涂层结构、用于形成其的化学组合物、及形成其的方法技术

技术编号:3758928 阅读:186 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供涂层结构、用于形成其的化学组合物、及形成其的方法。本发明专利技术的涂层结构包括经紫外光固化的树脂层及氟化物单分子层。该树脂层另外包含的有机硅分子的有机硅基团自树脂层的表面延伸出来,蜡类细粉与纳米氧化物颗粒自树脂层的表面露出而形成微观的山峰-山谷结构。氟化物单分子层的氟化分子与树脂层的表面形成化学键结以露出含氟基团。在形成涂层结构时,须使紫外光可固化树脂层先部分固化,然后将氟化分子活化以使其与树脂层表面键结,再将紫外光可固化树脂层完全固化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂层结构、用于形成该涂层结构的化学组合物、及形成该涂层结构的方法,特别是涉及一种具有防污、耐磨耗、及硬度高的涂层结构、用于形成该涂层结构 的化学组合物、及形成该涂层结构的方法。
技术介绍
已知在制备高光泽度涂层时,会选择使用紫外光固化透明涂料(通称为UV金油), 这是因为UV金油固体成分高、交联密度强,所获得涂层孔隙率低,基本上具有一定的抗污 效果,大多用少许清洁剂即可擦拭掉污染物。但是随着技术累积,单纯UV金油已经无法满 足需求。有人开始添加少量的低表面能助剂,例如,硅烷类、氟化物类助剂,在涂料干燥时, 助剂会自发地浮在涂层表面使涂层具有短期的抗污效果,但是仍然无法达到长效抗污的理 想效果,这是因为此类添加剂均为小分子化合物,长时间容易流失,或是低表面能基团会受 到生物分子诱导而无法延伸至涂层表面,使得抗污效果丧失。 除了促进UV金油涂层本身的抗污性之外,同时也可以在涂层上进一步进行某些 处理,例如,使用抛光砖打蜡、使用汽车玻璃拨水清洁剂处理等。但是上述处理具有共同的 缺点,就是无法长期保持抗污效能,并且会影响原来涂层的光泽与硬度。这是因为它们与被 涂物之间并无化学键结,而仅依靠微弱的物理力来维持。 另外,中国台湾新型专利第M319150号提出一种塑料素材的氟化保护膜结构,如 图1所示,其为在塑料基材1上涂布一层改性的层2,改性的层2主要为含有纳米级二氧化 硅或硅氧烷的无机薄膜,再在改性的层2表面涂布氟化保护层3。以改性的层2作为塑料基 材1与氟化保护层3之间的接口 ,使氟化保护层3可紧密牢固地涂布于塑料基材1上,使涂 布后的塑料基材1的表面能量降低,以加强保护膜结构的防污功效。但是,这样的保护膜结 构,由于二氧化硅薄膜的多孔隙性的缘故,并不具有高光泽度的外观。 因此,仍然需要一种具有高光泽度、长效防污、耐磨耗性质的新颖涂层结构及其制 法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种涂层结构、用于形成该涂层结构的化学组合物、及 形成该涂层结构的方法,该涂层结构同时具有高光泽度及耐磨耗性质,并可达到优良且长 效的抗污、抗指纹功能,以解决现有技术的问题。 根据本专利技术的涂层结构包括形成于待涂覆基底表面的经紫外光固化的树脂层及 形成于该树脂层上的氟化物单分子层。树脂层进一步包含有机硅分子、蜡类细粉及纳米氧 化物颗粒。有机硅分子的有机硅基团自树脂层的表面延伸出来,蜡类细粉与纳米氧化物颗 粒自树脂层的表面露出而形成微观的山峰-山谷结构。氟化物单分子层的氟化分子与树脂 层的表面形成化学键结以露出含氟基团。 根据本专利技术的用于形成涂层的化学组合物包含100重量份的紫外光可固化树脂;0. 01至5重量份的有机硅分子;0. 1至5重量份的具有低表面能的蜡类细粉;及0. 5至5重 量份的纳米氧化物颗粒。 根据本专利技术的形成涂层的方法包括提供包含紫外光可固化树脂、有机硅分子、具 有低表面能的蜡类细粉、及纳米氧化物颗粒的混合物;将混合物涂覆至待涂覆基底的表面 上,形成涂覆层;将涂覆层加温及静置,使得有机硅分子、具有低表面能的蜡类细粉、及纳米 氧化物颗粒迁移至涂覆层表面;对涂覆层照射紫外光以进行部分固化;将部分固化的涂覆 层涂覆一层氟化物单分子层;将已涂覆氟化物单分子层的涂覆层加热以活化氟化物;及对 已加热活化的涂覆层照射紫外光以完全固化。 与现有技术相比,本专利技术利用涂层表面的荷叶仿生结构防污,并利用氟化物分子 与其下层涂层的化学键结力,将低表面能基团牢牢固定于外表面,使所得涂层具有长效防 污效果,并同时具有高光泽度与耐磨耗性质。附图说明图1显示已知的涂层结构的剖面示意图。图2显示根据本专利技术的涂层结构的剖面示意图。图3显示图2的放大示意图。图4显示根据本专利技术的涂层结构的荷叶仿生结构防污的示意图。图5显示本专利技术中氟化分子与树脂层表面化学键结的示意图。主要组件符号说明1塑料基材2改性的层3氟化保护层 10待涂覆基底12树脂层 14氟化物单分子层16有机硅分子18蜡类细粉20纳米氧化物颗粒22氟化分子24污染物具体实施例方式如图2所示,本专利技术的涂层结构形成于待涂覆基底10的表面上。根据本专利技术的涂 层结构包含经紫外光固化的树脂层12及氟化物单分子层14。更具体而言,参照图3所示 的放大示意图,本专利技术的经紫外光固化的树脂层12中具有有机硅分子16、蜡类细粉18、及 纳米氧化物颗粒20。有机硅分子16的有机硅基团自树脂层12的表面延伸出来。蜡类细 粉18与纳米氧化物颗粒20自树脂层12的表面露出而形成微观的山峰-山谷结构。氟化 物单分子层14的氟化分子22与树脂层12表面形成化学键结,以露出含氟基团。需注意的 是,各图仅是示意性的,并不表示实际的尺寸比例关系。 下面说明本专利技术的涂层结构的制法。首先提供用于形成涂层的配料,即,化学组合 物,其包含紫外光可固化树脂、有机硅分子、具有低表面能的蜡类细粉、及纳米氧化物颗粒。 所使用的量可为例如100重量份的紫外光可固化树脂;0-01至5重量份、更优选为0. 01至 2重量份的有机硅分子;0. 1至5重量份、更优选为0. 1至2重量份的具有低表面能的蜡类 细粉;及0. 5至5重量份、更优选为0. 75至4重量份的纳米氧化物颗粒。 其中,紫外光可固化树脂(即俗称的UV金油)可包括但不限于,丙烯酸类、PU类、 聚酯类等。优选地,紫外光可固化树脂固化后形成的树脂层的硬度为H级以上,玻璃转化温 度Tg值高,并且涂层致密性好,以使经紫外光固化的树脂层本身就具有一定的抗污效果, 用油性笔涂画后,以少许清洁剂即可清除。 有机硅分子为具有有机硅基团的小分子有机硅,可为例如,硅烷类、硅氧烷类、或 聚醚/酯改性的(modified)有机硅化合物类。 蜡类细粉优选为低表面能的蜡类粉末,例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯与聚 乙烯(PTFE/PE)混成的细蜡粉末、聚乙烯、聚酰胺、或聚丙烯(PP)细粉。蜡类细粉粒径优选 为10微米至50微米。将其烘烤至软化点,轻微熔化,从而使其可散布于涂层表面。因为是 低分子,所以使得涂层摸起来有爽滑感,也能抗指纹。 纳米氧化物颗粒则优选选择高滑度、抗刮伤的氧化物纳米尺寸颗粒,例如,三氧化 二铝、二氧化硅、氧化锌(ZnO)、或二氧化铈(Ce02)颗粒,其进一步增加涂层的疏水/疏油特 性。纳米氧化物颗粒的粒径优选为10纳米至100纳米。 将上述化学组合物混合形成混合物,可利用机械方式搅拌混合。例如先以搅拌机 低速(200至400rpm)搅拌5分钟。若为低粘度,例如2, 000厘泊(cps)以下,则用均质机 以5000至9000rpm分散5至IO分钟。若为中高粘度,例如2, OOOcps以上,则用搅拌机以 500至1000rpm分散10至15分钟。 将该混合物涂覆至待涂覆基底的表面上,形成涂覆层。涂覆层的厚度可根据需要 确定,例如5至50iim,优选为5至25iim。涂覆的方式可为例如印刷或喷涂。涂装后,漆膜 应光亮平整。 然后,将涂覆层加温及静置。加温及静置的目的是使有机硅分子、具有低表面能的 蜡类细粉、及纳米氧化物颗粒迁移至涂覆层表面,同时将溶剂(若含有溶剂的话)从涂覆层 除去,并且促进涂覆层流平,因此对温度的高低和时间的长短并无特别限制,只要能够达到 此目的即可本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种涂层结构,包括:  形成于待涂覆基底表面的经紫外光固化的树脂层,该树脂层还包含有机硅分子、蜡类细粉及纳米氧化物颗粒,该有机硅分子的有机硅基团自该树脂层的表面延伸出来,该蜡类细粉与该纳米氧化物颗粒自该树脂层的表面露出而形成微观的山峰-山谷结构;及  形成于该经紫外光固化的树脂层表面的氟化物单分子层,其中该氟化物单分子层的氟化分子与该树脂层的表面形成化学键结,以露出含氟基团。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:洪颀祥
申请(专利权)人:毅嘉科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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