一种防雾性涂层组合物及其制备方法和应用方法技术

本发明专利技术提供了一种防雾性涂层组合物，其组分包括有机‑无机杂化亲水性聚合物、亲水性环氧聚合物、固化剂、成膜溶剂和功能助剂。其中，所述防雾性涂层组合物的一种制备方法包括将所述有机‑无机杂化亲水性聚合物、所述亲水性环氧聚合物和固化剂混合均匀，再加入功能助剂和成膜溶剂混合均匀，最终得到所述防雾性涂层组合物；所述防雾性涂层组合物的一种应用包括一种防雾性复合膜，其包括具有第一侧面和第二侧面的膜基底，所述第一侧面和第二侧面中的至少一个侧面上设有防雾性涂层，所述防雾性涂层由上述所述的防雾性涂层组合物形成。所述防雾性涂层组合物具有更好的亲水性以及在水浸润环境中也能长期保持的亲水防雾性能。

Antifogging coating composition, preparation method and application method thereof

The present invention provides an anti fogging coating composition, comprising the components of organic inorganic hybrid hydrophilic polymer, a hydrophilic polymer, epoxy curing agent, film-forming solvents and functional additives. Among them, the preparation of antifogging coating composition and preparation method comprises the organic inorganic hybrid hydrophilic polymer and the hydrophilic epoxy polymer and curing agent are mixed evenly, adding functional additives and film-forming solvent mixed evenly, finally obtained the antifogging coating composition; the anti spray coating composition is an application including a fog proof composite film, comprising a substrate having a first side and a second side, at least one side of the first and second sides of a antifogging coating, wherein the antifogging coating consists of antifogging coating compositions formed by the above the. The antifogging coating composition has better hydrophilicity and Hydrophilic Antifogging properties that can be maintained for long periods in a water immersion environment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工材料
，尤其涉及一种持久防雾性涂层组合物及其制备方法，以及该涂层组合物应用于PC、PMMA和PET等膜制品上的方法。
技术介绍
透明聚合物材料已被广泛应用于社会生活中。然而，在高湿环境中、或温度或湿度有较大差别的界面上，空气中的水蒸气很容易在这些透明聚合物基质的表面凝聚成雾或露珠，进而造成基质的透光率降低，从而影响透明聚合物基质的正常使用。例如，用于窗户、护目镜、面具或面部护罩、车灯以及车窗玻璃等的透明聚合物材料，由于上述弊端而常常会变得雾蒙蒙，这种情况所带来的影响不仅仅是美观上的瑕疵，甚至会使生产、生活中的人们发生危险，如车窗玻璃上的浊雾所引发的交通事故。通常的通过电加热或吹风方式来消雾的方法在部分领域已被应用，但是该方法具有很大的局限性。为了减少和消除上述问题，直接具有消雾功能的涂层材料得到了广泛的关注。US6071606A公开了一种采用高温成型的工艺方法，包括在基质的最外层涂覆一层纳米级二氧化钛、二氧化硅涂层，因涂膜中含有光催化活性的二氧化钛，通过光照后能使表面具有超亲水性，并能分解油污，具有自清洁性，但该涂料在暗室或其它缺乏光照的条件下长期放置之后，将失去其防污性能。同时，高温成型技术使得该技术在透明聚合物材料上无法应用。WO2015008894公开了一种将有机-无机纳米硅复合体涂覆于聚酯、聚酰胺等聚合物薄膜上的工艺，最终通过干燥成型后得到一种具有亲水防雾性能的膜制品。US2015079381公开了一种采用溶剂浇铸成型方法将硅溶胶涂覆于透明聚合物薄膜材料上的工艺，最终得到一种具有亲水性防雾表面的膜制品。尽管这两种方法在具体实施过程中具有工艺简单的特点，但由于亲水性涂覆层缺乏有效的三维立体化学结合，容易受到外力的损坏。US2014037968公开了一种在热熔融聚酯薄膜表面涂覆碱金属硅酸盐和亲水性防雾剂混合物的工艺，最后得到的聚酯薄膜的表面具有亲水性以及防雾功能。该加工工艺的缺陷在于需要严格控制聚酯薄膜表面的熔融状态，以及冷却速度，以避免薄膜结构结晶化及脆化，大大增大了加工工艺的困难和复杂程度。US6306932公开了一种防雾性材料，包括将无机烷氧化物及其水解共缩合物与聚丙烯酸和聚乙烯醇共混后，涂覆成膜，形成具有亲水防雾功能的涂层。张春雪等采用MMA，BMA，HEMA以及少量交联剂制备具有防雾功能的涂料【热固性树脂1999(04)：28-30】。采用上述方法得到的涂料，其防雾寿命较短，且由于缺乏三维交联结构，吸水后容易由于膨润软化而导致涂层的破坏。CN101781506A公开了一种涂覆工艺，包括将环氧树脂与亲水性高分子以及亲水性表面活性剂共混，涂覆高温固化成型。该涂料制备及涂覆成型工艺简单，但由于环氧树脂与亲水性化合物存在不相容性，因此在涂覆成型中存在相分离而影响透明性，以及长期使用亲水性化合物膨润浸出而影响使用效果的问题。可见，上述方法虽然都具有一定的防雾效果，但都有各自的不足。为此，开发一种适用于透明聚合物材料上的具有加工简易、寿命长以及水浸润后防雾效果好的防雾性涂层组合物具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种防雾性涂层组合物，旨在解决上述
技术介绍
中所述的缺陷，所述防雾性涂层组合物具有更好的亲水性以及在水浸润环境中也能长期保持的亲水防雾性能；进一步地，本专利技术的目的还在于提供该防雾性涂层组合物的制备方法和应用方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种防雾性涂层组合物，其组分包括有机-无机杂化亲水性聚合物、亲水性环氧聚合物、固化剂、成膜溶剂和功能助剂。进一步地，所述防雾性涂层组合物中还包括在具体制备过程中的各组分的原料，例如硅溶胶和亲水性乙烯基单体等物质。优选地，亲水性聚合物是由亲水性乙烯基单体中的任意一种或多种聚合而成，其中，所述亲水性乙烯基单体包括但不限于聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯。优选地，所述亲水性环氧聚合物选自聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇的环氧改性产物中的任意一种或多种。具体地，所述聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇的环氧改性产物是通过聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇与环氧官能团在催化剂作用下反应合成的。进一步地，所述功能助剂优选自润湿剂、消泡剂和流平剂中的任意一种或多种。进一步地，硅溶胶在所述防雾性涂层组合物中的重量百分比为1-5％。进一步地，亲水性乙烯基单体在所述防雾性涂层组合物中的重量百分比为3-10％。进一步地，亲水性环氧聚合物在所述防雾性涂层组合物中的重量百分比为3-15％。进一步地，成膜溶剂在所述防雾性涂层组合物中的重量百分比为75-90％。本专利技术的技术方案还包括：一种防雾性涂层组合物的制备方法，包括：步骤1：硅烷偶联剂与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法进行共聚合水解缩合反应，得到硅溶胶；步骤2：亲水性乙烯基单体与所述硅溶胶进行自由基聚合反应，得到有机-无机杂化亲水性聚合物；步骤3：聚多元醇与环氧化合物进行无水反应，得到亲水性环氧聚合物；步骤4：将所述有机-无机杂化亲水性聚合物、所述亲水性环氧聚合物和固化剂混合均匀，加入功能助剂和成膜溶剂混合均匀，得到所述防雾性涂层组合物。进一步地，步骤1中，所述硅烷偶联剂优选为碳碳双键类有机硅烷偶联剂。进一步地，步骤2中，优选地，亲水性乙烯基单体与硅溶胶共混，然后在乙醇中进行自由基聚合反应，得到有机-无机杂化亲水性聚合物。进一步地，步骤2中，所述亲水性乙烯基单体优选自聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯中的任意一种或多种。进一步地，步骤3中，聚多元醇与环氧化合物进行无水反应的催化剂采用质子酸，最终得到具有环氧官能团的亲水性环氧聚合物。进一步地，步骤3中，所述聚多元醇选自聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇中的任意一种或多种。更优选地，所述聚多元醇的分子量为2000-6000，即聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇的分子量为2000-6000。进一步地，步骤3中，所述环氧化合物优选自脂肪族缩水甘油醚、脂环族环氧树脂中的任意一种或多种。其中，所述脂肪族缩水甘油醚包括但不限于聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚；所述脂环族环氧树脂包括但不限于二氧化乙烯基环己烯、二甲基带二氧化乙烯基环己烯和二氧化双环戊二烯。进一步地，步骤3中，所述聚多元醇与所述环氧化合物中的环氧官能团的摩尔比为1：(5-20)。进一步地，步骤4中，所述助剂包括润湿剂、消泡剂和流平剂。进一步地，所述成膜溶剂为挥发性溶剂，包括但不限于醇醚类溶剂，选自包括乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚的醇醚，醚以及包括苯甲醇、异丙醇、正丁醇的醇中的任意一种或多种。进一步地，步骤4中，所述固化剂优选自酸酐类固化剂、胺类固化剂中的任意一种或多种。其中，所述酸酐类固化剂主要包括脂环族酸酐和芳香族酸酐，包括但不限于甲基六氢邻苯酐、六氢邻苯酐、聚己二酸酐和聚壬二酸酐；所述胺类固化剂主要包括脂肪胺、聚酰胺以及改性多元胺，包括但不限于多烯胺、异佛尔酮二胺和N-氨乙基哌嗪，具体地，所述多烯胺包括但不限于二乙烯三胺和三乙烯四胺。本专利技术的技术方案还包括：一种防雾性复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防雾性涂层组合物，其特征在于，其组分包括有机‑无机杂化亲水性聚合物、亲水性环氧聚合物、固化剂、成膜溶剂和功能助剂。

【技术特征摘要】
1.一种防雾性涂层组合物，其特征在于，其组分包括有机-无机杂化亲水性聚合物、亲水性环氧聚合物、固化剂、成膜溶剂和功能助剂。2.根据权利要求1所述的防雾性涂层组合物，其特征在于，所述机-无机杂化亲水性聚合物是由亲水性乙烯基单体中的任意一种或多种聚合而成，其中，所述亲水性乙烯基单体包括但不限于聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸羟乙酯和（甲基）丙烯酸羟丙酯。3.根据权利要求1所述的防雾性涂层组合物，其特征在于，所述亲水性环氧聚合物选自聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇的环氧改性产物中的任意一种或多种；其中，所述聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇的环氧改性产物是通过聚乙二醇及其衍生物、聚酯多元醇与环氧官能团在催化剂作用下反应合成的。4.根据权利要求1所述的防雾性涂层组合物，其特征在于，所述功能助剂选自润湿剂、消泡剂和流平剂中的任意一种或多种。5.一种防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：硅烷偶联剂与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法进行共聚合水解缩合反应，得到硅溶胶；步骤2：亲水性乙烯基单体与所述硅溶胶进行自由基聚合反应，得到有机-无机杂化亲水性聚合物；步骤3：聚多元醇与环氧化合物进行无水反应，得到亲水性环氧聚合物；步骤4：将所述有机-无机杂化亲水性聚合物、所述亲水性环氧聚合物和固化剂混合均匀，加入功能助剂和成膜溶剂混合均匀，得到所述防雾性涂层组合物。6.根据权利要求5所述的防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述硅烷偶联剂为碳碳双键类有机硅烷偶联剂。7.根据权利要求5所述的防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，步骤2中，亲水性乙烯基单体与硅溶胶共混，然后在乙醇中进行自由基聚合反应，得到有机-无机杂化亲水性聚合物。8.根据权利要求5所述的防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述亲水性乙烯基单体选自聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯中的任意一种或多种。9.根据权利要求5所述的防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，步骤3中，聚多元醇与环氧化合物进行无水反应的催化剂采用质子酸，最终得到具有环氧官能团的亲水性环氧聚合物。10.根据权利要求5所述的防雾性涂层组合物的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述聚多元醇的分子量为2000-6000。11.根据权利要求5所述的防...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁锐锋，
申请(专利权)人：敬旦材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31