紫外光固化防雾涂料组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种紫外光固化防雾涂料组合物；所述组合物包括如下重量份数的各组分：亲水性光固化树脂40～80份；疏水性光固化树脂15～45份；亲水性光固化单体5～15份；光引发剂1～5份；助剂0.01‑0.05份；所述组合物还包括溶剂，所述溶剂重量是其它组分总重量的2‑4倍。本发明专利技术提供的紫外防雾涂料经紫外光固化后，涂膜耐水性能提高，同时具有持久的防雾性能，涂膜硬度高、耐擦拭性好，非常适合应用于具有防雾要求的领域，如车灯、挡风玻璃、浴室镜、光学透镜材料等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光固化涂料领域，具体涉及一种紫外光固化的防雾涂料组合物。
技术介绍
空气中的水蒸气在温度低于露点时，便会凝结成微小的液滴而成雾。这种不良的影响经常发生在窗户、浴室镜子、眼镜、游泳及潜水眼镜、挡风玻璃、光学仪器镜头、车灯、指示灯、农膜等这些与我们生活紧密相关的透明材料上。透明材料表面水滴雾化的结果，不仅透光率下降影响视觉，有时会产生危害，例如当雾滴凝结在如红外光学显微镜等精密分析仪器的透镜表面上时，其分析的准确性会降低。而当雾滴凝结在太阳能电池透光板上时，致使太阳能吸收效率降低，从而不利于太阳能电池设备充分发挥应有的作用。为了解决这些问题，一般会对材料表面进行疏水或亲水处理。疏水常用全氟树脂类，一方面价格较高，另一方面该类树脂一般较软，耐磨性差，同时其疏水特性也导致其表面容易吸附油污和灰尘，反而达不到要求的效果。而有机亲水涂料本身价格较为便宜，也可通过一些改性来提高其耐磨性。使用有机亲水涂层相比于疏水涂层处理方法不但施工方便，而且价格低廉。现在国内外主要集中在超亲水的研究，如涂层表面引入能形成氢键的基团如羧基、氨基、巯基、羟基，或是一些离子基团：羧酸根、磺酸根、铵根、磷酸根等，当引入这些基团或是离子时，涂层的表面达到超亲水的状态，水汽冷凝后在基材表面高度铺展，形成一层均匀的水膜，消除了微小水珠对光线的漫反射而达到防雾的目的。目前制备超亲水的途径主要是通过物理共混、化学表面修饰、化学键接法。目前市场上的防雾涂层持续防雾性能与耐磨性能无法平衡，使用一段时间后，防雾性能便下降明显。国内专利CN 102795791A公开了一种耐磨超亲水增透涂层，该涂层通过反复沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚苯乙烯磺酸钠制备5～20层的双层结构，再通过反复沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵和含有粒径为10～40nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液制备3～8层的双层结构，再通过100～140℃的水热处理和在600～800℃的马弗炉中淬火100～300s制得所需涂层。尽管该方法制得的涂层能够达到5H的高硬度且水接触角也很小，但步骤复杂，持续防雾性一般，能耗大，只是对性能有特殊高要求的用户合适。国内专利CN102086348A公开了一种聚氨酯固化丙烯酸酯树脂防雾涂料的制备方法，该涂料由亲水性丙烯酸树脂，封闭型聚醚异氰酸酯固化剂和催化剂二月桂酸二丁基锡组成。该涂层硬度大于2H，耐磨性能好，但持续防雾性能一般，固化过程需要时间较长，且需分段固化(50℃～120℃)，工艺较为复杂。市面上的防雾涂料若持续亲水性能优异，就无法保证耐磨性能；相反在硬度耐磨优异的同时，持续防雾效果一般。为克服市面上传统防雾涂料持续防雾性能和耐磨性能的矛盾，急需开发一种兼具亲水性和耐磨的防雾涂料。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种紫外光固化亲水防雾涂料。该涂料光固化后所得涂层，亲水性极佳且持续防雾性能出色，同时不会损失耐磨性能，因此克服了市面上防雾涂料的一些弊端，非常适合应用于具有防雾要求的领域，如车灯、挡风玻璃、浴室镜、光学透镜材料等。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种紫外光固化防雾涂料组合物，所述组合物包括如的各组分：所述组合物还包括溶剂，所述溶剂重量是其它组分总重量的2-4倍。若亲水性光固化树脂过高于80份，疏水性光固化树脂低于15份时，亲水性光固化单体高于15份时，所得最终光固化后所得涂膜亲水性太好，会导致最终涂膜耐水性差，持续防雾性差；若亲水性光固化树脂低于40份，疏水性光固化树脂高于45份，亲水性光固化单体低于5份时，会导致最终涂膜亲水性太差，初始水接触角较大，没有防雾性。若光引发剂高于5份时，紫外光照下会产生大量自由基，导致所得涂料固化后形成的最终三维网络聚合物分子量低，导致涂膜较脆，附着力会变差，同时还会提高涂料成本；若光引发剂低于1份，紫外光照下会产生自由基不充分，导致残留没有光聚合的树脂和单体含量较多，引起最终涂膜表干不好，发粘，根本不能使用。若助剂，本专利技术是指阻聚剂，低于0.01份时，涂料的储存稳定性差；高于0.05份时，需要提高紫外光强度才可以使涂料完全达到光固化，在普通光强度下，存在不能完全固化的危险。溶剂的量高于单体及树脂总重量4倍时，涂料太稀，涂膜厚度太低，导致最终涂膜的硬度太低，耐磨变差。若溶剂的量低于单体及树脂总重量2倍时，涂料粘度太大，容易导致涂膜流平不好，涂膜厚度太厚，也会带来固化不完全问题。优选地，所述亲水性光固化树脂为纯丙烯酸树脂。优选地，所述纯丙烯酸树脂为侧链含有不饱和双键的丙烯酸酯。优选地，所述纯丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：S1、在溶剂中，加入单体和引发剂进行反应；S2、再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、催化剂和阻聚剂反应，即得。优选地，步骤S1中，所述单体包括摩尔比为2～5：2～4：0～3：2～3的式(I)所示单体I、式(II)所示单体II、丙烯酸羟丁酯(HBA)、丙烯酸(AA)；所述单体I为含有端羟基的非离子表面活性剂的烯丙基醚，单体II为含有端甲氧基的非离子表面活性剂的甲基丙烯酸酯。优选地，所述单体与甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1：1。优选地，所述溶剂为乙二醇单甲醚；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述催化剂为苄基三甲基氯化铵；所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。优选地，所述单体与溶剂的重量比为1：2，引发剂的加入量是单体总重量的1％。优选地，所述催化剂的用量为单体和GMA总重量的0.1％，阻聚剂的用量为单体和GMA总重量的0.3％。优选地，步骤S1中，所述反应温度为80-85℃；步骤S2中，所述反应温度为90-95℃，反应2h。更优选地，所述纯丙烯酸树脂的制备方法具体为：室温下，在乙二醇单甲醚溶剂中，投入单体(单体I、单体II、HBA、AA)和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的20％，升高温度至80-85度，反应0.5小时。然后在2小时内滴加余下单体和引发剂的混合物，滴加完后，继续反应3小时。最后再加入GMA、苄基三甲基氯化铵催化剂和少量阻聚剂对羟基苯甲醚，升高温度至90-95度进行反应2小时，冷却至室温即可。采用上述方法制备的亲水性光固化纯丙烯酸树脂的双键不饱和基团在侧链，因此在紫外光照射下，很易与疏水性光固化树脂交联固化，形成疏水网络。它会排斥同样在侧链的亲水性部分聚集在涂膜表面，因此表面的亲水性好，涂膜内部的网络结构部分疏水性好。从而导致涂膜具有优异的亲水性能，可以使空气中的水汽凝结在其表面形成水膜而不是水滴，具有很好的防雾性能。另外涂膜内部具有足够的疏水网络，不会引起水或水蒸气使涂膜泡掉，所以，具有持续亲水性好，具有持续防雾性能。优选地，所述疏水性光固化树脂包括官能度高于6的聚氨酯丙烯酸酯、大于等于2的环氧丙烯酸酯、官能度高于4的聚酯丙烯酸酯中的至少一种。优选地，所述亲水性光固化单体为可聚合表面活性剂，选自3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、甲基丙烯酸三甲基氯化铵、甲基丙烯酸聚氧乙烯磷酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵中的一种或几种的组合。该类组分可以大大降低水接触角，且可参与光固化反应，具有极佳的持续亲水效果。优选地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮，1-[4-(2-羟乙氧基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括如的各组分：所述组合物还包括溶剂，所述溶剂重量是其它组分总重量的2‑4倍。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括如的各组分：所述组合物还包括溶剂，所述溶剂重量是其它组分总重量的2-4倍。2.根据权利要求1所述的紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述亲水性光固化树脂为纯丙烯酸树脂。3.根据权利要求2所述的紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述纯丙烯酸树脂为侧链含有不饱和双键的丙烯酸树脂。4.如权利要求2所述的紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述纯丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：S1、在溶剂中，加入单体和引发剂进行反应；S2、再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、催化剂和阻聚剂反应，即得。5.如权利要求4所述的紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，步骤S1中，所述单体包括摩尔比为2～5：2～4：0～3：2～3的式(I)所示单体I、式(II)所示单体II、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸；6.如权利要求4所述的紫外光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述单体与甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1：1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞明东，王艳梅，李桐，王晨，
申请(专利权)人：上海维凯光电新材料有限公司，上海乘鹰新材料有限公司，江苏乘鹰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31