高親水高耐磨有機(jī)/無機(jī)雜化光固化涂料組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紫外光固化涂料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種高親水高耐磨有機(jī)/無機(jī)雜化光 固化涂料組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人民生活水平的日益提高，人們對(duì)一些傳統(tǒng)的材料的性能有了更高的要求， 其中對(duì)于一些透明材料，如玻璃，在高濕度或有水環(huán)境下的透明性有了更高的要求。其中， 在汽車玻璃和浴室玻璃/鏡子上的應(yīng)用較為廣泛。在汽車玻璃上，前后擋風(fēng)玻璃可W有雨 刷器保證其在雨天的不會(huì)影響視線，但后視鏡及汽車側(cè)窗玻璃則不具備運(yùn)種功能，致使運(yùn) 兩個(gè)部位的表面在雨天會(huì)有大量水滴粘附在表面，影響司機(jī)觀察后車情況，存留安全隱患。 同時(shí)，后視鏡及汽車側(cè)窗玻璃屬于室外使用，浴室玻璃/鏡子則需經(jīng)常擦拭，運(yùn)也對(duì)材料表 面的耐磨性提出了一定的要求。
[0003] 為了解決運(yùn)些問題，一般會(huì)對(duì)材料表面進(jìn)行疏水或親水處理。疏水常用為全氣樹 脂類，一方面價(jià)格較高，另一方面該類樹脂一般較軟，耐磨性差，同時(shí)其疏水特性也導(dǎo)致其 表面容易吸附油污和灰塵，反而達(dá)不到要求的效果。而有機(jī)親水涂料本身價(jià)格較為便宜，也 可通過一些改性提高其耐磨性。使用有機(jī)親水涂層相比于疏水處理不但施工方便，而且價(jià) 格低廉。
[0004] 傳統(tǒng)有機(jī)親水涂料主要采用水溶性高分子材料，W水或有機(jī)溶劑為介質(zhì)涂覆在基 材表面，烘干后高溫交聯(lián)反應(yīng)得到親水涂層。該方法的涂料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且有有機(jī)溶劑排 放。雖然目前的親水涂料大都W水為介質(zhì)，但其中醇酸類溶劑仍占有相當(dāng)?shù)谋壤袡C(jī)排放 不可忽視。另一方面，此類涂料需要較高的烘烤溫度，特別是后期的高溫交聯(lián)反應(yīng)，烘道溫 度往往設(shè)置在400°cW上，能源消耗非常巨大，另外也對(duì)基材耐熱性有著較高要求。而紫外 光固化涂層固化溫度低，而且更加方便現(xiàn)場施工，不含溶劑的配方更能大大降低有機(jī)排放。 陽0化]國內(nèi)專利CN102898036A公開了一種基于玻璃表面的超親水薄膜的制備方法，該 方法利用酸堿兩步法制備的Si〇2溶膠與聚乙二醇超聲混合后涂布在玻璃表面，再在450~ 500°C燒結(jié)1~3h。該涂層粘結(jié)力強(qiáng)，耐磨好，但是較高的溫度和燒結(jié)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致能耗提高。
[0006] 國內(nèi)專利CN102795791A公開了一種耐磨超親水增透涂層，該涂層通過反復(fù)沉積 聚二締丙基二甲基氯化錠和聚苯乙締橫酸鋼制備5~20層的雙層結(jié)構(gòu)，再通過反復(fù)沉積聚 二締丙基二甲基氯化錠和含有粒徑為10~40nm的Si化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°C的水熱處理和在600~800°C的馬弗爐中澤火100~ 300s制得所需涂層。盡管該方法制得的涂層能夠達(dá)到甜的高硬度且水接觸角也很小，但步 驟復(fù)雜，能耗大，只是對(duì)性能有特殊高要求的用戶合適。
[0007] 國內(nèi)專利CN1818004A公開了一種眼鏡片用防霧耐磨涂膜溶液的制備方法，該溶 液分為A和B兩個(gè)組分，A組分為聚合得到的親水樹脂，B組分為無機(jī)耐磨氧化物的溶膠， 將A，B兩個(gè)組分用酸催化劑調(diào)節(jié)至同抑后按一定比例混合即可得到防霧耐磨涂料。該涂 料中無機(jī)氧化物均勻分布在涂層中，親水好，壽命長，雖然熱處理溫度僅為l〇〇°C，但熱處理 時(shí)間普遍較長（0. 5~5小時(shí)），同時(shí)其中還使用了溶劑，有一定的VOC排放。
[0008] 國內(nèi)專利CN102086348A公開了一種聚氨醋固化丙締酸醋樹脂防霧涂料的制備方 法，該涂料由親水性丙締酸樹脂，封閉型聚酸異氯酸醋固化劑和催化劑二月桂酸二下基錫 組成。該涂層硬度大于2H，耐磨性能好，防霧性能較為一般，固化過程需要時(shí)間較長，且需分 段固化（50°C~120°C)，工藝較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服上述親水耐磨涂料存在的不足，提供一種高親水高耐磨有 機(jī)/無機(jī)雜化光固化涂料組合物。該涂料通過紫外光固化，固化速度快，無溶劑排放，無需 高溫烘烤，節(jié)能。固化后的涂層，親水性極佳，耐磨好，非常適合玻璃表面應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0011] 本發(fā)明設(shè)及一種高親水高耐磨有機(jī)/無機(jī)雜化光固化涂料組合物，所述組合物包 括如下重量份數(shù)的各組分：
[0012] 親水光固化低聚物 60~75份， 高官能度光固化樹脂 5~15份， 活性稀釋劑 12~20份， 光引發(fā)劑 4~6份， 規(guī)劑 0.01~化目份， 無機(jī)功能添加劑 0. 4~2份；
[0013] 所述無機(jī)功能添加劑選自多乙締基倍半硅氧烷、甲基丙締酷氧基倍半硅氧烷、丙 締酷氧基倍半硅氧烷。
[0014] 優(yōu)選的，所述親水光固化低聚物包括親水聚氨醋丙締酸醋、親水環(huán)氧丙締酸醋、親 水聚醋丙締酸醋、親水丙締酸改性聚丙締酸醋的一種或幾種的組合。更優(yōu)選的，親水光固化 低聚物雙鍵官能度大于等于3,該限定的官能度能提高涂層的交聯(lián)密度，改善機(jī)械性能。更 進(jìn)一步優(yōu)選的，親水光固化樹脂為乙氧基改性低聚物，該低聚物具有良好的穩(wěn)定性。最優(yōu)選 的，乙氧基鏈段分子量大于等于800,進(jìn)而保證具有良好的親水性。
[0015] 優(yōu)選的，所述高官能度光固化樹脂包括聚氨醋丙締酸醋，環(huán)氧丙締酸醋，聚醋丙締 酸醋，丙締酸改性聚丙締酸醋的一種或幾種的組合。更優(yōu)選的，高官能度光固化樹脂為聚氨 醋丙締酸醋，該樹脂能夠?yàn)橥繉犹峁┹^好的耐磨性能。更進(jìn)一步優(yōu)選的，官能度大于等于6， 該限定的官能度能保證涂層的交聯(lián)密度，進(jìn)而保證涂層的機(jī)械性能；在本發(fā)明的體系中，如 官能度低于6會(huì)導(dǎo)致使涂層固化不完全。
[0016] 優(yōu)選的，所述活性稀釋劑包括單官能、雙官能和多官能紫外光固化單體的一種或 兩種W上的組合物。更優(yōu)選的，活性稀釋劑為雙官或S官單體，包括1,6-己二醇二丙締酸 醋、新戊二醇二丙締酸醋、二縮丙二醇二丙締酸醋、=縮丙二醇二丙締酸醋、=徑甲基丙烷 二丙締酸醋、下二醇二丙締酸醋、=徑甲基丙烷=丙締酸醋、季戊四醇=丙締酸醋中一種或 兩種W上的組合物。上述限定的活性稀釋劑可保證較低粘度情況下有利于形成較好的網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。
[0017] 優(yōu)選的，所述光引發(fā)劑選自二苯甲酬、I-徑基-環(huán)己基-苯基甲酬、2-徑基-2-甲 基-1-苯基-1丙酬、2, 4, 6-S甲基苯甲酯基-二苯基氧化麟、異丙基硫雜蔥酬中的一種或 幾種。
[0018] 優(yōu)選的，所述助劑為流平劑，消泡劑，濕潤分散劑，阻聚劑中的一種或兩種W上的 組合物。
[0019] 優(yōu)選的，所述無機(jī)功能添加劑為八乙締基倍半硅氧烷（OVPOSS)，全徑丙基倍半娃 氧燒全甲基丙締酸醋混合物（OMPOSS)，全徑丙基倍半硅氧烷全丙締酸醋混合物（0AP0S巧， 屯異下基~單徑丙基倍半硅氧烷丙締酸醋，屯異下基-單徑丙基倍半硅氧烷甲基丙締酸 醋，屯異辛基-單徑丙基倍半硅氧烷甲基丙締酸醋，屯異下基-單徑甲基倍半硅氧烷甲基丙 締酸醋中的一種或幾種的組合。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0021] 1、本配方中各組分相容性好，粘度低，加熱后可直接涂布，減少了揮發(fā)性有機(jī)化合 物的排放；
[0022] 2、常規(guī)熱固熱塑體系由于需要加熱固化，且所需溫度達(dá)到200~400°C，耗費(fèi)大量 電能，而本發(fā)明中即使較低溫度下，涂層也較易流平，節(jié)省了大量能源；
[0023] 3、本發(fā)明中加入多乙締基/甲基丙締酷氧基/丙締酷氧基倍半硅氧烷，提高了體 系交聯(lián)密度，增加了樹脂與玻璃基材之間的相互作用，從而提高了附著力的同時(shí)也提高了 涂層的耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。