UV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UV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35～80份；疏水性光固化树脂15～50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UV防雾涂料经UV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。

【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UV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。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，本专利技术公开一种UV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，非常适合做车灯、挡风玻璃、浴室镜、光学透镜材料等具有防雾要求的领域。
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UV光固化的亲水防雾涂料组合物。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UV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：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。优选地，所述亲水性光固化树脂、疏水性光固化树脂、亲水性光固化单体的重量份数之和为100份。优选地，所述亲水性光固化树脂为亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯。优选地，所述亲水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包括以下步骤：S1、将聚乙二醇与二异氰酸酯在乙酸乙酯中反应，得到双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂；S2、双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂与三羟甲基丙烷反应，得到三端异氰酸酯基的聚氨酯树脂；S3、三端异氰酸酯基的聚氨酯树脂与丙烯酸羟乙酯反应，得到所述的亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯。优选地，所述聚乙二醇、二异氰酸酯、三羟甲基丙烷、丙烯酸羟乙酯的摩尔数比为6:9:1:3。优选地，所述步骤S1、S2、S3中的反应温度均为70～75℃；步骤S1中的反应时间为2-3小时，步骤S2中的反应时间为1-2小时，步骤S3中的反应时间为2-3小时。优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为500～3000，优选为1000～2500，更优选为1500～2000。优选地，所述二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)或氢化苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)；更优选IPDI。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、官能度大于等于2的环氧丙烯酸酯、官能度高于4的聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。优选地，所述亲水性光固化单体包括3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸三甲基氯化铵、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵的一种或几种的组合。所述亲水性光固化单体在本专利技术中作为可聚合表面活性剂，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)-亚苯基]-2-羟基-2′，2′-二甲基乙酮，1-羟基环己基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。更优选地，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和异丙醇，三者重量比为2:3:1。优选地，所述助剂包括流平剂、阻聚剂中的至少一种。本专利技术还提供了一种UV光固化防雾涂料组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：准确称取各组分，将亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯、疏水性光固化树脂、亲水性光固化单体和溶剂混合30分钟；再加入光引发剂和助剂，混合10分钟，即制得。现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、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。而本专利技术因采用亲水性优良的光固化树脂和可聚合表面活性剂，配合高官的疏水性光固化树脂，光固化后形成亲水性和疏水性部分交联的网状结构。其中亲水部分具有优异的亲水性能，致使水滴在涂层上易铺展形成水膜而不会起雾。疏水部分在涂层中起到锚固点的作用，交联密度增加，保证涂层在遇到大量的水时不会因溶胀而溶解，既能保证持续防雾性能又可以提高耐磨性能。2、本专利技术制备的UV光固化防雾涂料组合物，涂覆于塑料基材表面，经光固化后，所得涂膜的初期水接触角小于10度，经水浸泡100小时后，水接触角小于35度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例和对比例本专利技术所涉及的实施例及对比例的配方如表1所示，表中所述亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯是通过以下方法制备得到，其中固体份含量为50％：以不同数均分子量的PEG(实施例1-3中所使用分子量分别为1500，4-6为分子量2000；对比例1-2中PEG的分子量分别为1500、对比例3-4中PEG的分子量为2000；对比例5和6的分子量分别为600和3000)与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)，70～75℃下在乙酸乙酯中反应2-3小时，得到双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂；然后加入三羟甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括如下重量份数的各组分：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UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括如下重量份数的各组分：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UV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亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯。3.根据权利要求2所述的UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述亲水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包括以下步骤：S1、将聚乙二醇与二异氰酸酯在乙酸乙酯中反应，得到双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂；S2、双端异氰酸酯基的聚氨酯树脂与三羟甲基丙烷反应，得到三端异氰酸酯基的聚氨酯树脂；S3、三端异氰酸酯基的聚氨酯树脂与丙烯酸羟乙酯反应，得到所述的亲水性三官聚氨酯丙烯酸酯。4.根据权利要求3所述的UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述聚乙二醇、二异氰酸酯、三羟甲基丙烷、丙烯酸羟乙酯的摩尔数比为6:9:1:3。5.根据权利要求3或4所述的UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，所述聚乙二醇的数均分子量为500-3000。6.根据权利要求1所述的UV光固化防雾涂料组合物，其特征在于，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、官能度大于...

【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