本公開內(nèi)容涉及具有優(yōu)異的吸水性的用于防霧涂層(防霧涂料,防結(jié)露涂料,antifoggingcoating)的組合物以及使用該防霧涂層的用于防霧的涂覆膜(coatingfilm)。
背景技術(shù):
霧化(起霧)是當(dāng)物體的表面溫度在露點周圍時由于水滴在物體的表面上凝結(jié)而發(fā)生的現(xiàn)象。在此,當(dāng)凝結(jié)的水滴和物體的表面之間的角度較大時,形成球狀的水滴。光在以這種方式形成的水滴處散射,因此物體的表面看起來是模糊的(clouded)。
由于這種霧化,使太陽能電池、顯示器、玻璃和交通工具玻璃的透明度降低,因此當(dāng)霧化發(fā)生時,光學(xué)設(shè)備不能表現(xiàn)出正常的特性。具體地,在交通工具的情形中,由于內(nèi)部溫度和外部溫度之間的差異,通常在前玻璃(擋風(fēng)玻璃)的表面上產(chǎn)生霧化,其干擾了駕駛員的視野,并且因此,可能降低駕駛員的安全性。
作為防止霧化的技術(shù),已經(jīng)使用了通過在表面上形成微小結(jié)構(gòu)來制造超親水表面的技術(shù)。由于超親水表面具有與水的10°或更小的接觸角,因此在超親水表面上不能形成水滴并且水滴迅速地擴散,從而使得光不被散射。然而,這種表面具有缺點,即該結(jié)構(gòu)是過于微小的,因此,當(dāng)來自外部的壓力和磨損施加于其上時難以保持其形狀。因此,該結(jié)構(gòu)不能應(yīng)用于要求高耐久性的產(chǎn)品,如交通工具和建筑物的外部玻璃。
最近,正在積極地研究通過在產(chǎn)品的表面上使用表現(xiàn)出吸水性的環(huán)氧樹脂形成涂覆膜的防止霧化的技術(shù)。
韓國專利第10-1322577號公開了具有交聯(lián)樹脂層的防霧制品,該交聯(lián)樹脂層包含聚環(huán)氧化物類物質(zhì)和硬化劑。然而,該公開內(nèi)容具有局限性,其中,飽和吸水量不高,從而不能持續(xù)保持防霧性能。
在該背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅僅用于加強對本公開內(nèi)容的背景技術(shù)的理解,因此其可以包含不形成在該國對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已經(jīng)已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開內(nèi)容致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問題。
本公開內(nèi)容的一個目的是提供用于防霧的組合物、以及包含該組合物的涂覆膜,由于該組合物的高吸水性和飽和吸水量,因此可以連續(xù)防止霧化。
本公開內(nèi)容的另一個目的是提供用于防霧涂層的組合物、以及包含該組合物的涂覆膜,由于該組合物的高耐久性和優(yōu)異的耐化學(xué)性及耐光性,因此合適于交通工具(機動車、火車、船舶、飛機等)的窗戶或建筑物的外部玻璃。
本公開內(nèi)容的另一個目的是提供用于防霧涂層的組合物、以及包含該組合物的涂覆膜,該組合物具有較高的與玻璃等的粘附性,因此不包括施加單獨的粘合層(或者粘附性增加層(增粘層,adhesionincreasinglayer))。
本公開內(nèi)容的又一個目的是提供用于防霧涂層的組合物、以及包含該組合物的涂覆膜,該組合物具有高的光透射率,因此不影響基底如玻璃的光學(xué)特性。
本公開內(nèi)容的目的不局限于上述目的。通過以下說明將闡明這些目的,并且通過在所附權(quán)利要求書及其組合中所公開的手段實現(xiàn)這些目的。
根據(jù)本公開內(nèi)容,可以通過提供用于防霧涂層的組合物來實現(xiàn)以上和其他目的,該組合物包含由以下式1表示的異山梨醇環(huán)氧樹脂(isosorbideepoxy)、硬化劑、硬化促進劑(促硬劑,早強劑,hardeningaccelerator)和硅烷偶聯(lián)劑(silanecouplingagent),
[式1]
其中n是0.2至7。
硬化劑可以是包含活性氫的聚胺類化合物。
硬化劑可以是選自乙二胺、三亞甲基四胺、四亞乙基五胺聚胺(tetraethylenepentaminepolyamine)、異佛爾酮二胺、聚亞丙基二胺、三乙二醇二胺和聚氧亞丙基三胺(polyoxypropylenetriamine)中的一種或多種。
在硬化劑中的活性氫的當(dāng)量(當(dāng)量重量,equivalentweight)與異山梨醇環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團的當(dāng)量的比值可以是0.7至0.95。
硬化促進劑可以是來自咪唑類化合物和叔胺類化合物中的一種或多種。
咪唑類化合物可以是選自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一種或多種,并且叔胺類化合物是選自三丁胺、三甲胺和芐基二甲胺中的一種或多種。
硅烷偶聯(lián)劑可以是環(huán)氧硅烷類化合物。
環(huán)氧硅烷類化合物可以是選自2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-縮水甘油基丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
基于100重量份的異山梨醇環(huán)氧樹脂,組合物可以包含30至50重量份的硬化劑、0.1至3.0重量份的硬化促進劑和10至30重量份的硅烷偶聯(lián)劑。
根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個方面,通過提供由該組合物形成的用于防霧的涂覆膜可以實現(xiàn)以上和其他目的。
用于防霧的涂覆膜的厚度可以是1至100μm。
在下文中討論了本公開內(nèi)容的其它方面和優(yōu)選的實施方式。
附圖說明
現(xiàn)在將參照其一些示例性實施方式詳細地描述本公開內(nèi)容的以上和其他特征,這些實例性實施方式示出了僅僅通過舉例說明的方式在下文給出的附圖,并且因此并不限制本公開內(nèi)容,并且其中:
圖1示出了根據(jù)實驗性實施例1的根據(jù)比較例制備的涂覆膜的實驗結(jié)果;
圖2示出了根據(jù)實驗性實施例1的根據(jù)實施例制備的涂覆膜的實驗結(jié)果;
圖3示出了本公開內(nèi)容的實施例的耐化學(xué)性測試結(jié)果;并且
圖4示出了本公開內(nèi)容的實施例的耐光性測試結(jié)果。
應(yīng)當(dāng)理解,附圖不必按比例繪制,并可以呈現(xiàn)說明本公開內(nèi)容基本原理的各種優(yōu)選特征的略微簡化的表示。如本文所公開的本公開內(nèi)容的具體設(shè)計特征,包括例如具體尺寸、定向、位置和形狀,將部分通過特定的預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。
具體實施方式
在下文中,現(xiàn)在將詳細地參考本公開內(nèi)容的各個實施方式,本公開內(nèi)容的實例在附圖中示出并且在下文中描述。盡管將結(jié)合示例性實施方式描述本公開內(nèi)容,然而應(yīng)理解的是,本說明書并不旨在將本公開內(nèi)容限于那些示例性實施方式。相反,本公開內(nèi)容旨在不僅涵蓋示例性實施方式,而且涵蓋可以包括在如由所附權(quán)利要求書限定的本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的各種替換、修改、等價物和其他實施方式。
在本公開內(nèi)容的描述中,當(dāng)其被認為是它們可能不必要地使本公開內(nèi)容的實質(zhì)模糊時,可以省去已知的構(gòu)造和功能的描述。
此外,當(dāng)一些部分“包含”一些組分時,這表示該部分可以進一步地包含其他組分,代替不包含其他組分,除非存在不同的公開內(nèi)容。
根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧涂層的組合物(在下文中稱作“用于涂層的組合物”)可以包含異山梨醇環(huán)氧樹脂、硬化劑、硬化促進劑和硅烷偶聯(lián)劑。
用于涂層的組合物可以包含由以下式1表示的異山梨醇環(huán)氧樹脂作為吸水性樹脂:
[式1]
其中n可以是0.2至7。
與雙酚a類吸水性樹脂相比,異山梨醇環(huán)氧樹脂可以具有高氫鍵密度。因此,包含異山梨醇環(huán)氧樹脂的用于涂層的組合物可以具有增加的飽和吸水量。
此外,由于異山梨醇環(huán)氧樹脂可以包含環(huán)狀結(jié)構(gòu),因此由異山梨醇環(huán)氧樹脂形成的用于防霧的涂覆膜可以具有增加的耐久性。
在式1中,n可以是0.2至7。異山梨醇環(huán)氧樹脂的氫鍵密度和環(huán)狀結(jié)構(gòu)含量可以取決于n的值。當(dāng)n小于0.2時,用于涂層的組合物的飽和吸水量可能不會充分地增加。此外,當(dāng)n大于7時,異山梨醇環(huán)氧樹脂的分子量可能過大,并且其鏈長度可能過長,由此異山梨醇環(huán)氧樹脂可能不會均勻地分布在用于涂層的組合物中。此外,由于可能降低用于涂層的組合物的流動性,因此在形成涂覆膜中可能存在問題。
用于涂層的組合物可以具有以下技術(shù)特性,通過異山梨醇環(huán)氧樹脂與硬化劑和硬化促進劑增加其與基底如玻璃的粘附性。也就是說,甚至當(dāng)將用于涂層的組合物涂覆在基底上然后在不施加單獨的粘合層(粘合劑)的情況下進行硬化時,涂覆膜可以具有較高的與基底的粘附性。因此,該膜可以具有簡單的結(jié)構(gòu),并且可以通過簡單的方法制備。
此外,用于涂層的組合物可以另外包含硅烷偶聯(lián)劑,從而可以進一步表現(xiàn)出增加的與基底的粘附性。
硬化劑可以是包含活性氫的聚胺類化合物。硬化劑優(yōu)選是脂肪族聚胺、芳基脂肪族聚胺、脂環(huán)族聚胺、芳香族聚胺或聚醚胺化合物。具體地,硬化劑可以是選自乙二胺、三亞甲基四胺、四亞乙基五胺聚胺、異佛爾酮二胺、聚亞丙基二胺、三乙二醇二胺和聚氧亞丙基三胺化合物中的一種或多種。
優(yōu)選以下述量使用硬化劑,其中硬化劑中的活性氫的當(dāng)量與異山梨醇環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團的當(dāng)量的比值是0.7至0.95。因此,基于100重量份的異山梨醇環(huán)氧樹脂,用于涂層的組合物優(yōu)選包含30至50重量份的硬化劑。
可以根據(jù)以下方程式1計算異山梨醇環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團的當(dāng)量。
[方程式1]
可以根據(jù)以下方程式2計算硬化劑中的活性氫的當(dāng)量。
[方程式2]
在本說明書中,表述“活性氫”可以是指在硬化劑中的胺基團處的氫之中參與硬化的氫。
當(dāng)在硬化劑中的活性氫的當(dāng)量與異山梨醇環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團的當(dāng)量的比值是0.7至0.95時,可以適當(dāng)?shù)貙不瘎┖彤惿嚼娲辑h(huán)氧樹脂的用于涂層的組合物硬化,因此可以使組合物在與基底具有高粘附性的情況下進行涂覆。
硬化促進劑可以是咪唑類化合物或叔胺類化合物。此外,硬化促進劑可以是咪唑類化合物或叔胺類化合物的組合。
咪唑類化合物可以是選自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一種或多種。
此外,叔胺類化合物可以是選自三丁胺、三甲胺和芐基二甲胺中的一種或多種。
基于100重量份的異山梨醇環(huán)氧樹脂,用于涂層的組合物可以包含0.1至3.0重量份的硬化促進劑。當(dāng)硬化促進劑的含量在該范圍之外時,可能不會正常地促進硬化。
硅烷偶聯(lián)劑可以是對異山梨醇環(huán)氧樹脂友好的環(huán)氧硅烷類化合物。具體地,硅烷偶聯(lián)劑可以是選自2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-縮水甘油基丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
基于100重量份的異山梨醇環(huán)氧樹脂,用于涂層的組合物可以包含10至30重量份的硅烷偶聯(lián)劑。為了獲得由于添加硅烷偶聯(lián)劑引起的效果,可以優(yōu)選以10重量份或更多的量使用硅烷偶聯(lián)劑。此外,為了防止由于添加硅烷偶聯(lián)劑引起的異山梨醇環(huán)氧樹脂的如吸收性特性的降低,可以以30重量份或更少的量使用硅烷偶聯(lián)劑。
可以通過將用于涂層的組合物涂覆在基底如玻璃上,然后硬化該涂覆的組合物來形成根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧的涂覆膜。
盡管涂覆用于涂層的組合物的方法并不受限于具體的方法,但是作為濕式涂覆法,該方法可以是噴涂法、旋涂法、流涂法(flowcoatingmethod)、浸涂法、輥涂法或絲網(wǎng)印刷法。
此外,硬化用于涂層的組合物的方法并不受限于具體的方法,并且可以根據(jù)硬化劑的含量和當(dāng)量進行適當(dāng)控制。可以通過在恒定的溫度下加溫恒定的時間來硬化用于涂層的組合物。
可以將用于防霧的涂覆膜形成為1至100μm的厚度。涂覆膜的厚度可以是1μm或更大,從而充分地增加飽和吸水量和耐久性。此外,涂覆膜的厚度可以是100μm或更小,因此認為和/或能夠具有與基底如玻璃的粘附性以及光透射率。
在下文中,將參照以下實施例更詳細地描述本公開內(nèi)容。本公開內(nèi)容的范圍并不受限于以下實施例并且同樣覆蓋具有與其等效的技術(shù)精神的修改。
實施例
(1)第一組合物的制備
將100g的異山梨醇環(huán)氧樹脂和作為硅烷偶聯(lián)劑的23.77g的3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷進料至具有攪拌器和溫度計的玻璃容器中。
在此,異山梨醇環(huán)氧樹脂具有170g/eq的當(dāng)量(其中n是1.4)。
將作為有機溶劑的100g丙二醇單甲醚進料至玻璃容器中。
在室溫(約25℃)下進行攪拌1小時。從而,制備了第一組合物。
(2)第二組合物的制備
將作為硬化劑的39.8g的聚氧亞丙基三胺,作為硬化促進劑的0.5g的2-甲基咪唑以及2.0g的芐基二甲胺進料至配備有攪拌器和溫度計的玻璃容器中。
將作為有機溶劑的100g的乙醇進料至玻璃容器中。
在室溫(約25℃)下進行攪拌1小時。從而,制備了第二組合物。
(3)用于涂層的組合物的制備
在室溫下將第一組合物和第二組合物攪拌1小時以獲得用于涂層的組合物。
(4)用于防霧的涂覆膜的制備
用二氧化鈰拋光鈉鈣玻璃基底(70mm×150mm×2mm)的表面,接著進行洗滌。
將用于涂層的組合物噴涂在鈉鈣玻璃基底的表面上。
通過在110℃下加溫一個半小時硬化用于涂層的組合物。最后,產(chǎn)生了具有60μm厚度的用于防霧的涂覆膜。
實驗性實施例1-吸水性評估
在具有80℃蒸汽的熱和濕潤的空間中測試水滴是否在根據(jù)實施例的用于防霧的涂覆膜上凝結(jié)。
將其上不形成有用于防霧的涂覆膜的鈉鈣玻璃基底用作比較例。
在圖1和圖2中示出了結(jié)果。
圖1示出了比較例的結(jié)果,并且圖2示出了實施例的結(jié)果。
參照這些附圖,在比較例的情況下,在熱和濕潤的空間中在10秒內(nèi)出現(xiàn)起霧(haze)。這是指微小的水滴凝結(jié)并且因此使光散射。
在另一個方面,在實施例的情況下,不產(chǎn)生起霧并且玻璃的光學(xué)特性不受影響,在五分鐘之后也是這樣的情況。這是指在表面上不形成水滴且吸收水滴。確認了實施例的飽和吸水量是約950mg/cm3。
實驗性實施例2-耐化學(xué)性和耐光性評估
使根據(jù)實施例的用于防霧的涂覆膜經(jīng)受耐化學(xué)性測試(對酸性/堿性溶液的耐性測試)。隨后,在如實驗性實施例1中相同的條件下評估涂覆膜是否防止霧化。在圖3中示出了結(jié)果。
此外,使根據(jù)實施例的用于防霧的涂覆膜經(jīng)受耐光性測試(對陽光耐性的測試)。隨后,在如實驗性實施例1中相同的條件下評估涂覆膜是否防止霧化。在圖4中示出了結(jié)果。
參照圖3和圖4,可以看出,在耐化學(xué)性和耐光性測試之后,涂覆膜沒有霧化。
實驗性實施例3-耐磨性評估
使根據(jù)實施例的用于防霧的涂覆膜經(jīng)受耐磨性測試。
在利用4.9n負載的往復(fù)磨耗測試之后,實施例的涂覆膜具有小于1%的霧度值。此外,進行泰伯磨耗試驗150次,其中使在涂覆膜的表面上旋轉(zhuǎn)的500g的負載旋轉(zhuǎn)。在該測試之后,實施例的涂覆膜具有小于5%的霧度值。
根據(jù)本公開內(nèi)容的涂覆膜可以包括上述構(gòu)造,從而可以具有以下效果。
根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧涂層的組合物以及包含該組合物的涂覆膜可以具有高吸水性和飽和吸水量,因此有效防止霧化較長時間。
此外,根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧涂層的組合物以及包含該組合物的涂覆膜可以具有高耐久性、以及令人滿意的耐化學(xué)性和耐光性,因此是物理化學(xué)上穩(wěn)定的。因此,在苛刻條件下,該涂覆膜適合于如玻璃的基底。
此外,由于根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧涂層的組合物以及包含該組合物的涂覆膜可以具有令人滿意的與基底如玻璃的粘附性,因此可以不需要單獨的粘合層。因此,涂覆膜的結(jié)構(gòu)可以是簡單的并且其制造方法可以是簡單的。因此,可以降低涂覆膜的生產(chǎn)成本。
進一步地,根據(jù)本公開內(nèi)容的用于防霧涂層的組合物以及包含該組合物的涂覆膜可以具有高透射率,因此沒有劣化基底如玻璃的光學(xué)特性。因此,可以不妨礙使用者的視野。
本公開內(nèi)容的效果并不局限于上述效果。應(yīng)當(dāng)理解的是,本公開內(nèi)容的效果包括可以從以下描述中推斷的所有效果。
已參照其優(yōu)選實施方式詳細地描述了本公開內(nèi)容。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,在不背離本公開內(nèi)容的原理和精神的情況下,可以在這些實施方式中進行改變,本公開內(nèi)容的范圍在所附權(quán)利要求書中進行限定。