一种高耐磨性疏水涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于光学材料领域，涉及一种高耐磨性疏水涂层及其制备方法，所述涂层包括以下重量份数的原料：芳香族聚氨酯二丙烯酸酯30‑50份，三官能度丙烯酸酯单体5‑12份，二官能度丙烯酸酯单体15‑25份，单官能度丙烯酸酯单体8‑10份，耐磨性单体10‑15份，疏水功能单体2‑5份，光引发剂1‑3份；所述原料混合后涂覆在树脂膜上，经热风干燥、UV固化后，即得干膜厚度为1μm的疏水涂层；本发明专利技术通过配方设计，有效改善了现有树脂镜片存在折射率低、耐磨性差、不耐污等不足；兼顾涂层综合性能，解决了目前工艺复杂问题的同时，所得涂层具有高耐磨、高硬度的性能；并将在光学材料迎来广阔的市场前景，尤其适用光学器件、眼镜等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨性疏水涂层及其制备方法
本专利技术属于光学材料领域，具体涉及一种高耐磨性疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
上世纪30年代以前，光学领域的主要材料是光学玻璃，其种类繁多，折射率1.4-2.8，选择空间大。随着科学技术水平的提升，特别是高分子材料的迅猛发展，无机光学玻璃镜片由于质量重、佩戴安全性问题逐渐被光学性能优异且质轻的高分子树脂镜片取代。此外，随着镜片佩戴者趋于年轻化且追求美观性，对镜片的轻盈度不断提出了较高要求，树脂镜片的中心厚度要求加工得更薄，且对镜片的折射率和耐磨性要求更高。通常，在镜片行业中以折射率达到1.60以上为高折射率，折射率达到1.56为中折射率，折射率在1.56以下为低折射率，同等前提条件下，镜片的折射率越高，镜片越薄越轻；目前国内市场上大部分的光学树脂的折射率都在1.60以下，高于1.6以上的光学材料较少。此外，树脂镜片，特别是作为眼镜使用，经常遇到镜片刮花以及不耐脏污的问题。即使光学设备用镜片也需要考虑运输等因素导致的刮花和脏污；现有技术制得的涂层的强度和耐磨性较差，且制备过程复杂。为解决由上述树脂镜片耐磨性以及耐脏污的问题，急需开发出一种高耐磨性疏水涂层，涂覆于常规树脂镜片表面以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中树脂镜片存在耐磨性差、不耐污等不足，提供了一种高耐磨性疏水涂层及其制备方法。通过配方设计，兼顾涂层综合性能，解决了工艺复杂问题的同时，制备的涂层具有高耐磨、高硬度的性能。可以预见，该材料将在光学材料迎来广阔的市场前景，尤其适用光学器件、眼镜等领域。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高耐磨性疏水涂层，包括以下重量份数的原料：芳香族聚氨酯二丙烯酸酯30-50份；三官能度丙烯酸酯单体5-12份；二官能度丙烯酸酯单体15-25份；单官能度丙烯酸酯单体8-10份；耐磨性单体10-15份；疏水功能单体2-5份；光引发剂1-3份。作为优选，所述三官能度丙烯酸酯单体为TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)或EO-TMPTA(乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)。作为优选，所述二官能度丙烯酸酯单体为PDDA(聚二烯丙基二甲基氯化铵)、NPGDA(新戊二醇二丙烯酸酯)或IBOMA(甲基丙烯酸异冰片酯)。作为优选，所述单官能度丙烯酸酯单体为HEA(丙烯酸羟乙酯)或丙烯酸丁酯。作为优选，所述耐磨性单体为A、B或C中的任意一种或多种，其结构式分别如下：作为优选，所述疏水功能单体是通过如下方法制备：将苯甲酸衍生物、羟基丙烯酸酯、钛酸四丁酯、甲基氢醌溶解于DMF中，避光，机械搅拌，加热回流后，经静置、过滤、有机相减压蒸馏、真空干燥后，得到苯甲酸丙烯酸酯类单体，即疏水功能单体；所述苯甲酸衍生物、羟基丙烯酸酯和DMF的用量比为1mol：1-1.2mol：50mol；所述钛酸四丁酯用量为羟基丙烯酸酯与苯甲酸衍生物总质量的0.5wt％；所述甲基氢醌用量为羟基丙烯酸酯质量的2wt％。作为优选，所述加热回流的时间为10-20h。作为优选，所述苯甲酸衍生物为2,4,6-三氟-3,5-二三甲基硅烷基苯甲酸、2,4,6-三氟-3-三甲基硅烷基苯甲酸、3,4,5-三氟苯甲酸或2,3-二氟-5-三甲基硅烷基苯甲酸。作为优选，所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯。作为优选，所述光引发剂为1173、TPO或2959。一种高耐磨性疏水涂层的制备方法，具体包括如下的具体步骤：将原材料按重量份混合，涂覆在树脂膜上，经热风干燥、500mJ/cm2UV固化后，即得高耐磨性疏水涂层，干膜厚度为1μm。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术提供了一种高耐磨性疏水涂层，其主体树脂选用芳香族聚氨酯二丙烯酸酯，一方面聚氨酯结构具有较好的柔韧性和耐磨性；另一方面芳香族结构树脂，也可提高树脂结构的折射率。(2)本专利技术提供了一种高耐磨性疏水涂层，其组分之一的高耐磨性单体，其一，还有S素的单体具有较高的折射率且耐磨性能较好；其二，单体中的丙烯酸酯结构在UV固化中直接与体系以化学键连接，避免了迁移性以及耐久性的问题。(3)本专利技术提供了一种高耐磨性疏水涂层，其组分之一的疏水功能单体，一方面，结构中同样存在丙烯酸酯结构，可以键接到体系中；另一方面，结构中存在高含量的苯环及F或Si素，可有效提供涂层的高耐磨性和高疏水性。(4)本专利技术提供了一种高耐磨性疏水涂层，通过配方设计，兼顾涂层综合性能，解决了传统树脂镜片存在耐磨性低、不耐污的问题；简化制备工艺的同时，制备的涂层具有高耐磨高硬度等性能。该材料将在光学材料迎来广阔的市场前景，尤其适用光学器件、眼镜等领域。具体实施方式：以下结合实施例对本专利技术进行详细说明。但应理解，以下实施例仅是对本专利技术实施方式的举例说明，而非是对本专利技术的范围限定。实施例1：一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于：包括以下重量份数的原料：芳香族聚氨酯二丙烯酸酯SM620130份；EO-TMPTA5份；PDDA25份；丙烯酸丁酯10份；耐磨性单体A15份；疏水功能单体5份；TPO1份。上述疏水功能单体是通过如下方法制备：将1mol2,4,6-三氟-3,5-二三甲基硅烷基苯甲酸、1.2mol丙烯酸羟乙酯、0.5wt％钛酸四丁酯、2wt％甲基氢醌溶解于50molDMF中，避光，机械搅拌，加热回流15h，静置，过滤，有机相减压蒸馏，真空干燥后，得到苯甲酸丙烯酸酯类单体，即疏水功能单体(IR：1720cm-1：酯-C＝O存在；1502cm-1、1598cm-1、3009cm-1：苯环存在；1615cm-1、810cm-1：-C＝C-存在；1233cm-1：-C-F存在；3522cm-1：-OH消失)；所述钛酸四丁酯用量为丙烯酸羟乙酯与2,4,6-三氟-3,5-二三甲基硅烷基苯甲酸总质量的百分含量；所述甲基氢醌用量为丙烯酸羟乙酯的质量百分比。一种高耐磨性疏水涂层的制备方法，具体包括如下的具体步骤：将原材料按重量份混合，涂覆在PMMA膜上，经热风干燥、500mJ/cm2UV固化后，得到干膜1μm厚的涂层。实施例2：一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于：包括以下重量份数的原料：芳香族聚氨酯二丙烯酸酯SM620150份；TMPTA12份；NPGDA25份；HEA8份；耐磨性单体C10份；疏水功能单体2份；29593份。上述疏水功能单体是通过如下方法制备：将1mol2,4,6-三氟-3,5-二三甲基硅烷基苯甲酸、1mol丙烯酸羟乙酯、0.5wt％钛酸四丁酯、2wt％甲基氢醌溶解于50molDMF中，避光，机械搅拌，加热回流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，包括以下重量份数的原料：/n芳香族聚氨酯二丙烯酸酯 30-50份；/n三官能度丙烯酸酯单体 5-12份；/n二官能度丙烯酸酯单体 15-25份；/n单官能度丙烯酸酯单体 8-10份；/n耐磨性单体 10-15份；/n疏水功能单体 2-5份；/n光引发剂 1-3份；/n所述耐磨性单体为A、B或C中的任意一种或多种，其结构式分别如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
芳香族聚氨酯二丙烯酸酯30-50份；
三官能度丙烯酸酯单体5-12份；
二官能度丙烯酸酯单体15-25份；
单官能度丙烯酸酯单体8-10份；
耐磨性单体10-15份；
疏水功能单体2-5份；
光引发剂1-3份；
所述耐磨性单体为A、B或C中的任意一种或多种，其结构式分别如下：





2.根据权利要求1所述的一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，所述三官能度丙烯酸酯单体为TMPTA或EO-TMPTA。


3.根据权利要求1所述的一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，所述二官能度丙烯酸酯单体为PDDA、NPGDA或IBOMA。


4.根据权利要求1所述的一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯或丙烯酸丁酯。


5.根据权利要求1所述的一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，所述光引发剂为1173、TPO或2959。


6.根据权利要求1所述的一种高耐磨性疏水涂层，其特征在于，所述疏水功能单体为苯甲酸丙烯酸酯类单体，是通过如下方法制备：
将苯甲酸衍生物、羟基丙烯酸酯、钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤峰，陈广凯，蒋秀花，
申请(专利权)人：丹阳市精通眼镜技术创新服务中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32