UV光固化防霧涂料組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種UV光固化防霧涂料組合物；所述組合物包括如下重量份數(shù)的各組分：親水性光固化樹脂35～80份；疏水性光固化樹脂15～50份；親水性光固化單體5～15份；光引發(fā)劑1～5份；助劑0.01?0.05份；所述組合物還包括溶劑，所述溶劑重量是其它組分總重量的2?4倍。本發(fā)明專利技術(shù)提供的UV防霧涂料經(jīng)UV光固化后，涂膜耐水性能提高，同時具有持久的防霧性能，涂膜硬度高、耐擦拭性好。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于光固化涂料領(lǐng)域，具體涉及一種UV光固化的防霧涂料組合物。
技術(shù)介紹
空氣中的水蒸氣在溫度低于露點時，便會凝結(jié)成微小的液滴而成霧。這種不良的影響經(jīng)常發(fā)生在窗戶、浴室鏡子、眼鏡、游泳及潛水眼鏡、擋風(fēng)玻璃、光學(xué)儀器鏡頭、車燈、指示燈、農(nóng)膜等這些與我們生活緊密相關(guān)的透明材料上。透明材料表面水滴霧化的結(jié)果，不僅透光率下降影響視覺，有時會產(chǎn)生危害，例如當霧滴凝結(jié)在如紅外光學(xué)顯微鏡等精密分析儀器的透鏡表面上時，其分析的準確性會降低。而當霧滴凝結(jié)在太陽能電池透光板上時，致使太陽能吸收效率降低，從而不利于太陽能電池設(shè)備充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。為了解決這些問題，一般會對材料表面進行疏水或親水處理。疏水常用全氟樹脂類，一方面價格較高，另一方面該類樹脂一般較軟，耐磨性差，同時其疏水特性也導(dǎo)致其表面容易吸附油污和灰塵，反而達不到要求的效果。而有機親水涂料本身價格較為便宜，也可通過一些改性來提高其耐磨性。使用有機親水涂層相比于疏水涂層處理方法不但施工方便，而且價格低廉。現(xiàn)在國內(nèi)外主要集中在超親水的研究，如涂層表面引入能形成氫鍵的基團如羧基、氨基、巰基、羥基，或是一些離子基團：羧酸根、磺酸根、銨根、磷酸根等，當引入這些基團或是離子時，涂層的表面達到超親水的狀態(tài)，水汽冷凝后在基材表面高度鋪展，形成一層均勻的水膜，消除了微小水珠對光線的漫反射而達到防霧的目的。目前制備超親水的途徑主要是通過物理共混、化學(xué)表面修飾、化學(xué)鍵接法。目前市場上的防霧涂層持續(xù)防霧性能與耐磨性能無法平衡，使用一段時間后，防霧性能便下降明顯。國內(nèi)專利CN 102795791A公開了一種耐磨超親水增透涂層，該涂層通過反復(fù)沉積聚二烯丙基二甲基氯化銨和聚苯乙烯磺酸鈉制備5～20層的雙層結(jié)構(gòu)，再通過反復(fù)沉積聚二烯丙基二甲基氯化銨和含有粒徑為10～40nm的SiO2球形納米粒子的懸浮液制備3～8層的雙層結(jié)構(gòu)，再通過100～140℃的水熱處理和在600～800℃的馬弗爐中淬火100～300s制得所需涂層。盡管該方法制得的涂層能夠達到5H的高硬度且水接觸角也很小，但步驟復(fù)雜，持續(xù)防霧性一般，能耗大，只是對性能有特殊高要求的用戶合適。國內(nèi)專利CN102086348A公開了一種聚氨酯固化丙烯酸酯樹脂防霧涂料的制備方法，該涂料由親水性丙烯酸樹脂，封閉型聚醚異氰酸酯固化劑和催化劑二月桂酸二丁基錫組成。該涂層硬度大于2H，耐磨性能好，但持續(xù)防霧性能一般，固化過程需要時間較長，且需分段固化(50℃～120℃)，工藝較為復(fù)雜。為克服市面上傳統(tǒng)防霧涂料持續(xù)防霧性能和耐磨性能的矛盾，本專利技術(shù)公開一種UV光固化親水防霧涂料。該涂料光固化后所得涂層，親水性極佳且持續(xù)防霧性能出色，同時不會損失耐磨性能，因此克服了市面上防霧涂料的一些弊端，非常適合做車燈、擋風(fēng)玻璃、浴室鏡、光學(xué)透鏡材料等具有防霧要求的領(lǐng)域。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種UV光固化的親水防霧涂料組合物。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：本專利技術(shù)提供了一種UV光固化防霧涂料組合物，所述組合物包括如下重量份數(shù)的各組分：所述組合物還包括溶劑，所述溶劑重量是其它組分總重量的2-4倍。優(yōu)選地，所述親水性光固化樹脂、疏水性光固化樹脂、親水性光固化單體的重量份數(shù)之和為100份。優(yōu)選地，所述親水性光固化樹脂為親水性三官聚氨酯丙烯酸酯。優(yōu)選地，所述親水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包括以下步驟：S1、將聚乙二醇與二異氰酸酯在乙酸乙酯中反應(yīng)，得到雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂；S2、雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂與三羥甲基丙烷反應(yīng)，得到三端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂；S3、三端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂與丙烯酸羥乙酯反應(yīng)，得到所述的親水性三官聚氨酯丙烯酸酯。優(yōu)選地，所述聚乙二醇、二異氰酸酯、三羥甲基丙烷、丙烯酸羥乙酯的摩爾數(shù)比為6:9:1:3。優(yōu)選地，所述步驟S1、S2、S3中的反應(yīng)溫度均為70～75℃；步驟S1中的反應(yīng)時間為2-3小時，步驟S2中的反應(yīng)時間為1-2小時，步驟S3中的反應(yīng)時間為2-3小時。優(yōu)選地，所述聚乙二醇的數(shù)均分子量為500～3000，優(yōu)選為1000～2500，更優(yōu)選為1500～2000。優(yōu)選地，所述二異氰酸酯為異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)或氫化苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)；更優(yōu)選IPDI。優(yōu)選地，所述疏水性光固化樹脂包括官能度高于6的聚氨酯丙烯酸酯、官能度大于等于2的環(huán)氧丙烯酸酯、官能度高于4的聚酯丙烯酸酯中的一種或多種。優(yōu)選地，所述親水性光固化單體包括3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀、甲基丙烯酸三甲基氯化銨、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨的一種或幾種的組合。所述親水性光固化單體在本專利技術(shù)中作為可聚合表面活性劑，可以大大降低水接觸角，且可參與光固化反應(yīng)，具有極佳的持續(xù)親水效果。優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮，1-[4-(2-羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2′，2′-二甲基乙酮，1-羥基環(huán)己基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮中的一種或兩種以上的組合物。優(yōu)選地，所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一種。更優(yōu)選地，所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯和異丙醇，三者重量比為2:3:1。優(yōu)選地，所述助劑包括流平劑、阻聚劑中的至少一種。本專利技術(shù)還提供了一種UV光固化防霧涂料組合物的制備方法，所述方法包括以下步驟：準確稱取各組分，將親水性三官聚氨酯丙烯酸酯、疏水性光固化樹脂、親水性光固化單體和溶劑混合30分鐘；再加入光引發(fā)劑和助劑，混合10分鐘，即制得。現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：1、市面上的防霧涂料若持續(xù)親水性能優(yōu)異，就無法保證耐磨性能；相反在硬度耐磨優(yōu)異的同時，持續(xù)防霧效果一般。而本專利技術(shù)因采用親水性優(yōu)良的光固化樹脂和可聚合表面活性劑，配合高官的疏水性光固化樹脂，光固化后形成親水性和疏水性部分交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中親水部分具有優(yōu)異的親水性能，致使水滴在涂層上易鋪展形成水膜而不會起霧。疏水部分在涂層中起到錨固點的作用，交聯(lián)密度增加，保證涂層在遇到大量的水時不會因溶脹而溶解，既能保證持續(xù)防霧性能又可以提高耐磨性能。2、本專利技術(shù)制備的UV光固化防霧涂料組合物，涂覆于塑料基材表面，經(jīng)光固化后，所得涂膜的初期水接觸角小于10度，經(jīng)水浸泡100小時后，水接觸角小于35度。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本專利技術(shù)進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本專利技術(shù)，但不以任何形式限制本專利技術(shù)。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術(shù)的保護范圍。實施例和對比例本專利技術(shù)所涉及的實施例及對比例的配方如表1所示，表中所述親水性三官聚氨酯丙烯酸酯是通過以下方法制備得到，其中固體份含量為50％：以不同數(shù)均分子量的PEG(實施例1-3中所使用分子量分別為1500，4-6為分子量2000；對比例1-2中PEG的分子量分別為1500、對比例3-4中PEG的分子量為2000；對比例5和6的分子量分別為600和3000)與異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)，70～75℃下在乙酸乙酯中反應(yīng)2-3小時，得到雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂；然后加入三羥甲基丙本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述組合物包括如下重量份數(shù)的各組分：所述組合物還包括溶劑，所述溶劑重量是其它組分總重量的2?4倍。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述組合物包括如下重量份數(shù)的各組分：所述組合物還包括溶劑，所述溶劑重量是其它組分總重量的2-4倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述親水性光固化樹脂為親水性三官聚氨酯丙烯酸酯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述親水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包括以下步驟：S1、將聚乙二醇與二異氰酸酯在乙酸乙酯中反應(yīng)，得到雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂；S2、雙端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂與三羥甲基丙烷反應(yīng)，得到三端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂；S3、三端異氰酸酯基的聚氨酯樹脂與丙烯酸羥乙酯反應(yīng)，得到所述的親水性三官聚氨酯丙烯酸酯。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述聚乙二醇、二異氰酸酯、三羥甲基丙烷、丙烯酸羥乙酯的摩爾數(shù)比為6:9:1:3。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述聚乙二醇的數(shù)均分子量為500-3000。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV光固化防霧涂料組合物，其特征在于，所述疏水性光固化樹脂包括官能度高于6的聚氨酯丙烯酸酯、官能度大于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：虞明東，王艷梅，李桐，王晨，
申請(專利權(quán))人：上海維凱光電新材料有限公司，上海乘鷹新材料有限公司，江蘇乘鷹新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31