一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐划擦和疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法，具体是在聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中添加聚二甲基硅氧烷(PDMS)、亲油纳米SiO2，以达到优化聚氨酯涂层耐划擦和疏水性能的目标。按比例将PUA乳液与溶剂二元酸酯混合物(DBE)混合稀释，然后复配不同比例PDMS、亲油纳米SiO2获得样品，添加光引发剂，最后放置在紫外光(UV)固化灯下进行光固化，可得到耐划擦和高疏水性能的PUA薄膜。划擦和高疏水性能的PUA薄膜。划擦和高疏水性能的PUA薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制备方法，属于光固化涂料


技术介绍

[0002]工程塑料，如聚碳酸酯(PC)板等材料具有良好的透光性能、质量轻、不易变形等优点，在日常生活中应用广泛。但PC板本身往往存在一些缺点，如：缺口敏感性高，表面容易产生应力开裂；制成的器件疏水效果较差，易受灰尘、指纹等杂质的污染，并起雾遮挡视线。聚氨酯(PUA)涂层具有良好的耐磨性、附着力、耐高低温等性能，可紫外光固化进行制备等优点；但是存在涂层表面疏水效果差，容易出现起雾的情况。针对以上问题，以聚氨酯涂料为基础，在其中加入PDMS、亲油纳米SiO2，以优化和改善聚氨酯涂层强度和疏水性能。将其涂在PC板表面并用紫外光固化后，可以得到兼具耐划擦和优异疏水性能的聚氨酯涂层。

技术实现思路
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[0003]本专利技术的目的是同时提升聚氨酯涂层的强度和疏水性能，并提供了一种耐划擦疏水涂层的制备方法，包括下述步骤：
[0004]步骤一：分别称取四官能团聚氨酯丙烯酸酯(PUA乳液)与溶剂 DBE，四官能团聚氨酯丙烯酸酯与溶剂质量比为2：1，混合搅拌得到PUA稀释溶液；
[0005]步骤二：向PUA稀释溶液中分别加入PDMS和亲油纳米SiO2(直径～20 nm)，获得PUA混合液，其中PDMS的质量分数为2.0～10.0wt％，亲油纳米 SiO2所占质量分数为0.5～3.0wt％；
[0006]步骤三：将步骤二中的PUA混合液磁力搅拌0.5h；
[0007]步骤四：用滴管吸取1173光引发剂，并添加到PUA混合液中，磁力搅拌0.5～1.5h；
[0008]步骤五：将步骤四得到的PUA混合液均匀的涂抹于PC板上，放置在紫外光(UV)固化灯下进行光固化4～6h即得到耐划擦和疏水性能优异的 PUA涂层。
附图说明
[0009]图1：是本专利技术实施例1中PUA涂层的水接触角。
[0010]图2：是本专利技术实施例2中PUA+PDMS涂层的水接触角。
[0011]图3：是本专利技术实施例3中PUA+SiO2涂层的水接触角。
[0012]图4：是本专利技术实施例4中PUA+PDMS+SiO2涂层的水接触角。
具体实施方式
[0013]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。
[0014]实施例1：
[0015]称取四官能团聚氨酯丙烯酸酯9.6g，DBE溶剂4.8g，磁力搅拌0.5h。之后用滴管吸取并称量0.4g(4.0wt％)光引发剂1173，滴入混合均匀的溶液中，磁力搅拌0.5h。将添加光引发剂后的溶液均匀的涂抹到PC板表面，待溶剂挥发后，置于紫外灯下光照5.0h，即可得到未改性的PUA涂层。该涂层的铅笔划痕硬度为4H，水滴的接触角为66
°
，如图1所示。
[0016]实施例2：
[0017]称取四官能团聚氨酯丙烯酸酯9.0g，DBE溶剂4.5g，磁力搅拌0.5h。之后，称取0.6g(6wt％)PDMS作为改性剂，添加到上述溶液中，磁力搅拌0.5h。然后，向搅拌好的PUA+PDMS溶液中添加0.4g(4.0wt％)光引发剂1173，并磁力搅拌0.5h。将添加光引发剂后的溶液均匀的涂抹到PC板表面，待溶剂挥发后，置于紫外灯下光照5.0h，即可得到PDMS改性的 PUA+PDMS涂层。该涂层的铅笔划痕硬度为6H，水滴的接触角为77
°
，耐划擦性能和疏水性能分别比PUA涂层提升50％和19％，如图2所示。
[0018]实施例3：
[0019]称取四官能团聚氨酯丙烯酸酯9.4g，DBE溶剂4.7g，磁力搅拌0.5h。之后，称取0.2g(2.0wt％)亲油纳米SiO2作为改性剂，添加到上述溶液中，磁力搅拌0.5h。然后，向搅拌好的PUA+SiO2溶液中添加0.4g(4.0 wt％)光引发剂1173，并磁力搅拌0.5h。将添加光引发剂后的溶液均匀的涂抹到PC板表面，待溶剂挥发后，置于紫外灯下光照5.0h，即可得到亲油纳米SiO2改性的PUA+SiO2涂层。该涂层的铅笔划痕硬度为4H，水滴的接触角为61
°
，如图3所示。PUA+SiO2涂层硬度与PUA涂层一致，但是涂层的疏水性能有所降低，比PUA涂层减小了8％。因此，只添加亲油纳米SiO2并不能改善PUA涂层的耐划擦性能和疏水性能。
[0020]实施例4：
[0021]称取四官能团聚氨酯丙烯酸酯8.8g，DBE溶剂4.4g，磁力搅拌0.5h。之后，分别称取0.6g(6wt％)PDMS和0.2g(2.0wt％)亲油纳米SiO2作为改性剂，添加到上述溶液中，磁力搅拌0.5h。然后，向搅拌好的PUA+PDMS+SiO2溶液中添加0.4g(4.0wt％)光引发剂1173，并磁力搅拌 0.5h。将添加光引发剂后的溶液均匀的涂抹到PC板表面，待溶剂挥发后，置于紫外灯下光照5.0h，即可得到PDMS+SiO2改性的PUA+PDMS+SiO2涂层。该涂层的铅笔划痕硬度为6H，水滴的接触角为90
°
，如图4所示。 PUA+PDMS+SiO2涂层与PUA+PDMS涂层的硬度一致，比PUA涂层增加 50％；同时，该图层的疏水性能进一步提升，比PUA涂层提高38％，比 PUA+PDMS涂层提高17％。因此，通过合理添加PDMS和亲油纳米SiO2可显著改善PUA涂层的耐划擦性能和疏水性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层，其特征在于，耐划擦和疏水性能优异的聚氨酯涂层制备方法采用以下步骤进行的：步骤一：按照组分配比将四官能团聚氨酯丙烯酸酯(PUA乳液)与溶剂(DBE)混合得到PUA稀释溶液；步骤二：在PUA稀释溶液中，加入不同配比的PDMS与SiO2改善其强度和疏水性，磁力搅拌0.5～2.0h，形成PUA混合液；步骤三：在PUA混合液中添加光引发剂1173，搅拌均匀；步骤四：将步骤三得到的溶液涂抹到PC板表面，并放置在紫外光(UV)固化灯下进行光固化。2.根据权利要求1所述的耐划擦、疏水性能优异的聚氨酯涂层的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞瑞，孙阳，郭冰，沈杭燕，刘薇，郭驾宇，董学杭，梁娇丽，商凤琴，方运祺，王馨悦，章晶，陈品学，姚庆超，陆佳宜，任美泉，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：