一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，抗冲击涂料按重量份数包括以下组分：缩合型硅树脂20‑30份、乙烯基硅树脂2‑10份、固化剂1‑5份、附着力促进剂1‑5份、流平剂0.1‑1份和溶剂55‑65份；采用氧气和氮气的混合气体对玻璃基材进行等离子体处理，将抗冲击涂料喷涂在经等离子体处理后的玻璃基材上，且经紫外固化和热固化后，分步冷却至室温，采用该方法制得的抗冲击玻璃不但抗冲击性能提高可达90％以上，而且涂层自身硬度高，不黄变，附着性和耐洗刷性强，不易发生脱落，具有良好的耐候性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法
本专利技术涉及抗冲击玻璃
，具体涉及一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法。
技术介绍
玻璃是一种重要的材料，具有广泛的应用市场，从建筑、汽车、平板显示、可穿戴电子消费产品、到光学仪器等。为了达到使用的要求，通常需要提高玻璃的抗冲击性能。可从两个方面入手，对玻璃自身的钢化或在玻璃以外添加材料。以手机触摸屏玻璃为例，目前名列前茅的品牌是美国康宁公司大猩猩玻璃，它是采用对玻璃本身进行化学钢化的方法，使其具有很好的抗冲击性。在玻璃以外添加材料的方法中，手机贴膜是一种便捷的低成本的提高触摸屏玻璃抗冲击性能的解决方案，但存在如下缺点：1)覆盖了出厂时在手机触摸屏表面涂装的抗指纹剂，使触摸屏的抗指纹的功能丧失；2)降低了人体手指的触感的灵敏性；3)多一道繁琐的贴膜手续，削弱了消费者对该产品极致的体验性。与此相反，在手机触摸屏玻璃的背面涂装透明的抗冲击涂层的解决方案，则既可不削弱了消费者对该产品极致的体验性，又可以显著的提高触摸屏玻璃的抗冲击性能，又能降低成本。中国专利CN108504184A公开了一种用于玻璃抗冲击油墨及其使用方法，该抗冲击油墨包括以下原料：光引发剂、有机硅改性丙烯酸酯、乙烯基偶联剂、环氧偶联剂、硅醇树脂、四官聚氨酯丙烯酸酯和溶剂，其不仅提高了玻璃的耐冲击性，且该油墨的使用简便，利于推广和实施；然而，该玻璃抗冲击油墨的抗冲击性能有限，硬度软，涂层易被划伤，易黄变，不利于产品的产业化；此外，现有的涂料喷涂于玻璃基材后，涂层与玻璃基材间的粘结力较差，易导致涂层鼓泡、变形甚至脱落，耐候性和耐久性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，通过等离子体处理，可提高涂层与玻璃基材的粘结强度，该方法制得的抗冲击玻璃不但抗冲击性能提高可达90％以上，而且涂层自身硬度高，不黄变，不易发生脱落，具有良好的耐候性和耐久性。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量份数将20-30份的缩合型硅树脂溶解于28-32份的溶剂中，磁力搅拌0.5-1.5小时，直至缩合型硅树脂完全溶解于溶剂；再依次加入2-10份的乙烯基硅树脂、1-5份的附着力促进剂、0.1-1份的流平剂及28-32份的溶剂，磁力搅拌1.5-2.5小时；搅拌完毕后，再加入1-5份的固化剂，磁力搅拌0.2-0.8小时，得到抗冲击涂料；S2、对玻璃基材表面依次进行清洗、干燥；将干燥后的玻璃基材放入等离子体发生器的反应腔中，抽出反应腔中的空气，再通入氧气和氮气的混合物，在放电压强为45-55Pa、处理功率为75-165W的条件下处理1.5-8.5分钟；S3、将等离子体处理后的玻璃基材取出，采用自动空气喷枪将步骤S1制得的抗冲击涂料均匀喷涂在玻璃基材表面，涂层的膜厚为8-12微米；S4、将步骤S3中经喷涂抗冲击涂料后的玻璃放入75-85℃的烘箱内，预烤5-10分钟；将预烤后的玻璃放入紫外UV炉中固化，紫外能量控制在500-700mJ/cm2；再将玻璃放入165-195℃的烘箱中，固化30-50分钟，经分步冷却至室温后，得到抗冲击玻璃。优选地，步骤S2中对玻璃基材表面依次进行清洗、干燥的具体方法为：将玻璃基材置于超声波清洗器中，在55℃的5wt％乙醇溶液中超声震动15min，再用清水冲洗直至没有泡沫产生，然后用去离子水和无水乙醇交替清洗三遍，最后用氮气吹干。优选地，步骤S2中所述氧气和氮气添加量的体积份数比6:4。优选地，步骤S4中分步冷却至室温的具体方法为：将165-195℃固化后的玻璃放入95-105℃的环境中，冷却10-35分钟，再将玻璃放入55-65℃的环境中，冷却8-32分钟，最后取出玻璃并将其自然冷却至室温。优选地，所述缩合型硅树脂为T型-甲基硅树脂、D型-甲基硅树脂、T型-苯基硅树脂、D型-苯基硅树脂、D型-甲基苯基硅树脂中的一种或其两种以上的混合物。优选地，所述乙烯基硅树脂为甲基乙烯基硅树脂、甲基苯基乙烯基硅树脂、甲基三氟丙基乙烯基氟硅树脂中的一种或其两种以上的混合物。优选地，所述固化剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、正硅酸乙酯、二月硅酸二丁基锡、硼酸正丁酯中的一种或其两种以上的混合物。优选地，所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)-丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或其两种以上的混合物。优选地，所述流平剂为聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、氟改性丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或其两种以上的混合物。优选地，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、异丙醇、正丁醇、乙醇、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚中的一种或其两种以上的混合物采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下有益效果：1、本专利技术为有机硅体系，采用分子结构高度交联支化的有机硅树脂(缩合型硅树脂)和硅橡胶(乙烯基硅树脂)这两种主材搭配制成透明的抗冲击涂层，它们之间可形成互穿的空间立体网络结构。高支化的有机硅树脂，首先具有很强的硬度；其次，由于其分子结构的空间存在着结构缺陷，并且在分支点处存在着大量“空穴”，当受到冲击时，这些大量的“空穴”可瞬间吸收大量的能量，由于自身的形变对裂纹的产生和扩张具有缓冲作用，从而提高体系的韧性。另一方面，由于硅橡胶是交联度很低的线型弹性高分子材料，通过其弹性形变可以进一步吸收外来的冲击能量。当外力撤销时，体系又回到了原来的状态，使体系保持完整无损，达到抗冲击的效果。在高支化的有机硅树脂和硅橡胶这两种材料的协同作用下，显著提升了体系的韧性和弹性，使玻璃具有很强的抗冲击性能，同时又具有比较高的硬度。2、本专利技术在等离子体处理过程中，由于玻璃基材表面受到高能粒子的不断轰击，将对平滑的玻璃基材表面进行刻蚀，增大了玻璃基材表面的粗糙度，提高了抗冲击涂料与玻璃基材的接触面积，进而提高涂层与玻璃基材的粘结强度；此外，经过氧气和氮气等离子体处理，不仅可提高玻璃基材表面的活化能，还可引入大量的-OH和-NH2等极性官能团，不仅可有效降低抗冲击涂料在玻璃基材表面的接触角，促进抗冲击涂料浸润玻璃基材表面，在后期固化过程中，抗冲击涂料还可与玻璃基材表面的-OH和-NH2等极性官能团发生化学反应，可使涂层和玻璃基材紧密联结在一起，有效提高涂层对玻璃基材的粘结力，不易发生鼓泡、翘曲、变形和脱落的现象。3、本专利技术采用55℃的5wt％乙醇溶液对玻璃基材进行超声波清洗，再用去离子水和无水乙醇交替多次清洗，可有效去除玻璃基材表面的油脂、粉尘等污垢，可提高等离子体处理对玻璃基材表面的实际刻蚀效果，以及抗冲击涂料与玻璃基材的实际接触面积，防止油脂和粉尘等污垢阻碍高能粒子对玻璃基材的刻蚀，以及涂料与污垢接触后降低与玻璃基材的实际接触。4、本专利技术在抗冲击涂料固化过程中，先将玻璃放入75-85℃的烘箱内，预烤5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、按重量份数将20-30份的缩合型硅树脂溶解于28-32份的溶剂中，磁力搅拌0.5-1.5小时，直至缩合型硅树脂完全溶解于溶剂；再依次加入2-10份的乙烯基硅树脂、1-5份的附着力促进剂、0.1-1份的流平剂及28-32份的溶剂，磁力搅拌1.5-2.5小时；搅拌完毕后，再加入1-5份的固化剂，磁力搅拌0.2-0.8小时，得到抗冲击涂料；/nS2、对玻璃基材表面依次进行清洗、干燥；将干燥后的玻璃基材放入等离子体发生器的反应腔中，抽出反应腔中的空气，再通入氧气和氮气的混合物，在放电压强为45-55Pa、处理功率为75-165W的条件下处理1.5-8.5分钟；/nS3、将等离子体处理后的玻璃基材取出，采用自动空气喷枪将步骤S1制得的抗冲击涂料均匀喷涂在玻璃基材表面，涂层的膜厚为8-12微米；/nS4、将步骤S3中经喷涂抗冲击涂料后的玻璃放入75-85℃的烘箱内，预烤5-10分钟；将预烤后的玻璃放入紫外UV炉中固化，紫外能量控制在500-700mJ/cm

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按重量份数将20-30份的缩合型硅树脂溶解于28-32份的溶剂中，磁力搅拌0.5-1.5小时，直至缩合型硅树脂完全溶解于溶剂；再依次加入2-10份的乙烯基硅树脂、1-5份的附着力促进剂、0.1-1份的流平剂及28-32份的溶剂，磁力搅拌1.5-2.5小时；搅拌完毕后，再加入1-5份的固化剂，磁力搅拌0.2-0.8小时，得到抗冲击涂料；
S2、对玻璃基材表面依次进行清洗、干燥；将干燥后的玻璃基材放入等离子体发生器的反应腔中，抽出反应腔中的空气，再通入氧气和氮气的混合物，在放电压强为45-55Pa、处理功率为75-165W的条件下处理1.5-8.5分钟；
S3、将等离子体处理后的玻璃基材取出，采用自动空气喷枪将步骤S1制得的抗冲击涂料均匀喷涂在玻璃基材表面，涂层的膜厚为8-12微米；
S4、将步骤S3中经喷涂抗冲击涂料后的玻璃放入75-85℃的烘箱内，预烤5-10分钟；将预烤后的玻璃放入紫外UV炉中固化，紫外能量控制在500-700mJ/cm2；再将玻璃放入165-195℃的烘箱中，固化30-50分钟，经分步冷却至室温后，得到抗冲击玻璃。


2.如权利要求1所述的一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S2中对玻璃基材表面依次进行清洗、干燥的具体方法为：将玻璃基材置于超声波清洗器中，在55℃的5wt％乙醇溶液中超声震动15min，再用清水冲洗直至没有泡沫产生，然后用去离子水和无水乙醇交替清洗三遍，最后用氮气吹干。


3.如权利要求1所述的一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述氧气和氮气添加量的体积份数比6:4。


4.如权利要求1所述的一种基于等离子体处理抗冲击玻璃的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪进，
申请(专利权)人：索菲立福建新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35