一种超高强度疏水防雾涂层组合物及其应用制造技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种超高强度疏水防雾涂层组合物及其应用。该防雾涂层组合物，由以下原料按重量份配制而成：树脂基聚合单体100份、改性碳化硅晶須1

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度疏水防雾涂层组合物及其应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种超高强度疏水防雾涂层组合物及其应用。

技术介绍

[0002]紫外光(UV)固化是20世纪60年代出现的一种材料表面处理的先进技术，它与电子书(EB)固化统称为辐射固化。光固化涂料是利用紫外光使涂料组合物中的光引发剂分解产生活性自由基或阳离子活性中心，而引发单体和树脂的自由基聚合或阳离子聚合反应，从而使涂层固化的一种涂料。紫外光固化涂料不含有机挥发物，对环境友好，且固化速率快，生产效率高。在众多的紫外光固化涂料中，丙烯酸树脂色浅、透明度高、光亮丰满、保色、保光、附着力强、耐腐蚀，对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，具有优异的耐光性及抗户外老化性能。但纯丙烯酸树脂的机械强度和硬度都很低，且分子中含有酯键，耐酸碱性差。
[0003]透明材料是指对波长400～800nm的可见光的透光率在80％以上的材料。玻璃是最常用的无机透明材料。在日常使用过程中，其表面容易雾化和结露，从而影响了玻璃的使用。玻璃的起雾现象给人们带来了许多困扰，甚至可能给人们造成巨大的经济损失。例如，在气温较低的寒冷季节，眼镜镜片和各种防护面具的起雾，会影响人们的视线，从而阻碍人们的出行；汽车的挡风玻璃起雾给人们的驾驶出行会造成巨大安全隐患。因此，符合防止玻璃的起雾和结露是一个非常值得研究的课题。防雾材料是一种用于减缓或者防止透明基材表面出现雾化或者结露现象的功能型涂料。一般来说，防雾涂料主要分为无机体系防雾涂料、有机体系防雾涂料以及有机
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无机杂化体系防雾涂料。表面涂覆抗雾涂层是消除雾化较为常用的方法：一是使用亲水性高分子涂料，减小水在材料表面的接触角(θ)，水发生铺展而薄膜化，减少了漫反射，光线能较好地穿过材料。但亲水性高分子涂料可能形成氢键或较强的极性键，室温黏度较高，流平性差，不容易均匀铺展，耐蚀性能也较差；二是使用疏水性高分子涂料，增大水在材料表面的θ，小水珠形成水滴后，因重力的作用难以滞留在表面，达到防雾目的。为了改善目前传统防雾涂料的耐水性和强度差等性能以及尽量满足零VOC排放，本专利技术以UV光固化技术和有机
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无机复合技术，制备的涂料防雾性能优异、附着力优异、超高强度、耐水性佳以及具有良好增透效果，制备工艺绿色环保。

技术实现思路

[0004]为了解决现有防雾涂层的耐水性差、耐刮擦性能有限，且长期的力学性能不稳定的问题，本专利技术公开了一种超高强度疏水防雾涂层组合物及其应用，该涂层所用的涂料中的聚合单体为含硅丙烯酸酯齐聚物和含硅丙烯酸酯单体的混合物，具有优异的耐水性、耐光性及疏水性；添加了改性碳化硅晶須，改性碳化硅晶須可以均匀分散于涂料体系中，起到优异的力学性能增强作用，所制备的涂层具有超高强度、耐刮擦性能及疏水性，起到优异的防雾效果。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种超高强度疏水防雾涂层组合物，由以下原料按重量份配制而成：
[0007][0008]所述树脂基聚合单体包括如下重量份的各组分：
[0009]含硅丙烯酸酯齐聚物
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60
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80份
[0010]含硅丙烯酸酯单体
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20
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40份。
[0011]作为优选，上述所述改性碳化硅晶須为丙烯酸表面接枝碳化硅晶須，长度为0.1～0.5mm，直径为0.5～3μm。
[0012]作为优选，上述所述丙烯酸表面接枝碳化硅晶須的制备方法为：
[0013](1)称取一定量的碳化硅置于圆底烧瓶中，冰水浴条件下滴加98％的浓硫酸，超声分散0.5
‑
1h，得碳化硅悬浮溶液，再在冰水浴中剧烈搅拌下滴加蒸馏水，然后再加入HNO3，在氮气保护下升温至105
‑
110℃，搅拌反应3
‑
5h，冷却，过滤；
[0014](2)用质量分数10％的NaOH溶液将步骤(1)获得的清液调节pH值至10
‑
12，使溶液中出现大量悬浮物，最后变成不透明溶液，静置3
‑
4h使沉淀完全，用离心机在5000～8000r/min转速下离心10
‑
15min，得到改性固体，然后用1mol/L的NaOH溶液对固体进行洗涤、离心，重复3次，然后用甲醇反复洗涤至中性，离心收集固体，并于室温下真空干燥，得疏松的粉末，即为表面富羟基的碳化硅；
[0015](3)将表面富羟基的碳化硅和去离子水加入圆底烧瓶中，搅拌，使表面富羟基的碳化硅均匀分散，再加入双官能丙烯酸酯，搅拌均匀，然后在搅拌下加入过硫酸铵和三乙胺，通氮气除氧，在60
‑
80℃反应5
‑
8h，洗涤、干燥得到相应的丙烯酸改性碳化硅；
[0016]其中，步骤(1)中碳化硅与98％的浓硫酸的质量比为10:0.1
‑
0.5，碳化硅与蒸馏水的质量比为1:15
‑
20，碳化硅与HNO3的质量比为12:1；所述步骤(3)中表面富羟基的碳化硅与去离子水的质量比为1:15
‑
20，表面富羟基的碳化硅与双官能丙烯酸酯的质量比为1:3
‑
5，表面富羟基的碳化硅与过硫酸铵的质量比为1:0.1，过硫酸铵与三乙胺的质量比为1:3
‑
5。
[0017]作为优选，上述所述步骤(3)中的双官能丙烯酸酯为1，6
‑
已二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
[0018]作为优选，上述所述含硅丙烯酸酯齐聚物由如下方法制备：将端羟丙基聚硅氧烷和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物按
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OH和
‑
NCO摩尔比0.5
‑
1:1加入到反应容器中，边搅拌边升高温度值50
‑
60℃，加入反应物总质量的0.3％的二月桂酸二丁基锡和0.01％的对苯二酚，继续搅拌反应5
‑
8h后停止即得含硅丙烯酸酯齐聚物；含硅丙烯酸酯单体由如下方法制备：将端羟丙基聚硅氧烷和丙烯酸酯单体按摩尔比0.5
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1:1加入到反应容器中，氮气保护，边搅拌边升高温度值70
‑
80℃，加入反应物总质量的0.5％的二月桂酸二丁基锡和0.01％的对苯二酚，继续搅拌反应5
‑
8h后停止即得含硅丙烯酸酯单体。
[0019]作为优选，上述所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物为沙多玛公司的CN968聚氨酯
丙烯酸酯、CN980聚氨酯丙烯酸酯、CN981聚氨酯丙烯酸酯、CN983聚氨酯丙烯酸酯、CN989聚氨酯丙烯酸酯、CN996脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、CN9006脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、CN9010脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的一种或几种；所述丙烯酸酯单体为沙多玛公司的CD501丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、SR351三羟甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强度疏水防雾涂层组合物，其特征在于：由以下原料按重量份配制而成：所述树脂基聚合单体包括如下重量份的各组分：含硅丙烯酸酯齐聚物
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60
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80份含硅丙烯酸酯单体
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20
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40份。2.根据权利要求1所述的一种超高强度疏水防雾涂层组合物，其特征在于：所述改性碳化硅晶須为丙烯酸表面接枝碳化硅晶須，长度为0.1～0.5mm，直径为0.5～3μm。3.根据权利要求2所述的一种超高强度疏水防雾涂层组合物，其特征在于：所述丙烯酸表面接枝碳化硅晶須的制备方法为：(1)称取一定量的碳化硅置于圆底烧瓶中，冰水浴条件下滴加98％的浓硫酸，超声分散0.5
‑
1h，得碳化硅悬浮溶液，再在冰水浴中剧烈搅拌下滴加蒸馏水，然后再加入HNO3，在氮气保护下升温至105
‑
110℃，搅拌反应3
‑
5h，冷却，过滤；(2)用质量分数10％的NaOH溶液将步骤(1)获得的清液调节pH值至10
‑
12，使溶液中出现大量悬浮物，最后变成不透明溶液，静置3
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4h使沉淀完全，用离心机在5000～8000r/min转速下离心10
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15min，得到改性固体，然后用1mol/L的NaOH溶液对固体进行洗涤、离心，重复3次，然后用甲醇反复洗涤至中性，离心收集固体，并于室温下真空干燥，得疏松的粉末，即为表面富羟基的碳化硅；(3)将表面富羟基的碳化硅和去离子水加入圆底烧瓶中，搅拌，使表面富羟基的碳化硅均匀分散，再加入双官能丙烯酸酯，搅拌均匀，然后在搅拌下加入过硫酸铵和三乙胺，通氮气除氧，在60
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80℃反应5
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8h，洗涤、干燥得到相应的丙烯酸改性碳化硅；其中，步骤(1)中碳化硅与98％的浓硫酸的质量比为10:0.1
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0.5，碳化硅与蒸馏水的质量比为1:15
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20，碳化硅与HNO3的质量比为12:1；所述步骤(3)中表面富羟基的碳化硅与去离子水的质量比为1:15
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20，表面富羟基的碳化硅与双官能丙烯酸酯的质量比为1:3
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5，表面富羟基的碳化硅与过硫酸铵的质量比为1:0.1，过硫酸铵与三乙胺的质量比为1:3
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5。4.根据权利要求3所述的一种超高强度疏水防雾涂层组合物，其特征在于：所述步骤(3)中的双官能丙烯酸酯为1，6
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已二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种超高强度疏水防雾涂层组合物，其特征在于：所述含硅丙烯酸酯齐聚物由如下方法制备：将端羟丙基聚硅氧烷和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物按
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OH和
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NCO摩尔比0.5
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1:1加入到反应容器中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广凯，赵悌军，杨小萍，聂俊，马贵平，
申请(专利权)人：北京化工大学常州先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：