电脑键盘用高耐磨白色涂料的制作方法

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种电脑键盘用高耐磨白色涂料，可用于电脑键盘，解决UV镭雕后白色涂层耐磨性问题。

背景技术：

现有市面上的电脑键盘用白色涂料都为传统产品，耐磨性较差(耐512橡皮：500g*200次左右)，为了达到耐磨性的要求(耐512橡皮：500g*1000次)都是采用传统方法生产，传统工艺为字体白色喷涂→遮光黑喷涂→雷雕→哑光UV喷涂，即UV前镭雕，从而在UV涂层测试耐磨，满足电脑键盘涂层耐磨性的要求。

现有白色涂料产品应用于传统生产工艺，喷好底漆后要搬运至镭雕车间进行镭雕，镭雕后要人工擦试清除底漆表面杂质尘点，再搬运至喷涂车间罩UV，在两次的搬运过程中易产生刮伤、碰伤、在人工擦拭过程中表面清除不干净，造成喷UV后有杂质，表面效果不良，造成成品良率低。

随着电脑键盘行业的发展，客户对施工工艺、产品性能、产品良率、生产成本等提出了更高的要求；在劳动力成本越来越昂贵的今天，产品UV后镭雕可以缩短生产工序，工艺为字体白色喷涂→遮光黑喷涂→哑光UV喷涂→雷雕。

UV固化即紫外固化，UV是紫外线的英文缩写，固化是指物质从低分子转变为高分子的过程，利用UV紫外光的中、短波在UV辐射下，液态UV材料中的光引发剂受刺激变为自由基或阳离子，从而引发含活性官能团的高分子材料(树脂)聚合成不溶不熔的固体涂膜的过程，是一种20世纪60年代兴起的、环保的、低VOC排放的新技术。一般紫外光指的是波长在0-400nm范围内的不可见光波，UV固化所使用的紫外线波长在200-400nm。

由于UV涂层镭雕掉了，就需要白色涂层耐磨性需达到UV规格的耐磨要求，符合电脑键盘本身需要耐磨性高的特点，此类白色耐磨涂料已成为未来的一种发展趋势，现有的白色涂料已不能满足耐磨性高的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电脑键盘用高耐磨白色涂料，其结合无机材料与高分子材料复合材料技术，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的耐磨性能，并且与基材相容性好，耐溶剂性好，对环境污染小；并且能用于UV后镭雕工艺，流程简单，生产效率高，避免了人工操作带来的损坏，产品报废少，利于降低成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电脑键盘用高耐磨白色涂料，按重量份计，由以下组分组成：

所述聚四氟乙烯蜡粉的平均粒径为6微米、密度为0.9-1.0g/cm³。

本发明的聚四氟乙烯蜡粉具有较小的粒径，良好的流动性，良好的耐磨性，在涂料体系中有较好的分散性，利于本发明的涂料固化后的涂层表面张力低，减低涂层表面摩擦系数，提高涂层表面滑动性，增加涂层的耐磨次数。

上述技术方案中，所述钛白粉选择金红石型蓝相，平均粒径在4.0-4.5微米之间的钛白粉，其白度高、遮盖力强、光泽度高、容易研磨、储存性好、耐候性好不易黄变。

上述技术方案中，所述树脂热塑性丙烯酸树脂选用Tg点为80-100℃，羟基丙烯酸树脂选用OH值为30-40，保障涂层具有良好的附着力和耐磨耗性能。

上述技术方案中，所述稀释剂为酮类稀释剂、酯类稀释剂、苯类稀释剂、醚类稀释剂的中的一种或者几种混合物。本发明中，稀释剂可以调节体系粘度，调节涂料施工性，使各组分分散均匀，提高体系的协同性，从 而得到综合性能优良的高耐磨白色涂料。

上述技术方案中，所述蜡浆为PE蜡浆，其中固体物平均粒径为6-7微米，具有良好消光性、透明性、分散性、防沉性、改善涂层发花性。

涂料的耐磨性来源于耐磨填料以及耐磨填料与树脂体系的协同性。本发明所选热塑性丙烯酸树脂选用Tg点为80-100℃，羟基丙烯酸树脂选用羟基含量为OH值为30-40，保障涂层具有良好的附着力和耐磨耗性能。其中5-10份热塑性丙烯酸树脂保障涂层对PC素材的良好附着力，40-45份羟基丙烯酸树脂保障涂层具有良好耐磨耗性能和抗溶剂性能，这样的树脂搭配使附着力和耐磨都能满足要求，并且这样的树脂配比对钛白粉和蜡份具有良好的包覆性；4-6份蜡粉保障了在树脂对其满足包覆性的同时又能达到耐磨要求，蜡份过少耐磨NG，蜡份过多树脂对其包覆性差，容易脱漆，而且耐磨性耐溶剂性反而更差，因此树脂和蜡粉的用量需要恰当的匹配。羟基含量＝羟值/33。

上述技术方案中，分散剂为为含酸性基团的共聚物溶液，具有减少研磨过程所需时间并、使钛白粉分散体具有良好稳定性、使色相和着色力稳定、并防止浮色和发花具有酸催化功能。流平剂选用树脂型流平剂。

上述技术方案中，二氧化硅增稠剂混于树脂体系中，可调节体系的粘度，提供优异的涂覆性能，利于涂料的加工性提高；同时二氧化硅受树脂浸润性好，其表面偶极效应可与树脂产生界面作用，提高树脂的固化后性能，增加体系的耐磨性。

优选的，按重量份计，所述电脑键盘用高耐磨白色涂料由以下组分组成：

本发明还公开了上述电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将部分热塑性丙烯酸树脂、部分羟基丙烯酸树脂、部分稀释剂、分散剂与部分流平剂混合，第一次分散；然后依次加入钛白粉与二氧化硅增稠剂，第二次分散得到混合物；混合物经研磨处理后，加入部分稀释剂经过洗砂磨机处理后加入部分聚四氟乙烯蜡粉与部分蜡浆，第三次分散，得到色膏；

(2)按重量份，将剩余热塑性丙烯酸树脂、剩余羟基丙烯酸树脂、剩余稀释剂与剩余流平剂混合并分散；然后加入剩余聚四氟乙烯蜡粉与剩余蜡浆，第二次分散，得到基料；

(3)混合色膏与基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

上述技术方案中，步骤(1)，第一次分散转速为800-1000转/min，时间为10-15min；第二次分散转速为1000-1200转/min，时间为10-15min；第三次分散转速为1000-1200转/min，时间为30-50min；步骤(2)，第一次分散转速为800-1000转/min，时间为10-15min；第二次分散转速为1000-1200转/min，时间为30-50min。

上述技术方案中，步骤(1)混合物经研磨处理后，混合物细度小于10微米。

电脑键盘用涂料除了耐磨性要求之外，其对白色透光性也是关键性能，而且与耐磨性的绝对要求不同，不同场合、不同产品对白色透光性的要求不同，现有技术没有很好地符合该要求的方法，只有在生产时不断的修改调整配方，但是如此导致一次生产量小，生产批次多，造成产品品质不均匀性多，多批次的生产容易产生配方混淆，出货环节也易有差错；最终结果为生产耗时耗力、产品品质差异大，成品率低。本发明除了设计出新的耐磨白色涂料，还创造性的通过制备色膏与基料，解决了现有技术中无法满足不同白色透光性需要的难题。色膏、基料都可以批量生产，省时节力，降低成本，而且不会出错，一锅产品性能均衡；根据对白色透光性的要求，将色膏与基料进行调配即可得到满足各种白色透光要求的高耐磨白色透光涂料。

树脂是涂料性能的主要体现者，其不仅发挥自身的粘接、耐热冲击、耐候等基本性能，更主要的是协调涂料中所有组分的相容性，使各组分之间发挥界面效应，达到协同作用，避免某一组份不相容带来整体性能下降的缺陷。本发明的树脂体系组成合理，羟基丙烯酸树脂作为主体树脂使用，固化反应快与固化剂的交联密度高，有利于提高涂料的固化性能，具有优良的耐磨性和耐溶剂性；热塑性丙烯酸树脂对基材具有优良的附着力性能，能解决对PC素材附着力差的问题，同时也具有良好的快干性，来提高漆膜的干燥速度，与羟基丙烯酸树脂相结合使用，赋予涂料对电脑素材附着力好、耐磨耐醇优的性能。

涂料在施工和成膜过程中会发生一些物理、化学变化，这些变化及涂料本身的性质，将显著影响涂料的施工和应用性能。涂料施工后，会出现新的界面，如果涂料与底材之间的液/固界面的界面张力高于底材的临界表面张力，涂料就无法在底材上铺展，自然就会产生鱼眼、缩孔等缺陷；涂料固化时溶剂的挥发会导致在漆膜表面与内部之间产生温度、密度和表面张力差，这些差异进而导致产生漆膜内部的湍流运动，形成所谓旋涡，旋涡会导致产生桔皮；在含不止一种组分的体系，如果各组分的运动性存在一定差异，旋涡还很可能导致浮色和发花，垂直面施工会导致丝纹；在固化体系中，不只存在一种树脂，就可能在固化过程产生不溶性的胶粒，导致表面张力梯度形成。当填料加入涂料体系后，会加剧涂料体系上述流动和固化缺陷，不仅影响外观，同时也有损防护功能，如形成缩孔造成涂料层厚度不够、形成针孔会导致涂料层的不连续性，这些都会降低涂料与基材的粘接，会大大降低整个体系的粘接性、遮盖力。

本发明创造性的设计了新的耐磨白色涂料体系，树脂与添加剂，特别是颜填料之间相容性好，避免了涂料在流动与固化时产生外观、界面缺陷，有效提高了涂料与底材的粘接力；涂料体系稳定性好，不易变质，贮存后粘度变化小，对性能无影响；固化时反应性好，对于基材的施工性能好，光洁度高；固化后的耐溶剂侵蚀，并具有好的耐候性，长时间不变色、不发黄；固化后的涂料层具有优异的耐磨擦力(512橡皮，500gf≥1000次)。固化效果好，耐醇(500gf≥1000次)，耐磨檫，附着力高(3M胶带，≥4B)，耐高温高湿、耐水煮、耐冷热冲击性优。解决了现有白色涂料存在 的耐磨性差的难题。

另外，现有技术为了改善涂料与基材的界面效应，尽量减少上述缺陷，会在涂布涂料前对基材预处理；本发明无需对基材预处理，直接将新设计的涂料施工在基材，固化后的涂料层与基材粘接好，无界面缺陷，保证了产品外观美的同时，有效提高了耐磨性。

本发明中，分散剂为含酸性基团的共聚物溶液，具有减少研磨过程所需时间并、使钛白粉分散体具有良好稳定性、使色相和着色力稳定、并防止浮色和发花具有酸催化功能。钛白粉为金红石型蓝相平均粒径在4.0-4.5微米之间的钛白粉，不含卤素，其白度高、遮盖力强、光泽度高、容易研磨、储存性好、耐候性好不易黄变；流平剂为树脂型流平剂，其作用是促进涂层表面的流平，形成光滑的表面。

本发明添加剂用量低，特别是聚四氟乙烯蜡粉的用量低，有利于树脂对其的润湿包覆，从而避免出现脱漆、针孔、沙眼现象；保证涂料的流动性，提高涂料对基材的润湿能力，避免微观不粘现象的产生。与其余组分配合，可以有效提高涂料层的耐磨性，仅需12微米，即可具有优异的耐磨擦力(512橡皮，500gf≥1000次)。取得了意想不到的技术效果。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明首次公开的电脑键盘用高耐磨白色涂料，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的耐磨性能，并且与基材附着力好，在提高涂料耐磨、耐湿热性能的同时，保证了涂料的粘接性、易加工性、耐水煮、耐溶剂性，同时对环境污染小。

2.本发明公开的电脑键盘用高耐磨白色涂料仅需低量耐磨填料的量，依然取得了优异的耐磨，克服了现有需要大量耐磨填料的量依然不能提高耐磨性的缺陷，避免了现有产品存在的针孔、沙眼等膜层缺陷；并且涂料层薄，厚度为12微米即可即具有优异的耐磨擦力，512橡皮，500gf≥1000次，现有漆膜超过20微米依然无法有效耐磨，取得了意想不到的技术效果。

3.本发明提供的电脑键盘用高耐磨白色涂料使用时无需对PC素材进行预处理，仅需一次涂布即可达到耐磨效果，并且本发明的涂料可应用于产品UV后镭雕工艺，可以缩短生产工序，节省生产过程中的搬运，减少工序、缩短生产时间，节省搬运工时，同时也不会产生刮伤和碰伤的不良、 提高成品综合良率，克服了现有技术只能应用传统UV前镭雕工艺的缺陷，大大地节约了成本，保证了产品品质，从而大大降低企业生产成本为企业盈利，还能减少对环境的污染。

4.本发明提供的电脑键盘用高耐磨白色涂料各组分相容性好，有机物对无机材料、微粉填料浸润性佳，无集聚现象，避免了某一组份不协同带来的漆膜整体性能下降的缺陷；同时在固体填料的界面效应作用下，树脂体系固化效果好，获得了一定的增韧、增强，力学性能提高，从而得到了附着力、耐摩擦、耐溶剂、耐候性等综合性能优异的高耐磨白色涂料膜。

5.本发明创造性的通过制备色膏与基料，解决了现有技术中无法满足不同白色透光性需要的难题。色膏、基料都可以批量生产，省时节力，降低成本，而且不会出错，一锅产品性能均衡；根据对白色透光性的要求，将色膏与基料进行调配即可得到满足各种白色透光要求的高耐磨白色透光涂料。

6.本发明提供的电脑键盘用高耐磨白色涂料使用和储存方便，而且在满足高耐磨要求的前提下，白色只需一次涂布，厚度薄，用量少，对环境的污染更小，对人体的伤害更低；并且由于添加剂用量低，在树脂体系中浸润性好，有利于产品外观的提升，更适于工业化生产。

附图说明

图1为实施例一涂料固化后的附着力测试前后图；

图2为涂料固化后耐512橡皮测试前后图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

本实施例选用热塑性丙烯酸树脂(日本三菱LR7671)、羟基丙烯酸树脂(日本三菱LR7664)、分散剂(德国BYK110)、流平剂(德谦LA-539)、钛白粉(美国杜邦R-902)、二氧化硅增稠剂(德固赛A200)、聚四氟乙烯蜡粉(美国三叶AF-29)、蜡浆(日本岐阜T-10P-5)。

本实施例测试膜厚都是12微米(12微米耐磨能满足要求16微米更能满足要求，膜厚规定12-16微米符合行业施工特性)。

实施例一

电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将8份热塑性丙烯酸树脂、40份羟基丙烯酸树脂、10份甲苯、3份分散剂与0.5份流平剂混合，于分散机(1000转/min)25mins；然后依次加入30份钛白粉与0.5份二氧化硅增稠剂，于分散机(1200转/min)分散30mins，得到混合物；所得混合物经研磨处理(细度小于10微米)后加入10份丙酮；经过洗砂磨机处理后，加入5份聚四氟乙烯蜡粉与5份蜡浆，于分散机(800转/min)分散50mins，得到色膏；

(2)按重量份，将8份热塑性丙烯酸树脂、20份羟基丙烯酸树脂、10份四氢呋喃与1份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分散12mins；然后加入5份聚四氟乙烯蜡粉与5份蜡浆，于分散机(1200转/min)分散40mins；再加入10份PMA与15份羟基丙烯酸树脂，于分散机(1000转/min)分散12mins，得到基料；

(3)混合30份色膏与70份基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

实施例二

电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将5份热塑性丙烯酸树脂、45份羟基丙烯酸树脂、15份PMA、5份分散剂与0.8份流平剂混合，于分散机(800转/min)分散15mins；然后依次加入40份钛白粉与0.5份二氧化硅增稠剂，于分散机(1200转/min)分散26mins得到混合物；混合物经研磨处理(细度小于10微米)后加入10份四氢呋喃；经过洗砂磨机处理后加入4份聚四氟乙烯蜡粉与3份蜡浆，于分散机(1000转/min)分散45mins，得到色膏；

(2)按重量份，将10份热塑性丙烯酸树脂、15份羟基丙烯酸树脂、5份丁酮与1份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分散15mins；然后加入6份聚四氟乙烯蜡粉与8份蜡浆，于分散机(1200转/min)分散45mins；再加入10份PMA与20份羟基丙烯酸树脂，于分散机(800转/min)分散15mins，得到基料；

(3)混合25份色膏与75份基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

实施例三

电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将10份热塑性丙烯酸树脂、40份羟基丙烯酸树脂、10份丙酮、3份分散剂与0.5份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分 散15mins；然后依次加入30份钛白粉与01份二氧化硅增稠剂，于分散机(1200转/min)分散30mins得到混合物；混合物经研磨处理(细度小于10微米)后加入10份丁酮；经过洗砂磨处理后加入6份聚四氟乙烯蜡粉与3份蜡浆，于分散机(1000转/min)分散50mins，得到色膏；

(2)按重量份，将8份热塑性丙烯酸树脂、15份羟基丙烯酸树脂、6份二甲苯与0.6份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分散15mins；然后加入4.5份聚四氟乙烯蜡粉与6份蜡浆，于分散机(1200转/min)分散50mins；再加入7份二甲苯与18份羟基丙烯酸树脂，于分散机(1000转/min)分散10mins，得到基料；

(3)混合20份色膏份与80基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

实施例四

电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将9份热塑性丙烯酸树脂、42份羟基丙烯酸树脂、13份丁酮、7份分散剂与0.6份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分散25mins；然后依次加入38份钛白粉与0.6份二氧化硅增稠剂，于分散机(1200转/min)分散25mins得到混合物；混合物经研磨处理(细度小于10微米)后加入10份丙酮；经过洗砂磨处理后加入5份聚四氟乙烯蜡粉与4份蜡浆，于分散机(1000转/min)分散30mins，得到色膏；

(2)按重量份，将10份热塑性丙烯酸树脂、16份羟基丙烯酸树脂、9份丙酮与0.5份流平剂混合，于分散机(1000转/min)分散12mins；然后加入4.5份聚四氟乙烯蜡粉与8份蜡浆，于分散机(1200转/min)分散45mins；再加入10份丁酮与15份羟基丙烯酸树脂，于分散机(1000转/min)分散10mins，得到基料；

(3)混合15份色膏与85份基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

实施例五

电脑键盘用高耐磨白色涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将6份热塑性丙烯酸树脂、44份羟基丙烯酸树脂、20份丁酮、3份分散剂与0.5份流平剂混合，于分散机(800转/min)分散15mins；然后依次加入32份钛白粉与0.5份二氧化硅增稠剂，于分散机(1000转/min)分散30mins得到混合物；混合物经研磨处理(细度小于 10微米)后加入10份丁酮；经过洗砂磨处理后加入6份聚四氟乙烯蜡粉与3份蜡浆，于分散机(800转/min)分散50mins，得到色膏；

(2)按重量份，将6份热塑性丙烯酸树脂、42份羟基丙烯酸树脂、8份苯与1份流平剂混合，于分散机(800转/min)分散15mins；然后加入4份聚四氟乙烯蜡粉与8份蜡浆，于分散机(1200转/min)分散45mins；再加入10份甲苯与20份羟基丙烯酸树脂，于分散机(1000转/min)分散10mins，得到基料；

(3)混合12份色膏与88份基料，即得到电脑键盘用高耐磨白色涂料。

实施例六

将上述电脑键盘用高耐磨白色涂料通喷涂在基材(电脑键盘用PC)表面；然后于60度固化30分钟，即得到高耐磨白色涂料膜，膜厚为12-16微米。

对上述固化后的高耐磨白色涂料膜进行外观检测，膜厚12-16微米，白色，涂层无针孔，沙眼，透光，缩油等不良。

耐醇(500gf)、附着力(3M610胶带，百格法)、耐磨檫(512橡皮，500gf)、耐水煮(60度2小时)、耐高温高湿(温度60度、湿度90％放置96小时)、耐冷热冲击(室温1hr降到-40℃，-40℃保持1hr，然后在2hr内从-40℃升温至80℃保持1hr)、耐人工汗液(将测试物件浸于制备好的人工汗液内，常温放置24H观察表面)以及耐盐雾(5％氯化钠喷雾试验96小时)测试，结果见表1，可以看出本发明的电脑键盘用高耐磨白色涂料具有好的力学性能、耐磨性能、耐溶剂、耐冷热冲击并且涂料与基材粘接性好，特别是水煮、耐高温高湿以及盐雾测试后，涂料与基材的附着力依然＞4B、对环境污染小，改善基材的外观。解决了现有白色涂料耐磨性差的问题，使白色涂层耐磨性和UV涂层相同，满足行业测试要求。本发明的产品便于客户生产施工，降低企业生产成本，为企业盈利。

附图1为实施例一涂料固化后的附着力测试前(A)后(B)图，可以看出，本发明涂料固化后附着力大，达到5B。

附图2为现有涂料固化后耐512橡皮测试前(A)后(B)图以及实施例二涂料固化后的耐512橡皮测试前(C)后(D)图，可以看出，本发明涂料固化后耐摩擦性能好。

表1 PC基材上面UV镭雕后白色涂层性能参数

以上结果表面本发明的电脑键盘用高耐磨白色涂料组成合理，各组分协调性好，体系综合性能优异，并且粘度适用于喷涂工艺，贮存性好。本发明的体系无需提高耐磨填料等组分用量，在12-16微米的厚度下，就满足产品耐磨要求，适合于电脑键盘UV后镭雕工艺，取得了意想不到的技术效果。