[发明专利]单液型涂料及高光泽涂层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高光泽涂层，更具体涉及其应用的单液型涂料。

背景技术

当施加入射角60度的可见光于涂层后，以泛用光泽度计于反射角60度 的位置测量反射光的光强度。若光强度超过90％，甚至达到100％的全反射， 则此涂层即所谓的高光泽涂层。目前高光泽涂层应用的主要涂料为双液型涂 料。所谓的双液型涂料，一般包含树脂、硬化剂、颜料、以及其它加工助剂。 硬化剂的种类端视树脂种类而定，若树脂为环氧树脂，则硬化剂为阳离子型 硬化剂。若树脂为丙烯酸类树脂(俗称压克力)，则硬化剂为自由基型起始剂 如热起始剂或光起始剂。若树脂为聚氨酯，则硬化剂可为胺类或醇类如二元 醇、三元醇、或多元醇。一般而言，双液型的熟化时间需三天以上，提高了 时间成本且不利于量产。然而，若采用不需硬化剂的单液型涂料，虽然可以 缩短熟化时间，但无法达到高光泽的需求。综上所述，目前亟需一种涂料， 可同时兼顾短熟化时间及高光泽这两种需求。

发明内容

本发明提供一种单液型涂料，包括颜料溶液与聚氨酯溶液；其中聚氨酯 溶液为聚氨酯树脂溶于混合溶剂中；颜料溶液为纳米级颜料分散于丙二醇甲 基醚乙酸酯中。

本发明还提供一种高光泽涂层的形成方法，包括将聚氨酯树脂溶于混合 溶剂中，形成聚氨酯溶液；将纳米级颜料分散于丙二醇甲基醚乙酸酯中，形 成颜料溶液；将聚氨酯溶液加入颜料溶液中，形成单液型涂料；将单液型涂 料喷涂于物件上；低温烘烤单液型涂料成膜；以及将物件置于湿气环境中硬 化单液型涂料，以形成高光泽涂层。

具体实施方式

在本发明的高光泽涂层的形成方法中，首先制备聚氨酯溶液。将聚氨酯 树脂(polyurethane，PU)溶于混合溶剂中即可形成聚氨酯溶液。如前所述，可 通过添加硬化剂如胺类或醇类来硬化聚氨酯。但此种作法即所谓的双液型涂 料，将大幅延长熟化时间。另一种硬化方式为高热硬化法。然而某些物件如 显示器框架的常见材料在超过65℃后将扭曲变形，因此涂料在喷涂或涂布于 上述物件后不适合采用高热硬化法。因此本发明的聚氨酯采用的硬化法为湿 气硬化法，主要利用空气中的湿气作为聚氨酯的硬化剂。此种作法不需额外 添加硬化剂，可简化作业复杂度，同时将熟化时间缩短至3-6小时，可大幅 降低作业的周期时间(cycle time)。在本发明一实施例中，聚氨酯的异氰酸酯 基约占5至7重量百分比，且聚氨酯基的分子量约介于2000至20000之间。 用以溶解聚氨酯树脂的混合溶剂与聚氨酯树脂的重量比例约介于2∶1至1∶1 之间。混合溶剂需考量到与聚氨酯树脂的兼容性以及适中的挥发度及沸点。 在本发明一实施例中，混合溶剂的沸点约介于70℃至150℃之间，如7重量 份丙二醇甲基醚乙酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)、3重量份C_2-8醇类、以及5重量份C_2-5酯类的混合物。必须注意的是，在烘烤温度需低于 65℃以避免物件变形的情况下，若混合溶剂的沸点太高，则需较久的低温烘 烤时间以去除混合溶剂。但若混合溶剂的沸点太低，则快速挥发的有机溶剂 将造成涂层表面产生凹凸不平的现象。

将纳米级颜料分散于丙二醇甲基醚乙酸酯中，即可形成颜料溶液，分散 的方式可为常见的机械搅拌分散，也可添加研磨珠进行珠磨分散。纳米级颜 料的粒径约介于50nm至500nm之间，如全球纳米技研所售的90s、52s、或 32s。用以分散纳米级颜料的丙二醇甲基醚乙酸酯与纳米级颜料的重量比例 约介于2∶1至8∶1之间。

在这必须说明的是，上述颜料溶液与聚氨酯溶液的置备顺序并无先后之 分，也可同时置备。将聚氨酯溶液加入颜料溶液中即形成单液型涂料。在本 发明一实施例中，聚氨酯溶液与颜料溶液的重量比例约介于1∶2至3∶1之间。 必须注意的是，若上述混合为少量置备如小于2kg，则将聚氨酯溶液加入颜 料溶液或者将颜料溶液加入聚氨酯溶液的差异不大。但上述混合步骤若为大 量置备，如大于工业等级的10kg，则此混合步骤必须将聚氨酯溶液加入颜料 溶液中，其形成的单液型涂料在形成涂层后才具有高光泽性。这是因为在将 颜料溶液加入聚氨酯溶液时，相对少量的纳米级颜料会被聚氨酯包覆住，因 此无法展现应有的光泽度。