子产品智能化终端超薄化需求，是未来触控屏高端品牌终端的必然选择。OGS触控屏是在油墨膜层上镀ITO导电膜，由于ITO镀膜工艺需在280℃~300℃高温下完成，因而触控屏油墨需具有优异的耐高温性能。现有的以无机玻璃为承印底材的耐高温油墨难以保持高温热稳定性较好的前提下，同时兼具良好的物理机械性能和耐化学试剂腐蚀性能。例如，有的耐高温油墨具有良好的耐热性能和附着力，但是它的丝印工艺成本较高，这样不利于在工业上被广泛应用；有的耐高温油墨则是具有良好的耐化学腐蚀性能、附着力以及硬度，但是它的耐热温度有限，难耐200℃的烘烤。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供高热稳定性油墨清漆涂层的制备方法，由该制备方法制得的高热稳定性油墨清漆涂层可便于对高热稳定性油墨清漆的耐高温性能、附着力、硬度、耐水性及耐化学试剂性进行测试，并得到精准的数据。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
高热稳定性油墨清漆涂层的制备方法，包括如下工序：
1）取一烧杯，向其中加入聚酯改性甲基苯基硅树脂，再依次向其中加入有机硅消泡剂、二甲苯和环己酮，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到初级溶液，备用；
2）向工序1）所得的初级溶液中加入辛基酚聚氧乙烯醚、聚四氟乙烯蜡及六甲氧基甲基三聚氰胺树脂，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到次级溶液，备用；
3）向工序2）所得的次级溶液中再次加入二甲苯和环己酮，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到高热稳定性油墨清漆，备用；
4）取一载玻片，用无水乙醇将载玻片擦净，再将该载玻片进行干燥处理，备用；
5）取适量工序3）所得的高热稳定性油墨清漆于工序4）所处理的载玻片上进行涂膜，保持湿膜厚度为10um，再将涂膜后的载玻片在180℃的温度下烘烤1h进行固化，固化后取出室温冷却，重复上述涂膜固化冷却操作4次，得到高热稳定性油墨清漆涂层；
所述高热稳定性油墨清漆各组成成分的质量配比为：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，二甲苯1~5份，环己酮1~5份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，聚四氟乙烯蜡1~3份，有机硅消泡剂0.5~1份。
清漆一般由连结料树脂、固化剂、溶剂等组成，耐高温油墨清漆必须具备优良的耐热性，即在高温环境下工作漆膜涂层不变色、不开裂、不起泡。连结料是油墨的最关键组成部分，直接决定着油墨涂层品质的好坏。连结料作为油墨的主要成膜物质，通过其干燥成膜性，使油墨漆膜能牢固地附着在承印物表面，同时连结料的物化性质也直接决定油墨膜层的综合性能。对于耐高温油墨来说，它的连结料必须具备优异的耐热性，这样才能得到平整、保色性好的油墨膜层，否则在高温下则会发生热分解，导致油墨膜层出现开裂、粉化或变色等不良现象。由于单一树脂虽能有各自性能优异的地方，但同时又存在一些性能缺陷，因而本发明选择聚酯改性甲基苯基硅树脂以有效结合不同材料的优点，克服各自的缺点，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。固化剂可改善清漆的机械强度和耐化学试剂性能。相对于未加固化剂，加入固化剂后漆膜的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能得到改善，本发明选择六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂。溶剂是清漆中具有挥发性的组分，它虽然不是油墨中的成膜物质，但是其溶解性及挥发速率直接影响清漆黏度、漆膜干燥速率、流平性、光泽度、附着力等性能。溶剂的溶解性主要是由溶剂和连结料树脂的极性决定。根据相似相容规律，本发明选择二甲苯和环己酮作为溶剂。在清漆制备中会产生气泡和泡沫，这样会导致涂层不平整，出现如针孔、缩孔、鱼眼等弊端，本发明通过加入有机硅消泡剂以解决上述问题。
由于随着固化剂用量的增加，涂层的高温保色性将下降，因而需控制它的质量份数。随着有机硅消泡剂用量的增加，可消除鱼眼等问题，但是当用量过多时反而会造成漆膜表面出现缩孔、凹坑等弊端，因而本发明将其质量控制在0.5~1份。将本发明制得的涂层通过实验测试得出：在高温300℃下，高温前后保色性极佳，低黄变， 附着力能达到0级，硬度4H，耐丙酮擦拭50次涂层无脱落，无变色，耐碱2H无变化，耐ITO蚀刻液24h涂层无脱落无起泡。
进一步地，所述聚酯改性甲基苯基硅树脂中有机硅预聚体的质量分数为62%。随着有机硅预聚体含量的增加，Si-O-Si结构保护层在漆膜表面富集，使内部结构不被破坏，因而热稳定性增加。但随着有机硅预聚体含量的增加，涂层附着力与硬度均呈下降趋势。综合考虑，当有机硅预聚体含量达到62%时，该发明制备的涂层在高温300℃下无黄变，并且漆膜在金相显微镜下放大100倍观察表面完整，无任何裂纹、起泡、变色等现象出现。
进一步地，所述六甲氧基甲基三聚氰胺树脂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%。随着六甲氧基甲基三聚氰胺树脂用量的增加，涂膜的物理机械性能和耐化性均有进一步提高，但是涂层的高温保色性下降。而当六甲氧基甲基三聚氰胺树脂的用量占聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%时，涂层保色性优异，物理机械性能及耐化学试剂性能良好。
进一步地，所述有机硅消泡剂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的1%。
进一步地，所述二甲苯与所述环己酮的质量比为1：1。
为实现较好的综合性能，进一步地，所述高热稳定性油墨清漆各组成成分的质量配比为：聚酯改性甲基苯基硅树脂60份，二甲苯1.5份，环己酮1.5份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份，辛基酚聚氧乙烯醚2份，聚四氟乙烯蜡1.5份，有机硅消泡剂0.6份。
进一步地，所述有机硅消泡剂为改性聚硅氧烷。本发明中，改性聚硅氧烷含有气相二氧化硅成分可使消泡能力得到强化，具体机理是气泡的双分子膜层不能润湿气相二氧化硅固体粒子，造成其局部表面张力不稳定而致使双分子膜层破裂。
本发明具有以下有益效果：采用本发明制得的高热稳定性油墨清漆涂层可便于对高热稳定性油墨清漆的耐高温性能、附着力、硬度、耐水性及耐化学试剂性等性能进行测试，并得到精准的数据。高热稳定性油墨清漆在确保耐高温性能的同时，具有附着力好、硬度高、耐水性及耐化学试剂性稳定的优点。其中，选用聚酯改性甲基苯基硅树脂作为连结料，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。选用六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂，可改善清漆的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能。选用二甲苯和环己酮作为溶剂，可进一步改善清漆黏度、漆膜干燥速率、流平性、光泽度、附着力等性能。选用改性聚硅氧烷作为有机硅消泡剂，可较好地改善涂层不平整、针孔、缩孔、鱼眼等问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
高热稳定性油墨清漆涂层的制备方法，包括如下工序：
1）取一烧杯，向其中加入聚酯改性甲基苯基硅树脂，再依次向其中加入有机硅消泡剂、二甲苯和环己酮，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到初级溶液，备用；
2）向工序1）所得的初级溶液中加入辛基酚聚氧乙烯醚、聚四氟乙烯蜡及六甲氧基甲基三聚氰胺树脂，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到次级溶液，备用；
3）向工序2）所得的次级溶液中再次加入二甲苯和环己酮，在25℃的温度下，按350~500r/min的转速搅拌10min，得到高热稳定性油墨清漆，备用；
4）取一载玻片，用无水乙醇将载玻片擦净，再将该载玻片进行干燥处理，备用；
5）取适量工序3）所得的高热稳定性油墨清漆于工序4）所处理的载玻片上进行涂膜，保持湿膜厚度为10um，再将涂膜后的载玻片在180℃的温度下烘烤1h进行固化，固化后取出室温冷却，重复上述涂膜固化冷却操作4次，得到高热稳定性油墨清漆涂层；
所述高热稳定性油墨清漆各组成成分的质量配比为：聚酯改性甲基苯基硅树脂52~68份，二甲苯1~5份，环己酮1~5份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂1.3~6.5份，辛基酚聚氧乙烯醚1~5份，聚四氟乙烯蜡1~3份，有机硅消泡剂0.5~1份。
清漆一般由连结料树脂、固化剂、溶剂等组成，耐高温油墨清漆必须具备优良的耐热性，即在高温环境下工作漆膜涂层不变色、不开裂、不起泡。连结料是油墨的最关键组成部分，直接决定着油墨涂层品质的好坏。连结料作为油墨的主要成膜物质，通过其干燥成膜性，使油墨漆膜能牢固地附着在承印物表面，同时连结料的物化性质也直接决定油墨膜层的综合性能。对于耐高温油墨来说，它的连结料必须具备优异的耐热性，这样才能得到平整、保色性好的油墨膜层，否则在高温下则会发生热分解，导致油墨膜层出现开裂、粉化或变色等不良现象。由于单一树脂虽能有各自性能优异的地方，但同时又存在一些性能缺陷，因而本发明选择聚酯改性甲基苯基硅树脂以有效结合不同材料的优点，克服各自的缺点，它不仅具有甲基苯基硅树脂优异的热稳定性，还具有线型聚酯较好的柔韧性。固化剂可改善清漆的机械强度和耐化学试剂性能。相对于未加固化剂，加入固化剂后漆膜的附着力、硬度、耐丙酮擦拭、耐碱性等性能得到改善，本发明选择六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为固化剂。溶剂是清漆中具有挥发性的组分，它虽然不是油墨中的成膜物质，但是其溶解性及挥发速率直接影响清漆黏度、漆膜干燥速率、流平性、光泽度、附着力等性能。溶剂的溶解性主要是由溶剂和连结料树脂的极性决定。根据相似相容规律，本发明选择二甲苯和环己酮作为溶剂。在清漆制备中会产生气泡和泡沫，这样会导致涂层不平整，出现如针孔、缩孔、鱼眼等弊端，本发明通过加入有机硅消泡剂以解决上述问题。将本发明制得的清漆制作涂层后，通过实现得出：在高温300℃下，高温前后保色性极佳，低黄变， 附着力能达到0级，硬度4H，耐丙酮擦拭50次涂层无脱落，无变色，耐碱2H无变化，耐ITO蚀刻液24h涂层无脱落无起泡。
由于随着固化剂用量的增加，涂层的高温保色性将下降，因而需控制它的质量份数。随着有机硅消泡剂用量的增加，可消除鱼眼等问题，但是当用量过多时反而会造成漆膜表面出现缩孔、凹坑等弊端，因而本发明将其质量控制在0.5~1份。
优选地，所述聚酯改性甲基苯基硅树脂中有机硅预聚体的质量分数为62%。随着有机硅预聚体含量的增加，Si-O-Si结构保护层在漆膜表面富集，使内部结构不被破坏，因而热稳定性增加。但随着有机硅预聚体含量的增加，涂层附着力与硬度均呈下降趋势。综合考虑，当有机硅预聚体含量达到62%时，该发明制备的涂层在高温300℃下无黄变，并且漆膜在金相显微镜下放大100倍观察表面完整，无任何裂纹、起泡、变色等现象出现。
优选地，所述六甲氧基甲基三聚氰胺树脂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%。随着六甲氧基甲基三聚氰胺树脂用量的增加，涂膜的物理机械性能和耐化性均有进一步提高，但是涂层的高温保色性下降。而当六甲氧基甲基三聚氰胺树脂的用量占聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的5%时，涂层保色性优异，物理机械性能及耐化学试剂性能良好。
优选地，所述有机硅消泡剂占所述聚酯改性甲基苯基硅树脂质量的1%。
优选地，所述二甲苯与所述环己酮的质量比为1：1。
为实现较好的综合性能，优选地，所述高热稳定性油墨清漆各组成成分的质量配比为：聚酯改性甲基苯基硅树脂60份，二甲苯1.5份，环己酮1.5份，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份，辛基酚聚氧乙烯醚2份，聚四氟乙烯蜡1.5份，有机硅消泡剂0.6份。
优选地，所述有机硅消泡剂为改性聚硅氧烷。本发明中，改性聚硅氧烷含有气相二氧化硅成分可使消泡能力得到强化，具体机理是气泡的双分子膜层不能润湿气相二氧化硅固体粒子，造成其局部表面张力不稳定而致使双分子膜层破裂。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。