一种紫外线光固化防雾涂料及其制备方法

摘要

本申请人提供了一种紫外线光固化防雾涂料，由如下重量份数的原料组成：亲水性处理后的二氧化硅微球：50～60份；亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯：7～12份；丙酮：20～30份；水性单体：8～12份；光引发剂：0.9～1.2份。本发明采用特殊表面修饰的亲水性二氧化硅微球搭配特殊亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯，耐溶剂性好，耐紫外光照射，亲水性优异，耐水性持久，防雾能力优异。

权利要求

1.一种紫外线光固化防雾涂料，其特征在于由如下重量份数的原料组成：亲水性处理后的二氧化硅微球：50～60份；

亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯：7～12份；

丙酮：20～30份；

水性单体：8～12份；

光引发剂：0.9～1.2份；

对二氧化硅微球进行亲水性处理的方法为：

(1)将粒径为15～30nm的二氧化硅微球与异氰酸酯型三甲氧基硅烷进行反应，反应摩尔比控制在100:15～25；反应温度控制在60～70℃，反应时间6～8小时；用HCl做催化剂，pH值调节在2～3；搅拌速度控制在500～600rpm；

(2)将步骤(1)所得产物与甲基丙烯酸羟乙酯反应，摩尔比例控制在1:1.1～1.2；反应温度控制在70～80℃，反应至异氰酸基团反应完全；搅拌速度控制在500～600rpm；所述二氧化硅微球选自X21-B1022。

2.根据权利要求1所述的紫外线光固化防雾涂料，其特征在于所述亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯选自EB8702；所述水性单体选自HEMA即甲基丙烯酸羟乙酯；所述光引发剂选自Irgacure754。

3.权利要求1～2任一项所述的紫外线光固化防雾涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为：(1)将除了丙酮以外的原料混合后搅拌均匀；

(2)使用丙酮调节至合适粘度后直接喷涂或淋涂均可。

4.根据权利要求3所述的紫外线光固化防雾涂料的制备方法，其特征在于所述合适粘度是指NK-2：8-9秒。

说明书

一种紫外线光固化防雾涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及紫外光固化涂料技术领域，尤其是涉及一种紫外线光固化的防雾涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 防雾涂料属于一种功能性的涂料，它多适用于透明材料的表面，例如冬天窗户玻璃上、汽车风檔玻璃、浴室玻璃、塑料大棚等。由于温差，透明材料的两侧常出现一定的温差，温度低的表面水分的饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压，从而引起水汽向物体表面聚集产生雾，影响透明材料的透光率，影响视线。

[0003] 目前，国内外市场大多采用热固型防雾体系，由于配方原因，热固体系需要高温交联，导致大部分透明薄膜材料发生变形，而UV固化防雾涂层预热温度低，适用于热敏材料。开发一种不易发生变形的涂料迫在眉睫。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种紫外线光固化防雾涂料及其制备方法。本发明采用特殊表面修饰的亲水性二氧化硅微球搭配特殊亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯，耐溶剂性好，耐紫外光照射，亲水性优异，耐水性持久，防雾能力优异。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 本申请人提供了一种紫外线光固化防雾涂料，由如下重量份数的原料组成：

[0007] 亲水性处理后的二氧化硅微球：50～60份；

[0008] 亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯：7～12份；

[0009] 丙酮：20～30份；

[0010] 水性单体：8～12份；

[0011] 光引发剂：0.9～1.2份。

[0012] 所述二氧化硅微球选自X21-B1022；所述亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯选自EB8702；所述水性单体选自HEMA即甲基丙烯酸羟乙酯；所述光引发剂选自Irgacure754。

[0013] 对二氧化硅微球进行亲水性处理的方法为：

[0014] (1)将粒径为15～30nm的二氧化硅微球与异氰酸酯型三甲氧基硅烷进行反应，反应摩尔比控制在100:15～25；反应温度控制在60～70℃，反应时间6～8小时；用HCl做催化剂，pH值调节在2～3；搅拌速度控制在500～600rpm；

[0015] (2)将步骤(1)所得产物与甲基丙烯酸羟乙酯反应，摩尔比例控制在1:1.1～1.2；反应温度控制在70～80℃，反应至异氰酸基团反应完全；搅拌速度控制在500～600rpm。

[0016] 本申请人还提供了所述的紫外线光固化防雾涂料的制备方法，具体步骤为：

[0017] (1)将除了丙酮以外的原料混合后搅拌均匀；

[0018] (2)使用丙酮调节至合适粘度后直接喷涂或淋涂均可。

[0019] 所述合适粘度是指NK-2：8-9秒。

[0020] 本发明有益的技术效果在于：

[0021] 本发明提供的防雾涂料以亲水基团的高分子材料为主要成分，配以其它功能性树脂和其它助剂调制而成，通过紫外光固化，具有防雾功能。亲水性防雾涂料使物体表面呈亲水化，再利用防雾涂料中的亲水基团因子对水进行亲和吸附，并降低水的表面张力，减小水分子与物体表面的接触角，使水汽还没有在物体表面集聚成细小水珠之前，就会润湿、扩散或者吸附于物体表面，形成一层超薄的透明水膜，并且不再对入射光线产生散射的作用，不干扰人的视线，从而达到防雾的目的。

[0022] 本发明特殊处理的亲水性二氧化硅微球是通过异氰酸酯型新型硅烷水解后接枝到初级二氧化硅微球上，该反应完成后再进行丙烯酸酯化引入双键。采用不同的反应物比例调节亲水性和官能度，在整个反应中水份控制和温度控制得到稳定的亲水性和反应性的预聚物。目前市场上的二氧化硅微球大多未经过表面修饰或修饰的方法与本文中的修饰方法或处理方法有非常大的差异，原始的二氧化硅微球属于无机物，只有经过预处理的二氧化硅微球才能参与UV固化使产品更稳定。本发明特殊表面修饰的亲水性二氧化硅微球搭配特殊亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯，使漆膜具备长的防雾时效性，耐擦性和耐水洗性。

[0023] 本发明所用UV光固化树脂表面自由能高，防雾效果好，整体机械强度高，效力长，较为耐擦、耐磨、耐溶剂等优点，附着力优良，吸水后仍保持优良的透光性和图象保真率。本产品广泛用于PC，PET，玻璃等素材上。

具体实施方式

[0024] 下面结合实施例，对本发明进行具体描述。

[0025] 实施例1：

[0026] 本申请人提供的紫外线光固化防雾涂料，由以下原料组成：

[0027] 亲水性处理的二氧化硅微球：60g；

[0028] 亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯(型号：EB8702)：12g；

[0029] 丙酮：30g；

[0030] 水性单体(HEMA)：12g；

[0031] 光引发剂(Irgacure754)：1.2g。

[0032] 对二氧化硅微球进行亲水性处理的方法为：

[0033] (1)粒径为30nm的二氧化硅微球(型号：X21-B1022)与异氰酸酯型三甲氧基硅烷进行反应，反应摩尔比控制在100:25；反应温度控制在70℃，反应时间8小时；用HCl做催化剂，pH值调节在3；搅拌速度控制在600rpm；

[0034] (2)将步骤(1)所得产物与甲基丙烯酸羟乙酯反应，摩尔比例控制在1:1.2；反应温度控制在80℃，反应至异氰酸基团反应完全；搅拌速度控制在600rpm。

[0035] 紫外线光固化防雾涂料的制备方法为：

[0036] (1)将除了丙酮以外的原料混合后搅拌均匀；

[0037] (2)使用丙酮调节至合适粘度后直接喷涂或淋涂均可，其中合适粘度是指NK-2：8-9秒。

[0038] 实施例2

[0039] 本申请人提供的紫外线光固化防雾涂料，由以下原料组成：

[0040] 亲水性处理的二氧化硅微球：55g；

[0041] 亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯(型号：EB8702)：9g；

[0042] 丙酮：25g；

[0043] 水性单体(HEMA)：10g；

[0044] 光引发剂(Irgacure754)：1g。

[0045] 对二氧化硅微球进行亲水性处理的方法为：

[0046] (1)粒径为20nm的二氧化硅微球(型号：X21-B1022)与异氰酸酯型三甲氧基硅烷进行反应，反应摩尔比控制在100:20；反应温度控制在65℃，反应时间7小时；用HCl做催化剂，pH值调节在2；搅拌速度控制在550rpm；

[0047] (2)将步骤(1)所得产物与甲基丙烯酸羟乙酯反应，摩尔比例控制在1:1.1；反应温度控制在75℃，反应至异氰酸基团反应完全；搅拌速度控制在550rpm。

[0048] 紫外线光固化防雾涂料的制备方法为：

[0049] (1)将除了丙酮以外的原料混合后搅拌均匀；

[0050] (2)使用丙酮调节至合适粘度后直接喷涂或淋涂均可，其中合适粘度是指NK-2：8-9秒。

[0051] 实施例3

[0052] 本申请人提供的紫外线光固化防雾涂料，由以下原料组成：

[0053] 亲水性处理的二氧化硅微球：50g；

[0054] 亲水高分子长链聚氨酯丙烯酸酯(型号：EB8702)：7g；

[0055] 丙酮：20g；

[0056] 水性单体(HEMA)：8g；

[0057] 光引发剂(Irgacure754)：0.9g。

[0058] 对二氧化硅微球进行亲水性处理的方法为：

[0059] (1)粒径为15nm的二氧化硅微球(型号：X21-B1022)与异氰酸酯型三甲氧基硅烷进行反应，反应摩尔比控制在100:15；反应温度控制在60℃，反应时间6小时；用HCl做催化剂，pH值调节在2；搅拌速度控制在500rpm；

[0060] (2)将步骤(1)所得产物与甲基丙烯酸羟乙酯反应，摩尔比例控制在1:1.1；反应温度控制在70℃，反应至异氰酸基团反应完全；搅拌速度控制在500rpm。

[0061] 紫外线光固化防雾涂料的制备方法为：

[0062] (1)将除了丙酮以外的原料混合后搅拌均匀；

[0063] (2)使用丙酮调节至合适粘度后直接喷涂或淋涂均可，其中合适粘度是指NK-2：8-9秒。

[0064] 测试例：

[0065] 本发明各实施例所得到的紫外光固化防雾涂料按表1所示的参数用于喷涂在PC膜上。

[0066] 表1

[0067]

[0068] 将实施例2所述的涂料施工在PC底材上形成漆膜，具体施工参数为：100g涂料和40g稀释剂(丙酮/乙二醇丁醚＝3/1)混合，在PC底材上涂膜，膜厚为20μm，在60℃条件下干燥5min，再在UV灯下进行UV照射，UV能量为900mj/cm2。所得涂膜的各项涂膜性能参数见下表2所示。

[0069] 表2

[0070]

[0071]

[0072] 表2中各测试项目的具体测定方法如下：

[0073] 附着力测试：采用日本工业标准JIS K5600-5-6附着性标准进行测试，测试结果表明，采用100个1×1mm方格进行试验，100个方格均未剥离，即涂料的附着性测试合格。

[0074] 耐湿性测试：采用日本工业标准JIS K5600-7-2耐湿性标准，测试条件为60℃/90％/240h，结果表明，漆膜外观无变化，水滴角<30度，即涂料的耐湿性较好。

[0075] 耐侯性测试：采用GB/T 23764-2009耐侯性标准，在UV耐候仪上进行测试，测试结果为表面无变化，水滴角<30度，涂料的耐侯性合格。

[0076] 防雾测试：自定义标准，在100℃水蒸汽上蒸5min，无雾产生。

[0077] 耐溶剂测试：自定义标准，室温下，用乙酸乙酯润湿脱脂棉球或白色棉质软布，然后以1kg压力和1秒钟往复1次的速度来回擦拭涂层表面同一位置50次。注意：擦拭棉球与涂层的接触直径为14±0.5mm，擦拭行程为12±0.5mm，测试结果为表面无变化，水滴角<30度，涂料的耐溶剂测试合格。

[0078] 从表2的数据可以看到，本发明基本可满足在PC素材上的附着力要求，能够完美地阻止了雾的形成，且做完耐湿及耐候测试后仍保持着较低的水滴角。

[0079] 本发明制备的用于PC上的涂料防雾性能佳，可通过环境测试，可以满足终端的性能要求。