一种耐加工水性玻璃保护油墨及制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108084788 A(43)申请公布日 2018.05.29

(21)申请号 201810003852.4(22)申请日 2018.01.03

(71)申请人 厦门蓝科电子科技有限公司

地址 361000 福建省厦门市同安区新民镇

梧侣社区同辉路570号1区(72)发明人 郑文中　翁青松　(51)Int.Cl.

C09D 11/107(2014.01)C09D 11/102(2014.01)C09D 11/03(2014.01)

权利要求书1页 说明书6页

CN 108084788 A(54)发明名称

一种耐加工水性玻璃保护油墨及制备方法(57)摘要

本发明提供了一种耐加工的水性玻璃保护油墨以及制备方法与应用，包括以下质量百分比的原料：聚氨酯水性乳液，3%-35%，丙烯酸树脂溶液，40%-85%，触变剂，2.0%-15%，流平剂，0.1%-1.5%，消泡剂，0.1%-1.7%，附着力促进剂，0.1%-1.5%，羧酸酯，0.1%-5.5%，羧酸盐，0.1%-1.5%，锌盐，0.1%-1.0%，水性色浆，0.2%-5.0%，缔合型聚氨酯增稠剂1%-20%。本发明既保证了油墨对玻璃的黏附力，又保证了油墨的耐碱性切割保护液的性能，即该综合性能满足加工中保护要求，并且在加工完毕后能够用pH＞11性中等的碱液容易地去除干净，得到的玻璃的良品率高，具有水性环保，低耗能，无毒无残留，操作方便快速，成本低等优点。

CN 108084788 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，包括以下百分比数量的原料：聚氨酯水性乳液，3%-35%，丙烯酸树脂溶液，40%-85%，触变剂，2.0%-15%，流平剂，0.1%-1.5%，消泡剂，0.1%-1.7%，附着力促进剂，0.1%-1.5%，羧酸酯，0.1%-5.5%，羧酸盐，0.1%-1.5%，锌盐，0.1% -1.0%，水性色浆，0.2%-5.0%，缔合型聚氨酯增稠剂 1%-20% ，水，余量。

2.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的丙烯酸树脂溶液是指中和度为30-80%的丙烯酸树脂溶液，其主要特征为：是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、四甲基氢氧化氨、四甲基氢氧化钾、四甲基氢氧化钠、氨水、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或几种混合物。

3.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的触变剂，其主要特征为：是凹凸棒土、气相法二氧化硅、膨润土中的一种或几种混合物。

4.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的流平剂，其主要特征为：是聚醚改性有机硅流平剂。

5.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的消泡剂，其主要特征为：有机硅消泡剂。

6.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的附着力促进剂，其主要特征为：硅烷偶联剂，其结构为RSi(OM)3，其中M为甲基或乙基，R为改性有机基团，优选M为甲基，R为环氧改性饱和有机基团。

7.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的羧酸酯，其主要特征为：羧酸酯的结构为R’COOR’’，其中R’为C12到C20的饱和或不饱和有机基团，R’’为C1到C4的饱和有机基团。

8.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的羧酸盐，其主要特征为：羧酸盐的结构为R’COON，其中R’为C12到C20的饱和或不饱和有机基团，N为钠离子、钾离子、锂离子、钙离子、镁离子、铵离子中的一种或几种混合物。

9.根据权利要求1所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的锌盐，其主要特征为：是氯化锌、硫酸锌的一种或两种混合物。

10.一种制备权利要求1-9任一项所述的耐加工的水性玻璃保护油墨的制备方法，其特征在于：包括以下工序：将用碳酸钠中和，中和度为30-80%的丙烯酸树脂溶解在水中，得到的丙烯酸树脂溶液：将锌盐搅拌溶解成质量浓度为0.1-1%的水溶液：在油墨分散机内依次加入聚氨酯水性乳液，步骤（1）中和的丙烯酸树脂溶液，增稠剂，用80-120RPM的速度混合30min使物料均匀：依次加入流平剂，消泡剂，偶联剂，羧酸酯，用80-120RPM 的速度混合20min使物料均匀：加入羧酸金属盐，先用50-60RPM的速度搅拌10分钟后，再用80-120RPM 的速度混合20min使物料均匀：慢慢加入锌盐水溶液，边加料边用50-60RPM的速度混合，加完后再搅拌混合10min：加入水性色浆，在80-120RPM的速度下混合20min，使物料均匀。

11.一种权利要求1-9所述的耐加工水性玻璃保护油墨，如权利要求10所述的方法制备的耐加工水性玻璃保护油墨应用。

2

CN 108084788 A

说　明　书

一种耐加工水性玻璃保护油墨及制备方法

1/6页

技术领域

[0001]本发明涉及玻璃保护油墨领域，具体说是提供一种水性玻璃保护油墨，应用于玻璃切割、CNC、精雕等加工过程中起到保护作用的水性玻璃油墨，除此之外，本发明还提供了本发明水性油墨的制备方法。

背景技术

[0002]随着智能电子产品对屏膜分辨率要求越来越高，对玻璃视窗加工要求也越来越高，此外，在手机盖板玻璃等的切割中，为了防止玻璃的损伤，需要对玻璃进行临时保护，目前常用可剥蓝胶或紫外光固化油墨进行保护，但是存在容易发生剥离后玻璃上有白雾脏污有残胶等问题，因此有人提出采用水性保护油墨对玻璃在CNC加工时进行临时保护，用来克服以上两种保护方式的缺陷，但玻璃CNC切割磨边等加工时为了防止玻璃崩裂等问题，采用了碱性保护液体，目前已经有的常见的水性玻璃保护油墨耐不了这种碱性保护液体，容易产生溶解以及边缘起边爆开，引起玻璃损伤等问题，如：

CN201210274017.7公开了一种玻璃保护油墨及其制备方法，其按重量百分比包括以下组份：聚氨酯丙烯酸树脂10%～30%；环氧丙烯酸树脂5%～30%；酚醛树脂5%～40%；丙烯酸单体20%～50%；引发剂2%～10%；附着力促进剂1%～5%；触变剂1%～5%；分散剂0.5%～2%；表面活性剂0.2%～4%；颜料1%～5%以及填料10%～30%。

[0003]CN201210158938.7提供一种可水解的UV保护油墨。其按重量份计由以下组分混合后制成：改性有机硅丙烯酸树脂30-48、改性环氧丙烯酸树脂6-15、异冰片基丙烯酸酯5-12、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10-15、氯化橡胶5-12、草绿色颜料7-15、硅烷偶联剂2-5、消泡剂0.1-0.5、流平剂0.5-1.0、阻聚剂0.02-0.04、碳酸钙5-15、369光引发剂2-8。[0004]CN201210274017.7公开了一种玻璃保护油墨及其制备方法，其按重量百分比包括以下组份：聚氨酯丙烯酸树脂10%～30%；环氧丙烯酸树脂5%～30%；酚醛树脂5%～40%；丙烯酸单体20%～50%；引发剂2%～10%；附着力促进剂1%～5%；触变剂1%～5%；分散剂0.5%～2%；表面活性剂0.2%～4%；颜料1%～5%以及填料10%～30%。[0005]CN201510236810.1《一种水溶性保护油墨及其制作方法》，根据该发明的描述，该种水性油墨能够用水溶解也能够用碱液溶解脱离，因此不耐CNC加工中切割保护液体的浸泡和侵蚀。

[0006]为了克服以上问题，发明人经过反复实验，找到了一种能耐CNC加工的水性玻璃保护油墨的配方，该保护油墨气味低，固化后表面光滑，耐磨，耐水，耐CNC加工中磨削液的浸泡和侵蚀，加工中不溶解不起边不爆开，加工完毕后可以方便地用pH＞11的碱液脱离干净。发明内容

[0007]本发明采用的技术方案为：

一种耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，包括以下百分比数量的原料：聚氨酯水性乳液，3%-35%，丙烯酸树脂溶液，40%-85%，触变剂，2.0%-15%，流平剂，0.1%-1.5%，消泡剂，

3

CN 108084788 A

说　明　书

2/6页

0.1%-1.7%，附着力促进剂，0.1%-1.5%，羧酸酯，0.1%-5.5%，羧酸盐，0.1%-1.5%，锌盐，0.1% -1.0%，水性色浆，0.2%-5.0%，缔合型聚氨酯增稠剂1-20%, 水：余量。[0008]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的丙烯酸树脂溶液是指中和度为30-80%的丙烯酸树脂溶液，其主要特征为：是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、四甲基氢氧化氨、四甲基氢氧化钾、四甲基氢氧化钠、氨水、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或几种混合物。[0009]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的触变剂，其主要特征为：是凹凸棒土、气相法二氧化硅、膨润土中的一种或几种混合物。[0010]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的流平剂，其主要特征为：是聚醚改性有机硅流平剂优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的消泡剂，其主要特征为：有机硅消泡剂。[0011]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的附着力促进剂，其主要特征为：硅烷偶联剂，其结构为RSi(OM)3，其中M为甲基或乙基，R为改性有机基团，优选M为甲基，R为环氧改性饱和有机基团优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的羧酸酯，其主要特征为：羧酸酯的结构为R’COOR’’，其中R’为C12到C20的饱和或不饱和有机基团，R’’为C1到C4的饱和有机基团。[0012]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的羧酸盐，其主要特征为：羧酸盐的结构为R’COON，其中R’为C12到C20的饱和或不饱和有机基团，N为钠离子、钾离子、锂离子、钙离子、镁离子、铵离子中的一种或几种混合物。[0013]优选，所述的耐加工的水性玻璃保护油墨，其特征在于，所述的锌盐，其主要特征为：是氯化锌、硫酸锌的一种或两种混合物。

[0014]一种耐加工的水性玻璃保护油墨的制备方法，其特征在于：包括以下工序：

1）将用碳酸钠中和，中和度为30-80%的丙烯酸树脂溶解在水中，得到的丙烯酸树脂溶液。

[0015]2）将锌盐搅拌溶解成质量浓度为0.1-1%的水溶液。[0016]3）在油墨分散机内依次加入聚氨酯水性乳液，步骤（1）中和的丙烯酸树脂溶液，增稠剂，用80-120RPM的速度混合30min使物料均匀。[0017]4）依次加入流平剂，消泡剂，偶联剂，羧酸酯，用80-120RPM 的速度混合20min使物料均匀。[0018]5）加入羧酸金属盐，先用50-60RPM的速度搅拌10分钟后，再用80-120RPm 的速度混合20min使物料均匀。[0019]6）慢慢加入锌盐水溶液，边加料边用50-60RPM的速度混合，加完后再搅拌混合10min。[0020]7）加入水性色浆，在80-120RPM的速度下混合20min，使物料均匀。[0021]一种耐加工的水性玻璃保护油墨的制备方法，其特征在于：

1）采用水溶性的聚氨酯水溶液和碱液中和得到的丙烯酸酯树脂溶液复配做连接料。[0022]2）用水溶性的聚氨酯水溶液来提高保护油墨烘干膜对玻璃的粘结力和成膜性，用碱液中和得到的丙烯酸酯树脂溶液提高保护油墨在完成加工后用碱液脱离的性能。[0023]3）采用聚氨酯缔合型增稠剂和有机硅流平剂以及有机硅消泡剂等来让该水性油

4

CN 108084788 A

说　明　书

3/6页

墨有良好的丝网印刷性能，触变性能良好，没有气孔，玻璃切割打磨加工时保护液体不会渗入保护油墨内部引起玻璃损伤。[0024]4）采用含有附着力促进剂和玻璃碱性表面的化学亲和力来增加油墨和玻璃的粘结力。

[0025]5）用羧酸盐和锌盐水溶液来提高油墨的耐水耐磨等性能。羧酸盐可以在油墨烘干后，在油墨的表层提供较好的耐水性能，而锌盐可以和油墨中的丙烯酸树脂进行交联反应，提高油墨的耐磨性能。[0026]6）用羧酸酯能在保证油墨的附着力和耐加工性能的同时，让油墨能更好地用pH大于11的碱液脱离干净。[0027]具体实施方式为：

实施例一：

以下各原料按质量百分比：聚氨酯水性乳液：20%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液（中和度80%）：40%凹凸棒土：8.5%

聚醚改性有机硅流平剂：0.9%有机硅消泡剂：0.6%硅烷偶联剂：0.8%硬脂酸甲酯：0.8%硬脂酸钠：0.3%氯化锌：0.2%水性色浆：0.8%

缔合型聚氨酯增稠剂： 10%余量：17.1%1）将丙烯酸树脂溶解在水中，得到的丙烯酸树脂溶液。[0028]2）将锌盐搅拌溶解成质量浓度为0.2%的水溶液。[0029]3）在油墨分散机内依次加入聚氨酯水性乳液，缔合型聚氨酯增稠剂，步骤1）中和的丙烯酸树脂溶液，用120RPM的速度混合30min使物料均匀。[0030]4）依次加入流平剂，消泡剂，偶联剂，羧酸酯，用120RPM 的速度混合20min使物料均匀。

[0031]5）加入羧酸金属盐，先用60RPM的速度搅拌10分钟后，再用20RPM 的速度混合20min使物料均匀。[0032]6）慢慢加入锌盐水溶液，边加料边用50-60RPM的速度混合，加完后再搅拌混合10min。[0033]7）加入水性色浆，在120RPM的速度下混合20min，使物料均匀。[0034]制作完成后，丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为H，百格法测试附着力为100%，泡在常温的水中72小时以上后百格法测试附着力为100%，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后测试百格附着力为5B，用pH值在12的温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下10分钟左右脱离干净。

5

CN 108084788 A[0035]

说　明　书

4/6页

实施例二：

以下各原料按质量百分比：聚氨酯水性乳液：3%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液（中和度80%）：85%凹凸棒土：2%

聚醚改性有机硅流平剂：0.3%有机硅消泡剂：0.5%硅烷偶联剂：1.0%硬脂酸甲酯：1.0%硬脂酸钠：0.2%氯化锌：1.0%水性色浆：0.8%

缔合型聚氨酯增稠剂： 4%余量：1.2%

按实施例1中的制备油墨的方法制备水性油墨。[0036]将该水性油墨丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为H，百格法测试附着力为100%，泡在常温的水中72小时以上后百格法测试附着力为100%，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后测试百格附着力为5B，用pH值在13，温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下8分钟左右脱离干净。[0037]实施例三：

以下各原料按质量百分比：聚氨酯水性乳液：35%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液（中和度80%）：45%凹凸棒土：5%

聚醚改性有机硅流平剂：0.3%有机硅消泡剂：0.5%硅烷偶联剂：1.0%硬脂酸甲酯：5.5%硬脂酸钠：1.5%氯化锌：1.0%水性色浆：2.0%

缔合型聚氨酯增稠剂： 3%余量：0.2%

按实施例1中的制备油墨的方法制备水性油墨。[0038]制作完成后，丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为H，百格法测试附着力为100%，泡在常温的水中72小时以上后百格法测试附着力为100%，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后测试百格附着力为5B，用pH值在11的,温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下15分钟左右脱离干净。[0039]实施例四：

6

CN 108084788 A

说　明　书

5/6页

以下各原料按质量百分比：聚氨酯水性乳液：20%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液（中和度80%）：38.2%凹凸棒土：5%

聚醚改性有机硅流平剂：0.3%有机硅消泡剂：0.5%硅烷偶联剂：1.0%硬脂酸甲酯：5.5%硬脂酸钠：1.5%氯化锌：1.0%水性色浆：2.0%

缔合型聚氨酯增稠剂： 20%余量：5.0%

按实施例1中的制备油墨的方法制备水性油墨。[0040]制作完成后，丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为H，百格法测试附着力为100%，泡在常温的水中72小时以上后百格法测试附着力为100%，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后测试百格附着力为5B，用pH值在12的,温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下10分钟左右脱离干净。[0041]以上四个实施例子，经过制作后，丝网印刷在玻璃上，经过厂家用烘箱或隧道炉烘干水分后，进行玻璃的CNC切割加工打磨等，油墨都附着良好，加工完成后可以用pH大于11的氢氧化钠水溶液超声波清洗去干净，玻璃完好无伤。[0042]对比例一：

聚氨酯水性乳液：30%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液：45%增稠剂：11.5%流平剂：1.0%消泡剂：0.8%偶联剂：0.6%高级羧酸酯：2.2%水性色浆：1.5%余量：水

制作完成后，丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为HB，百格法测试附着力为90%，泡在常温的水中72小时以上后，用百格法测试附着力为4B，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后，用百格法测试附着力为3B，用pH值在11 以上的温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下10分钟左右脱离干净。[0043]这个对比例子，经过制作后，丝网印刷在玻璃上，用烘箱烘干水分后，进行玻璃的CNC切割加工打磨等，油墨附着稍差，加工中有油墨被玻璃切割保护液溶解脱离的现象，加工完成后玻璃有损伤。[0044]对比例二：

7

CN 108084788 A

说　明　书

6/6页

聚氨酯水性乳液：30%

碳酸钠中和得到的丙烯酸树脂溶液：45%增稠剂：11.5%流平剂：1.0%消泡剂：0.8%偶联剂：0.6%

高级羧酸金属盐：0.7%锌盐：0.9%水性色浆：1.5%余量：水

制作完成后，丝网印刷在玻璃上，用90℃的烘箱烘干15分钟后，冷却，测试表面硬度为H，百格法测试附着力为5B，泡在常温的水中72小时以上后，用百格法测试附着力为5B，泡在玻璃CNC切割保护液体中0.5小时后，用百格法测试附着力为5B，用pH值在11 以上的温度在50-60℃的氢氧化钠溶液超声波下10分钟左右大部分脱离干净，有少量残留。[0045]这个对比例子，经过制作后，丝网印刷在玻璃上，用烘箱烘干水分后，进行玻璃的CNC切割加工打磨等，油墨附着良好，加工中没有油墨被玻璃切割保护液溶解脱离的现象，但最后用PH大于11左右的氢氧化钠溶液没有脱离干净。

8