一种耐磨防雾树脂及其制备方法以及一种防雾涂层技术

本发明专利技术涉及功能材料技术领域，提供了一种耐磨防雾树脂及其制备方法以及一种防雾涂层。本发明专利技术通过对单体种类的优化，合成了一种可在热和UV条件下发生自交联的耐磨防雾树脂，该防雾树脂可溶于低毒性的有机溶剂，可在平面以及曲面的玻璃、PC、PMMA和PET上制备长效耐磨的防雾涂层，固化过程无需添加其它引发剂或交联剂，减少了有毒小分子的使用和残留。本发明专利技术提供的防雾涂层具有防雾效果持久、施工工艺环保、耐磨性能良好以及对人体更加安全的优点，且不会影响基材的透光性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨防雾树脂及其制备方法以及一种防雾涂层
本专利技术涉及功能材料
，尤其涉及一种耐磨防雾树脂及其制备方法以及一种防雾涂层。
技术介绍
透明玻璃和塑料等材料在工农业生产和日常生活中有着非常广泛的用途，当眼镜、防护镜以及车辆挡风玻璃等物品在较高湿度的环境中使用时，如果存在较大温差，在物品表面会发生凝雾现象，进而显著降低材料透光率，严重影响产品正常使用。因此，生活和生产领域对于防雾涂层材料具有广泛和迫切的需求。在目前的防雾产品或技术中，涂抹型防雾液和喷剂型防雾液可由用户自行进行涂布，过程简单方便。但这类防雾涂层也易被水洗去，仅仅适用于短效使用，无法满足很多防雾产品使用场景中对长效耐磨性的需求。目前耐磨的防雾涂层一般由防雾树脂制备得到，防雾树脂材料在制备工艺和应用场景方面尚存在诸多问题，其制备过程往往比较复杂，同时固化过程需要添加引发剂、交联剂或催化剂等物质，且往往难以同时保证冷雾和热雾场景下的防雾性能。如专利201510968433.0报道了一种紫外光固化防雾树脂，涉及到预聚物和聚合物的两步合成，并且固化过程需要添加小分子催化剂和固化剂等；201410814150.6报道的一种光固化耐磨防雾涂料在配制过程需要添加多种小分子，并且未考察冷雾和热雾场景下的防雾性能。因此，目前亟需开发一种合成方便、固化简单、防雾性能和耐磨性能好的防雾树脂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种耐磨防雾树脂及其制备方法以及一种防雾涂层。本专利技术提供的耐磨防雾树脂合成简单，能够通过热固化和UV光固化方式使树脂分子发生双重交联，固化过程无需加入小分子引发剂、交联剂或催化剂，利用该树脂制备的防雾涂层在冷雾和热雾场景下均有优异的防雾性能，且耐磨性好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种耐磨防雾树脂的制备方法，包括以下步骤：在引发剂作用下，将亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体进行聚合反应，得到耐磨防雾树脂；所述亲水单体为非离子型亲水单体和离子型亲水单体中的至少一种。优选的，所述亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体的质量比为1～80:1～50:1～50。优选的，所述非离子型亲水单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺中的一种或几种；所述离子型亲水单体包括丙烯酸及其盐、甲基丙烯酸及其盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其盐、甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或几种；所述环氧基单体包括丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述二苯甲酮基单体包括4-丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮和N-(4-苯甲酰基苯基)-2-丙烯酰胺中的至少一种。优选的，所述聚合反应的原料还包括烷基酯类疏水单体；所述烷基酯类疏水单体的质量小于等于亲水单体、环氧基单体、二苯甲酮基单体和烷基酯类疏水单体总质量的50％。优选的，所述烷基酯类疏水单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种。本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备的耐磨防雾树脂。本专利技术提供了一种防雾涂层，由上述方案所述的耐磨防雾树脂制备得到。优选的，所述防雾涂层通过以下步骤制备得到：将耐磨防雾树脂溶于有机溶剂中，得到树脂溶液；将所述树脂溶液涂覆在基材表面，然后依次进行热固化和UV固化，得到防雾涂层。优选的，所述有机溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇和丙二醇甲醚中的一种或几种；所述树脂溶液的质量浓度为1～20％；所述涂覆所得涂层的湿膜厚度为10～50μm。优选的，所述热固化的温度为100～120℃，时间为30～120分钟；所述UV固化条件为：在UVA波段下进行固化，UV固化过程的累积能量为100～8000mJ/cm2。本专利技术提供了一种耐磨防雾树脂的制备方法，本专利技术利用亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体聚合制备耐磨防雾树脂，所得耐磨防雾树脂是含亲水基、环氧基和二苯甲酮基的聚合物，该聚合物在透明基底上涂覆后，亲水基在凝雾条件下能够快速吸收微小液滴进而达到防雾效果；环氧和二苯甲酮基分别通过热和UV作用进行交联，进一步提高涂层强度和耐磨性。进一步的，所述聚合反应的原料还包括烷基酯类疏水单体，从而在聚合物中引入烷基酯基团，烷基酯能够进一步提高涂层的耐水性和耐磨性。本专利技术提供的方法采用一步法制备耐磨防雾树脂，原料廉价易得，合成过程简单，施工过程环保，适用于玻璃和塑料等多种材料，具有良好的应用前景。本专利技术提供了上述方案所述制备方法制备的耐磨防雾树脂，本专利技术提供的防雾树脂可溶于低毒性的有机溶剂，可根据涂布工艺的具体要求来配制不同浓度和粘度的树脂溶液，可在平面以及曲面的玻璃、PC、PMMA和PET上制备长效耐磨的防雾涂层。本专利技术提供的耐磨防雾树脂的分子结构中含有环氧及二苯甲酮基团，可通过热和UV光固化方式使树脂分子发生双重交联，因此在固化过程中无需额外加入小分子引发剂、交联剂和催化剂等，减少了有毒小分子的使用和残留，保证了防雾涂层在制备和使用过程中的环保性和安全性，且相比于单一交联方法，涂层的强度和耐磨性有了进一步提升。本专利技术还提供了一种防雾涂层，由上述方案所述的耐磨防雾树脂制备得到。本专利技术提供的防雾涂层具有施工工艺环保、耐磨性能良好、防雾效果持久以及对人体更加安全的优点，且不会影响基材的透光性能。实施例结果表明，本专利技术提供的防雾涂层在冷雾和热雾场景下均有优异的防雾性能，且在绒布摩擦3000次循环后，表面防雾性能不损失，表现出优异的耐磨性。附图说明图1为本专利技术制备防雾涂层的工艺流程图；图2为具有防雾涂层的PC与未处理PC水接触角对比照片；图3为具有防雾涂层的PC与未处理PC防雾效果对比照片；图4为具有防雾涂层玻璃与未处理玻璃防雾效果对比照片；图5为具有防雾涂层玻璃与未处理玻璃在摩擦测试后的防雾效果对比照片。具体实施方式本专利技术提供了一种耐磨防雾树脂的制备方法，包括以下步骤：在引发剂作用下，将亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体进行聚合反应，得到耐磨防雾树脂。在本专利技术中，所述亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体的质量比优选为1～80:1～50:1～50，更优选为20～60:5～30:5～30。在本专利技术中，所述亲水单体为非离子型亲水单体和离子型亲水单体中的至少一种，具体可以为非离子型亲水单体、离子型亲水单体或非离子型亲水单体和离子型亲水单体的混合物；当所述亲水单体同时包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨防雾树脂的制备方法，包括以下步骤：/n在引发剂作用下，将亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体进行聚合反应，得到耐磨防雾树脂；所述亲水单体为非离子型亲水单体和离子型亲水单体中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐磨防雾树脂的制备方法，包括以下步骤：
在引发剂作用下，将亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体进行聚合反应，得到耐磨防雾树脂；所述亲水单体为非离子型亲水单体和离子型亲水单体中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水单体、环氧基单体和二苯甲酮基单体的质量比为1～80:1～50:1～50。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型亲水单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺中的一种或几种；
所述离子型亲水单体包括丙烯酸及其盐、甲基丙烯酸及其盐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其盐、甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或几种；
所述环氧基单体包括丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；
所述二苯甲酮基单体包括4-丙烯酰氧基二苯甲酮、4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基)二苯甲酮、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮和N-(4-苯甲酰基苯基)-2-丙烯酰胺中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，王睿，马正峰，蔡美荣，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62