具有增硬涂層的透明塑料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及塑料加工領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種具有增硬涂層的透明塑料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 透明塑料材料是很好的透明絕緣材料，應(yīng)用廣泛，比如，其中的聚甲基丙締酸甲醋 俗稱有機玻璃，具有透明性優(yōu)異、耐候性好、成型性良好的優(yōu)點，使它的用途極為廣泛。除了 在飛機上用作座艙蓋、風(fēng)擋和艇窗外，也用作汽車的風(fēng)擋和車窗、大型建筑的天窗、電視和 雷達的屏幕、儀器和設(shè)備的保護罩、電訊儀表的外殼、望遠鏡和照相機上的光學(xué)鏡片。但透 明塑料材料存在耐磨及耐刮擦性差等問題。
[0003] 一般采用表面涂層技術(shù)來提高透明塑料材料的耐磨性能，最常見的為無機涂層和 有機涂層。其中無機涂層在透明塑料制品上的附著力差，易剝落；有機涂層與透明塑料結(jié)合 性良好，但由于有機物本身柔初性好，單純使用有機涂層硬度不高，耐磨性差。
[0004] 有機-無機復(fù)合涂層兼顧有機涂層和無機涂層的優(yōu)點，附著力強且耐磨性能好。 如專利CN103387759A公開了一種有機/無機雜化增硬劑及其制備方法，在該方法中，娃溶 膠和不飽和硅烷偶聯(lián)劑等混合制備了增硬劑，將此增硬劑加入UV固化涂層，形成有機/無 機雜化UV固化涂層，涂層的鉛筆硬度最高可達4H。又如專利CN1752165A公開了一種有機 娃透明耐磨增硬涂料及其制作方法，該方法在用于透明塑料基片時如樹脂鏡片的浸涂時， 不需要底涂就能直接浸涂固化，但是目前的有機-無機復(fù)合涂層在高溫、低溫及其濕熱條 件下附著力明顯降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種具有增硬涂層的透明塑料，具有在高溫、低溫及其濕熱條件下附 著力良好的優(yōu)點。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種具有增硬涂層的透明塑料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0008] 一種具有增硬涂層的透明塑料，包括透明塑料基底，所述的透明塑料基底上依次 設(shè)置有輔助層和有機-無機復(fù)合保護層，所述的輔助層為有機娃改性丙締酸醋，其分子式 如式（I)所示：
[0009]
[0010] 其中，Ri、R2均為碳原子數(shù)為1-6的烷基、氨原子、徑基乙基和徑基丙基中的任意一 種；m、n、P均為1-20的整數(shù)。
[0011] 進一步的，所述的透明塑料基底為有機玻璃。
[0012] 進一步的，所述的輔助層厚度為0.2-10ym。
[0013] 進一步的，所述的有機-無機復(fù)合保護層為聚合物，其分子式如式（II)所示：
[0014]
陽01引其中，Ri、Rz、Rs、R4、Rs、Re均為甲基、乙基、苯基、乙締基、徑基、氨原子、甲氧基和乙 氧基中的任意一種；m、n、P均為1-20的整數(shù)。
[0016] 進一步的，所述的保護層厚度為0.2-10ym。
[0017] 另一方面，一種具有增硬涂層的透明塑料的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟：
[0018] (1)透明塑料基底預(yù)處理：去除所述的透明塑料基底表面的污垢；
[0019] (2)制備輔助層：在預(yù)處理過的所述透明塑料基底上噴涂有機娃改性丙締酸醋， 待所述的有機娃改性丙締酸醋表面自然干燥20-40min后在60-90°C條件下干燥固化1-化， 即得所述的輔助層；
[0020] (3)制備有機-無機復(fù)合保護層：在所述輔助層上噴涂有機-無機復(fù)合材料，待所 述的有機-無機復(fù)合材料表面自然干燥20-40min后在60-90°C條件下干燥固化1-化，即得 所述的有機-無機保護層。
[0021] 進一步的，所述步驟（1)具體包括如下步驟：將所述的透明塑料基底用氧化姉和 水的混合液拋光去除所述的透明塑料基底表面的油垢，所述混合液由體積比為1:1-10氧 化姉粉末和水混合得到；然后用去離子水清洗殘留在襯底表面的污垢，干燥。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點：
[0023] 在透明玻璃基底與有機-無機復(fù)合保護層之間設(shè)置一層輔助層，使整個涂層體系 的化學(xué)性質(zhì)、熱性質(zhì)等形成一個梯度，提高了保護層在透明塑料基底上的附著力，在經(jīng)過 70°C4她、-55°C2地、相對濕度95%溫度60°C10天的環(huán)境試驗后用百格法測試，涂層100% 不脫落。
[0024] 本發(fā)明具有增硬涂層的透明塑料可見光透過率88%W上；附著力強，在經(jīng)過 70°C4她、-55°C2地、相對濕度95%溫度60°C10天的環(huán)境試驗后百格法測試涂層完全不脫 落；在有機玻璃上的鉛筆硬度達甜。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明具有增硬涂層的透明塑料中具有增硬涂層的有機玻璃結(jié)構(gòu)示意圖； [00%] 圖2為本發(fā)明具有增硬涂層的透明塑料中有機玻璃增硬涂層的透射光譜；
[0027] 圖3為本發(fā)明具有增硬涂層的透明塑料中百格法測試增硬涂層的光學(xué)照片。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進行說明，但不作為本發(fā)明技術(shù)方案 的限定。
[0029] 本發(fā)明通過在透明塑料層與有機-無機符合保護層之間增加輔助層，利用有機娃 改性丙締酸醋具有良好的粘附性，使整個涂層體系的化學(xué)性質(zhì)、熱性質(zhì)等形成一個梯度，提 高了保護層在透明塑料基底上的附著力， 陽〇3〇] 實施例1
[0031] 一種在有機玻璃表面涂覆增硬涂層的方法，包括如下步驟：
[0032] (1)有機玻璃襯底預(yù)處理：首先用燒杯量取50ml的氧化姉粉末和500ml的水，將 二者混勻后作為拋光液，將有機玻璃襯底材料用拋光液去除襯底表面的油垢，然后用去離 子水清洗殘留在襯底表面的污垢；待其清洗干凈后，用壓縮空氣吹干；
[0033] 采用氧化姉和水的混合溶液進行拋光使得有機玻璃沉底的表面潔凈，裂紋的地方 也能將污垢清除干凈，有利于輔助層的附著。
[0034] (2)輔助層的制備：將清洗好的有機玻璃襯底置于潔凈室中，噴涂式（III)所示的 聚合物的丙二醇甲酸溶液（聚合物質(zhì)量濃度為20% )，表干30min后樣品在80°C烘箱中干 燥化后得到輔助層，涂層厚度為0. 2ym;
[0035]
[0036] cm)
[0037](3)保護層的制備：將步驟（2)中得到涂覆有輔助層的有機玻璃置于潔凈室中，噴 涂式（IV)所示的聚合物的正下醇溶液（聚合物質(zhì)量濃度為18% )，自然驚干20min后樣 品在80°C烘箱中干燥化后得到保護層，其厚度為1ym;
[0038]
[0039] 將本實施例得到的增硬涂層經(jīng)過70°C，4化；低溫-55°C，24h;相對濕度95%，溫度 60°C，的環(huán)境試驗10天后增硬復(fù)合涂層的附著力仍是100%。百格法測試后增硬涂層的光 學(xué)照片，從圖中可見涂層100%不脫落。 W40] 實施例2
[0041] 本例的實施步驟同實施例1，不同在于使用的聚合物、溶劑及其濃度不同。
[0042] (1)有機玻璃襯底預(yù)處理：首先用燒杯量取50ml的氧化姉粉末和50ml的水，將二 者混勻后作為拋光液，將有機玻璃襯底材料用拋光液去除襯底表面的油垢，然后用去離子 水清洗殘留在襯底表面的污垢；待其清洗干凈后，用壓縮空氣吹干；
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