一种高耐磨亲水树脂、一种高耐磨无溶剂防雾涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨亲水树脂、一种高耐磨无溶剂防雾涂料及其制备方法和应用，该防雾涂料包括以下组份：所述高耐磨亲水树脂、疏水树脂、活性稀释剂、光引发剂和助剂；所述亲水树脂为本发明专利技术设计得到的可UV固化的亲水聚合物。本发明专利技术通过设计一种具有高耐磨的亲水性树脂，将其应用到防雾配方中得到高耐磨无溶剂防雾涂料，该涂料安全无毒，能够在多种类型的基材上成膜，在紫外光照射下可实现快速固化，与基材的粘接强度高，形成的涂层具有良好的透明度、耐磨性和耐化学品性，并具有优异的防雾性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨亲水树脂、一种高耐磨无溶剂防雾涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种高耐磨亲水树脂、一种高耐磨无溶剂防雾涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高透明材料是我们日常生活生产中不可缺少的材料，但其在使用过程中易出现结雾现象，造成材料表面的透光率降低，影响视线，给生活带来了诸多不便，甚至造成严重危害。近年来防雾技术逐步受到人们的重视，以亲水型防雾涂层的研发进展最快，已经形成了一系列先进的技术和相对成熟的产品，如光学透镜、汽车显示屏、护目镜、面罩、头盔面板等。亲水防雾涂料是一种功能性材料，它是以具有亲水基团的高分子材料为主要成分，配以相应比例的其他助剂和有机溶剂调配而成的具有防雾功能的化工产品，是现阶段防雾的最有效途径之一。
[0003]为了提高防雾涂料的耐磨性，目前的防雾技术中，通常向防雾配方中添加“硬质”耐磨材料作为保护性涂层施涂来防止涂层的刮伤或者损坏。例如：CN106752623B合成了主链含硅烷偶联剂(MPS)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和磺酸基亲水单体(AMPS)的聚丙烯酸酯，采用正硅酸乙酯(TE0S)和三乙烯四胺作为固化剂，分别与主链硅氧烷基和环氧基团反应提升交联密度及耐磨性；CN101591494B使用氮丙啶交联剂与聚丙烯酸酯主链上的羧基反应提高交联度及涂层的耐磨性；但是以上体系需要混合后不久就施涂到基底如透明玻璃或者塑料基材上，凝胶时间短，使用不便。CN102086348B使用封闭型聚氨酯延长凝胶反应时间，但是制备方法复杂，解封闭反应难以完全进行，影响了涂层的性能。以上防雾配方中均添加有机溶剂充当分散介质来降低体系黏度，增强体系稳定性，利于流平，便于涂布工艺操作。但有机溶剂会对环境和生物体造成危害，不利于绿色可持续发展。综上，现有报道都难以得到无溶剂、耐磨性好、防雾性能优异的涂层。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中提出的技术问题，本专利技术的目的是提供一种高耐磨无溶剂防雾涂料，不含有机溶剂，涂布完毕后可直接UV固化，能够在多种类型的基材上成膜，在紫外光照射下可实现快速固化，与基材的粘接强度高，形成的涂层具有良好的透明度、耐磨性和耐化学品性，并具有优异的防雾性能。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一方面，本专利技术提供一种高耐磨亲水性树脂，先将高硬度单体与二乙醇胺按照摩尔比1：1
‑
1：8反应得到亲水改性的预聚体1，然后将含羟基的混合物与二异氰酸酯按照羟基(
‑
OH)与异氰酸酯(
‑
NCO)摩尔比1：1反应得到部分封端的预聚体2，最后将预聚体1和预聚体2按照摩尔比1：1
‑
1：24混合反应而成。
[0007]所述的高硬度单体包括异氰脲酸三丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、丙烯酰氧
丙基笼型聚倍半硅氧烷、八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状聚倍半硅氧烷中的至少一种；
[0008]所述的含羟基的混合物由亲水表面活性剂和羟基丙烯酸酯单体按照1:1
‑
1:4的比例混合而成；
[0009]所述亲水表面活性剂为非离子的具有聚氧乙烯片段的单羟基聚合物。
[0010]进一步地，所述单羟基聚合物包括聚乙二醇单甲醚(分子量400
‑
1000)、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；
[0011]优选地，所述羟基丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯(4HBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的至少一种；
[0012]优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、改性二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)中的至少一种；
[0013]生成预聚体2的反应中还添加有催化剂、阻聚剂和抗氧剂，其中优选的催化剂为二月桂酸二丁基锡，阻聚剂为对羟基苯甲醚，抗氧剂为2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚。
[0014]再一方面，本专利技术提供了一种高耐磨无溶剂防雾涂料，由以下质量份的组份制成：亲水树脂20
‑
50份，疏水树脂30
‑
70份，活性稀释剂单体5
‑
20份，光引发剂3
‑
5份，流平剂0.5
‑
1.0份；所述亲水树脂为上述所述的高耐磨的亲水性树脂；
[0015]优选地，所述疏水树脂为至少六个官能度的聚氨酯丙烯酸酯，包括氰特EB1290、帝斯曼2421、帝斯曼242、长兴6145
‑
100、长兴6195
‑
100中的至少一种。
[0016]优选地，所述活性稀释剂单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、丙烯酰吗啉(ACMO)、聚乙二醇400二丙烯酸酯(PEG400DA)、聚乙二醇600二丙烯酸酯(PEG600DA)、聚乙二醇1000二丙烯酸酯(PEG1000DA)中的至少一种；
[0017]优选地，所述光引发剂为夺氢型光引发剂；优选地，所述光引发剂包括光引发剂1173、TPO、BP、184、907中的至少一种。
[0018]优选地，所述流平剂包括氟素润湿流平剂FSWET1010、含氟流平剂FS3100、聚醚硅氧烷流平剂TEGO410中的至少一种。
[0019]无溶剂配方黏度控制主要在于活性稀释剂，合成的高耐磨亲水树脂黏度不高，是由于亲水树脂的合成采用的仅是简单的接枝反应，不涉及2
‑
2官能度缩合体系的扩链反应，树脂没有结构单元，就是几种反应原料的分子量相加之和。进一步地，亲水树脂中的链结构与活性稀释剂结构高度一致，更容易被活性稀释剂稀释。活性稀释剂除了起到稀释作用，还起到耐磨和亲水的作用，即本身活性稀释剂分两种，亲水型的和耐磨型的，亲水活性稀释剂起到提高亲水的作用，耐磨型起到提高耐磨的作用。列举的活性稀释剂中，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)属于耐磨型；丙烯酰吗啉(ACMO)、聚乙二醇400二丙烯酸酯(PEG400DA)、聚乙二醇600二丙烯酸酯(PEG600DA)、聚乙二醇1000二丙烯酸酯(PEG1000DA)属于亲水型。
[0020]上述所述的无溶剂高耐磨防雾涂料的制备方法，包括以下步骤：将20
‑
50份高耐磨
亲水树脂，30
‑
70份疏水树脂，5
‑
20份活性稀释剂，3
‑
5份光引发剂和0.5
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨亲水树脂，其特征在于：先将高硬度单体与二乙醇胺按照摩尔比1：1
‑
1：8反应得到亲水改性的预聚体1，然后将含羟基的混合物与二异氰酸酯按照羟基(
‑
OH)与异氰酸酯(
‑
NCO)摩尔比1：1反应得到部分封端的预聚体2，最后将预聚体1和预聚体2按照摩尔比1：1
‑
1：24混合反应生成得到高耐磨亲水树脂；所述高硬度单体包括异氰脲酸三丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷、八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状聚倍半硅氧烷中的至少一种；所述含羟基的混合物由亲水表面活性剂和羟基丙烯酸酯单体按照1:1
‑
1:4的比例混合而成。2.根据权利要求1所述的高耐磨亲水树脂，其特征在于：所述亲水表面活性剂为非离子的具有聚氧乙烯片段的单羟基聚合物，单羟基聚合物包括分子量400
‑
1000的聚乙二醇单甲醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高耐磨亲水树脂，其特征在于：所述羟基丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯(4HBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高耐磨亲水树脂，其特征在于：所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、改性二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)中的至少一种。5.一种高耐磨无溶剂防雾涂料，其特征在于，由以下质量份的组份制成：亲水树脂20
‑
50份，疏水树脂30
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：康翼鸿，喻学锋，程文杰，杨新耕，吴列，
申请(专利权)人：武汉中科先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：