超疏水自修复高亮度涂料、涂层的制备方法及其涂层技术

本发明专利技术提供了一种超疏水自修复高亮度涂料、涂层的制备方法及其涂层，涂料制备方法为：步骤S1，将15～25质量份含氟聚合物PFBA单体，55～65质量份甲基丙烯酸二甲氨乙酯，55～65质量份甲基丙烯酸羟乙酯，2～5质量份抗紫外线剂，2～5质量份抗氧剂、50～200质量份溶剂加入反应容器中，反应2h～3h后得到交联聚合物；步骤S2，将步骤S1制得的交联聚合物和7.5～15质量份异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌反应20min～40min，制得超疏水自修复高亮度涂料，将超疏水自修复高亮度涂料涂覆在基体上得到超疏水自修复高亮度涂层，本发明专利技术制备的涂层不仅具有超疏水性和良好的自修复功能，同时具有高亮度高光泽。高亮度高光泽。

【技术实现步骤摘要】
超疏水自修复高亮度涂料、涂层的制备方法及其涂层


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种超疏水自修复高亮度涂料、涂层的制备方法及其涂层。

技术介绍

[0002]超疏水材料通常指材料表面与水的接触角大于150
°
，滚动接触角小于10
°
的材料。众多研究表明，超疏水材料具有防水，自清洁，耐污染，耐腐蚀等诸多优异的性能，在防水涂料，防凝雪涂层，汽车保护膜等领域具有十分重要的应用价值。例如赵严帅在专利《一种二氧化硅超疏水薄膜的制备方法及一种超疏水材料》(专利申请号CN201210095347)中制备了一种SiO2超疏水薄膜，该薄膜具有良好的疏水性能，并且与基体的附着力强。
[0003]但是在实际使用过程中，超疏水材料的表面由于机械磨损、高温光照、有机污染以及环境介质腐蚀等诸多因素极易遭到破坏，造成低表面能物质的损失或表面结构的破坏，这一缺陷会严重制约了超疏水材料在工业生产和日常生活中的广泛应用。为了延长超疏水涂层的使用寿命，设计研制具有自修复功能的超疏水材料是极为必要的。例如张楠等在专利《一种超疏水TPU材料汽车漆面保护膜自修复涂层的制备方法》(专利申请号CN202011088685.1)中将纳米粒子的超疏水特性和聚氨酯材料的自愈合特性结合起来，设计了一种兼具超疏水和自修复功能的涂层，该涂层可作为漆面保护膜使用。但是，该涂层的亮度和光泽度不够高。
[0004]另外，随着经济的发展和生活水平的提高，市场需求进一步细化，越来越多的企业用户和个人用户对于涂层的外观和色彩有了更高的要求，开发高亮度高光泽的涂层可以更好地满足消费者的个性化需求，提高产品的竞争力。例如郭现卿等在专利《一种用于汽车轮毂涂装的黑色高光粉末涂料》(专利申请号CN202010502863.4)中以聚酯树脂为原料制备了一种高光泽高流平性的涂料，该涂料可用于轮毂涂装。但是，该涂层不具有自修复功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种不仅具有超疏水性和良好的自修复功能，同时具有高亮度高光泽的超疏水自修复高亮度涂料、涂层的制备方法及其涂层。
[0006]本专利技术提供了一种超疏水自修复高亮度涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将15～25质量份含氟聚合物PFBA单体、55～65质量份甲基丙烯酸二甲氨乙酯、55～65质量份甲基丙烯酸羟乙酯、2～5质量份抗紫外线剂、2～5质量份抗氧剂、2～5质量份引发剂、50～200质量份溶剂加入反应容器中，反应2h～3h后得到交联聚合物；
[0007]步骤S2，将步骤S1制得的交联聚合物和7.5～15质量份异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌反应20min～40min，制得超疏水自修复高亮度涂料，
[0008]其中，所述含氟聚合物PFBA单体的结构式为：
[0009][0010]本专利技术将含氟聚合物PFBA引入到DMAEMA和HEMA的交联聚合物中，能够有效地提高涂层的疏水性和亮度。由于含氟聚合物PFBA可以使涂层分子链排列更为紧密，使水分子更难进入到涂层分子链的缝隙中；含氟聚合物PFBA所含的氟原子会迁移到涂层的表面，降低涂层的表面能，使涂层具备良好的超疏水性能；含氟聚合物PFBA中的苯环间隔基中的π
‑
π共轭体系为氟烷基提供了稳定的分子构象，在长时间接触水分子时也不会发生分子结构的坍塌，使涂层具有较高且稳定的水接触角；并且，含氟聚合物PFBA所含的苯环能够提高交联聚合物的透明度，使涂层拥有高亮度高光泽的优势。而原料HEMA所含的羟基可与异氰酸酯固化剂反应生成网状氨基甲酸酯键从而为涂层破损后的自修复提供条件，实现涂层破损后的快速自我愈合，使涂层具备良好的自修复性能。因此，本专利技术制备的涂料所形成的涂层不仅具有超疏水性和良好的自修复功能，同时具有高亮度高光泽。
[0011]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：含氟聚合物PFBA单体的制备方法为：
[0012]步骤1，在惰性气体保护下，4
‑
羟基苯甲酸和丙烯酰氯在室温下反应得到中间产物4
‑
丙烯酰氧基
‑4‑
苯甲酸，4
‑
丙烯酰氧基
‑4‑
苯甲酸的结构式如下：
[0013][0014]步骤2，在惰性气体保护下，1H,1H,2H,2H
‑
全氟辛醇和4
‑
羟基苯甲酸在室温下反应得到中间产物对羟基苯甲酸十三氟辛酯，对羟基苯甲酸十三氟辛酯的结构式如下：
[0015][0016]步骤3，在惰性气体保护下，步骤1制得的4
‑
丙烯酰氧基
‑4‑
苯甲酸和步骤2制得的对羟基苯甲酸十三氟辛酯在室温下反应得到产物2
‑
(全氟乙基)乙基
‑4‑
[4
‑
(丙烯酰氧基)
‑
苯甲酰氧基]苯甲酸酯，2
‑
(全氟乙基)乙基
‑4‑
[4
‑
(丙烯酰氧基)
‑
苯甲酰氧基]苯甲酸酯的结构式如下：
[0017][0018]步骤S4，在惰性气体的保护下，向步骤3制备的2
‑
(全氟乙基)乙基
‑4‑
[4
‑
(丙烯酰氧基)
‑
苯甲酰氧基]苯甲酸酯中加引发剂，室温下反应12h
‑
15h后得到含氟聚合物PFBA单
体。
[0019]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述引发剂为叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过硫酸铵、偶氮二异丁腈中的一种或多种。
[0020]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述异氰酸酯固化剂为N2655、N3390、N3600中的一种或多种。具体地，固化剂为N2655、N3390、N3600均为Coverstro公司生产。
[0021]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述的溶剂为甲苯、乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种。
[0022]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述的抗氧剂为Irganox B900、Irganox1010、Irganox1076中的一种或多种。具体地，Irganox B900、Irganox1010、Irganox1076均为BASF公司生产。
[0023]进一步，在本专利技术提供的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述的抗紫外线剂为Tinuven234、Tinuven292、Tinuven326中的一种或多种。具体地，Tinuven234、Tinuven292、Tinuven326均为BASF公司生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水自修复高亮度涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将15～25质量份含氟聚合物PFBA单体、55～65质量份甲基丙烯酸二甲氨乙酯、55～65质量份甲基丙烯酸羟乙酯、2～5质量份抗紫外线剂、2～5质量份抗氧剂、2～5质量份引发剂、50～200质量份溶剂加入反应容器中，反应2h～3h后得到交联聚合物；步骤S2，将步骤S1制得的交联聚合物和7.5～15质量份异氰酸酯固化剂加入反应容器中搅拌反应20min～40min，制得超疏水自修复高亮度涂料，其中，所述含氟聚合物PFBA单体的结构式为：2.根据权利要求1所述的超疏水自修复高亮度涂料的制备方法，其特征在于：含氟聚合物PFBA单体的制备方法为：步骤1，在惰性气体保护下，4
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羟基苯甲酸和丙烯酰氯在室温下反应得到中间产物4
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丙烯酰氧基
‑4‑
苯甲酸；步骤2，在惰性气体保护下，1H,1H,2H,2H
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全氟辛醇和4
‑
羟基苯甲酸在室温下反应得到中间产物对羟基苯甲酸十三氟辛酯；步骤3，在惰性气体保护下，步骤1制得的4
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丙烯酰氧基
‑4‑
苯甲酸和步骤2制得的对羟基苯甲酸十三氟辛酯在室温下反应得到产物2
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(全氟乙基)乙基
‑4‑
[4
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(丙烯酰氧基)
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苯甲酰氧基]苯甲酸酯；步骤S4，在惰性气体的保护下，向步骤3制备的2
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(全氟乙基)乙基
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱，周小三，李亚兵，
申请(专利权)人：江苏图研新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：