一种薄膜专用水性树脂防雾涂料及防雾薄膜制造技术

本发明专利技术公开一种薄膜专用水性树脂防雾涂料及防雾薄膜，所述涂料包括第一组合物和第二组合物；第一组合物包括水性聚酯树脂、助溶剂、溶剂、催化剂、固化剂、润湿剂组分；第二组合物包括亲水组分助溶剂、溶剂、催化剂、固化剂、润湿剂组分。所述防雾薄膜涂覆有上述防雾涂料。所述防雾涂料无色透明，具有极高透光率。本发明专利技术所述防雾涂料中的水性聚酯树脂和亲水组分通过固化剂化学交联，使防雾涂料形成的涂层与薄膜基材具有持久的防雾性、耐水性、耐磨耗性能。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜专用水性树脂防雾涂料及防雾薄膜
本专利技术涉及防雾
，特别涉及一种薄膜专用水性树脂防雾涂料、含有该水性树脂防雾涂料的防雾薄膜及其制备方法。
技术介绍
日常生活中经常会碰到透明材料由于环境存在温差，水汽凝集结露，形成小液滴的现象。由于这些微小水滴的存在，光线在通过透明材料时会发生折射和反射，显著降低透明材料的透光率，增加雾度，严重影响清晰度，带来严重的后果。例如车窗结雾会影响司机的视线，镜头结雾影响观察及拍摄等。目前广泛采用表面活性剂、无机溶胶、无机纳米材料、有机/无机杂化、有机高分子等涂料经过表面涂覆法进行防雾处理。其中以表面活性剂为主要成分的防雾产品，涂层的防雾时间很短，一般都在10-15天之内，而且随着温度湿度的增加，防雾性能下降很快。以无机溶胶和金属氧化物溶胶如有机硅溶胶为主要成分的产品价格昂贵,而且突然受热会膨胀起泡,影响表面的平整性和均匀性。有机/无机杂化涂料中无机材料和有机材料的共溶性问题以及涂层间的亲合力以及与基底的粘合力都需要进一步探索与改进。由此开发具有持久优异耐水性、耐磨耗性、防雾性能且价格低廉绿色环保的防雾涂层具有非常重大的意义。采用高分子水性涂料所得防雾涂料及其防雾涂层防雾效果优良，透光率极高，价格低廉绿色环保且具有优良的耐水性及耐磨耗性能。高分子水性涂料涂覆法的防雾原理是利用高分子聚合物涂层的亲水性，在基材表面形成具有高度亲水作用的涂层，使基材对水的接触角变小。液滴在涂层表面极易润湿铺展，形成极薄水膜，起到防雾效果。根据相似相容原理，聚合物薄膜基材与高分子水性涂料具有很好的相容性，长期使用后基材表面的高分子涂层不会失稳脱落。高分子涂层中的各组分可通过化学键交联，从而具有持久的耐水性及耐(湿)磨耗性能。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种使用寿命长，防雾性能和亲水性能好且可长期保证薄膜基材透光率的防雾薄膜及其制备方法，本专利技术还提供一种薄膜专用水性树脂防雾涂料。为实现上述目的，专利技术人提供了如下的技术方案：一种薄膜专用水性树脂防雾涂料，所述涂料包括第一组合物和第二组合物；其中，所述第一组合物包括以下重量份数的组分：所述第二组合物包括以下重量份数的组分：本专利技术中，所述第一组合物中的水性聚酯树脂为防雾涂料的基料，与薄膜基材具有很好的相容性及附着力。第二组合物中的亲水组分提供超强亲水性能，改善水性聚酯树脂的亲水性，且具有一定分子量，增加体系稳定性。所述第一组合物中的助溶剂、溶剂、催化剂、固化剂、润湿剂可以分别与第二组合物中的助溶剂、溶剂、催化剂、固化剂、润湿剂相同或不同。进一步，所述水性聚酯树脂为间苯二甲酸、二乙二醇、间苯二甲酸－5－磺酸钠、1,4-环己烷二甲醇所构成的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物的分子式如式(I)所示，其数均分子量为5000～15000，式(I)中的w、x、y、z分别为自然数；所述水性聚酯树脂是由间苯二甲酸、二乙二醇、间苯二甲酸－5－磺酸钠、1,4-环己烷二甲醇所构成的嵌段共聚物，为磺酸盐型水性聚酯，其数均分子量为5000～15000。所述磺酸盐型水性聚酯为防雾涂料的基料。其中，水性聚酯树脂中的间苯二甲酸与二乙二醇链段作为磺酸盐型水性聚酯的硬段，为防雾涂料提供优良的力学性能的同时，与经过电晕处理的薄膜基材具有很好的相容性，从而提高防雾涂料的附着力。所述水性聚酯树脂中的间苯二甲酸-5-磺酸钠作为磺酸盐型水性聚酯的亲水单元使水性聚酯树脂具有水溶性或水分散性的优良性能，为防雾涂料提供部分亲水性；1,4环己烷二甲醇改善水性聚酯树脂的结晶性，使得防雾涂料具有很高的透光率；水性聚酯树脂的两端基团与氨基树脂固化剂反应交联，增加防雾涂料体系的耐水性。进一步，所述亲水组分为下列中的一种或两种以上任意比例的混合：尿素、马来酸酐、聚氧乙烯失水山梨醇单油酯、聚丙烯酰胺、AA/AMPS共聚物、聚乙烯醇1788、聚乙二醇6000或聚乙二醇2000。本专利技术采用上述亲水组分，其含有大量酰胺基、羧基、羟基或醚键，为防雾水性涂料提供超强亲水性能，改善水性聚酯树脂的亲水性，且具有一定分子量，增加防雾涂料体系的稳定性。优选地，所述亲水组分为支链带有亲水基团且具有一定分子量的化合物，例如数均分子量为2000-8000的AA/AMPS共聚物即丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸嵌段共聚物等。这类化合物支链或主链上带有强亲水基团，降低固化后亲水涂层的水接触角，同时这类化合物具有一定分子量或者空间立体结构，涂覆在薄膜基材上后分子链相互缠结、化学交联可以形成稳定的耐水性涂层。更优选地，亲水组分为具有较低的粘度，pH值接近中性的化合物，例如聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚乙烯醇1788低粘度型。这类化合物pH值为中性，增加体系稳定性，低粘度使涂料在涂布时工艺更简便。进一步，所述第一组合物或第二组合物中的催化剂为甲苯-4-磺酸。进一步，所述第一组合物或第二组合物中的固化剂为甲醚化氨基树脂。所述甲醚化氨基树脂中的甲氧甲基官能团能与羧基、羟基、酰胺基反应。在防雾水性涂料固化过程中，固化剂可与水性聚酯树脂的端羟基、羧基反应，同时也可与亲水组分中的酰胺基、羧基、羟基反应，使水性聚酯树脂与亲水组分通过稳定化学键连接，形成适度的交联网状结构，从而使防雾涂料涂覆后形成的涂层在薄膜基材上保持防雾性能的同时具有优良的耐水性及耐磨耗性能。所述固化剂与水性聚酯树脂或亲水组分的反应原理如式(II)-式(IV)所示：所述甲醚化氨基树脂固化剂还具有固化速度快、漆膜硬度柔韧性好、能溶于水等优点。进一步，所述第一组合物或第二组合物中的润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。进一步，所述第一组合物或第二组合物中的助溶剂为下列中的一种或两种任意比例的混合：正丙醇或异丙醇；所述溶剂为水。所述助溶剂可加速水性聚酯树脂及亲水组分的溶解，降低粘度，使防雾水性涂料更为均一稳定。所述助溶剂在水性树脂溶解后可通过蒸馏等方式收集重复利用，降低成本的同时使水性聚酯涂料在固化过程中无有机溶剂挥发，更为绿色环保。优选地，所述助溶剂为异丙醇。优选的，所述溶剂为去离子水。本专利技术还提供一种涂覆有所述薄膜专用水性树脂防雾涂料的防雾薄膜，其从下到上依次包括薄膜基材、水性聚酯树脂层和亲水层；所述水性聚酯树脂层由所述薄膜专用水性树脂防雾涂料中的第一组合物涂覆固化形成，所述亲水层由所述薄膜专用水性树脂防雾涂料中的第二组合物涂覆固化形成；所述薄膜基材为下列中的一种材料制备形成的薄膜或两种以上的混合物制备形成的薄膜：聚烯烃、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。本专利技术还提供防雾薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1、将所述第一组合物中水性聚酯树脂、助溶剂、溶剂在80-90℃下搅拌均匀，得到透明均一的稳定溶液；步骤2、将第一组合物中的催化剂、固化剂、润湿剂混合均匀后加入到步骤1得到的稳定溶液中搅拌均匀，然后再蒸馏回收助溶剂后得到水性聚酯树脂混合溶液；步骤3、将第二组合物中的助溶剂、溶剂、催化剂、固化剂、润湿剂、亲水组分混合搅拌均匀，然后再蒸馏回收助溶剂后得到亲水组分混合溶液；步骤4、将步骤2得到的水性聚酯树脂混合溶液以刮涂、喷涂、旋涂或浸入涂覆方式涂覆在所述薄膜基材表面，在120℃～170℃的温度下固化20min～50min后得到含有水性聚酯树脂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述涂料包括第一组合物和第二组合物；其中，所述第一组合物包括以下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述涂料包括第一组合物和第二组合物；其中，所述第一组合物包括以下重量份数的组分：所述第二组合物包括以下重量份数的组分：2.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述水性聚酯树脂为间苯二甲酸、二乙二醇、间苯二甲酸－5－磺酸钠、1,4-环己烷二甲醇所构成的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物的分子式如式(I)所示，其数均分子量为5000～15000，式(I)中的w、x、y、z分别为自然数；3.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述亲水组分为下列中的一种或两种以上任意比例的混合：尿素、马来酸酐、聚氧乙烯失水山梨醇单油酯、聚丙烯酰胺、AA/AMPS共聚物、聚乙烯醇1788、聚乙二醇6000或聚乙二醇2000。4.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述第一组合物或第二组合物中的催化剂为甲苯-4-磺酸。5.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述第一组合物或第二组合物中的固化剂为甲醚化氨基树脂。6.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述第一组合物或第二组合物中的润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。7.根据权利要求1所述的薄膜专用水性树脂防雾涂料，其特征在于：所述第一组合物或第二组合物中的助溶剂为下列中的一种或两种任意比例的混合：正丙醇或异丙醇；所述第一组合物或第二组合物中的溶剂为水。8.一种涂覆有权利要求1-7之一所述薄膜专用水性树脂防雾涂料的防雾薄膜，其特征在于：其从下到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群朝，张世贤，郝同辉，蒋涛，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42