本發(fā)明屬于光固化涂料領(lǐng)域，具體涉及一種紫外光固化的防霧涂料組合物。
背景技術(shù)：
空氣中的水蒸氣在溫度低于露點(diǎn)時(shí)，便會(huì)凝結(jié)成微小的液滴而成霧。這種不良的影響經(jīng)常發(fā)生在窗戶、浴室鏡子、眼鏡、游泳及潛水眼鏡、擋風(fēng)玻璃、光學(xué)儀器鏡頭、車燈、指示燈、農(nóng)膜等這些與我們生活緊密相關(guān)的透明材料上。透明材料表面水滴霧化的結(jié)果，不僅透光率下降影響視覺(jué)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危害，例如當(dāng)霧滴凝結(jié)在如紅外光學(xué)顯微鏡等精密分析儀器的透鏡表面上時(shí)，其分析的準(zhǔn)確性會(huì)降低。而當(dāng)霧滴凝結(jié)在太陽(yáng)能電池透光板上時(shí)，致使太陽(yáng)能吸收效率降低，從而不利于太陽(yáng)能電池設(shè)備充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。
為了解決這些問(wèn)題，一般會(huì)對(duì)材料表面進(jìn)行疏水或親水處理。疏水常用全氟樹(shù)脂類，一方面價(jià)格較高，另一方面該類樹(shù)脂一般較軟，耐磨性差，同時(shí)其疏水特性也導(dǎo)致其表面容易吸附油污和灰塵，反而達(dá)不到要求的效果。而有機(jī)親水涂料本身價(jià)格較為便宜，也可通過(guò)一些改性來(lái)提高其耐磨性。使用有機(jī)親水涂層相比于疏水涂層處理方法不但施工方便，而且價(jià)格低廉。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外主要集中在超親水的研究，如涂層表面引入能形成氫鍵的基團(tuán)如羧基、氨基、巰基、羥基，或是一些離子基團(tuán)：羧酸根、磺酸根、銨根、磷酸根等，當(dāng)引入這些基團(tuán)或是離子時(shí)，涂層的表面達(dá)到超親水的狀態(tài)，水汽冷凝后在基材表面高度鋪展，形成一層均勻的水膜，消除了微小水珠對(duì)光線的漫反射而達(dá)到防霧的目的。目前制備超親水的途徑主要是通過(guò)物理共混、化學(xué)表面修飾、化學(xué)鍵接法。目前市場(chǎng)上的防霧涂層持續(xù)防霧性能與耐磨性能無(wú)法平衡，使用一段時(shí)間后，防霧性能便下降明顯。
國(guó)內(nèi)專利CN 102795791A公開(kāi)了一種耐磨超親水增透涂層，該涂層通過(guò)反復(fù)沉積聚二烯丙基二甲基氯化銨和聚苯乙烯磺酸鈉制備5～20層的雙層結(jié)構(gòu)，再通過(guò)反復(fù)沉積聚二烯丙基二甲基氯化銨和含有粒徑為10～40nm的SiO2球形納米粒子的懸浮液制備3～8層的雙層結(jié)構(gòu)，再通過(guò)100～140℃的水熱處理和在600～800℃的馬弗爐中淬火100～300s制得所需涂層。盡管該方法制得的涂層能夠達(dá)到5H的高硬度且水接觸角也很小，但步驟復(fù)雜，持續(xù)防霧性一般，能耗大，只是對(duì)性能有特殊高要求的用戶合適。
國(guó)內(nèi)專利CN102086348A公開(kāi)了一種聚氨酯固化丙烯酸酯樹(shù)脂防霧涂料的制備方法，該涂料由親水性丙烯酸樹(shù)脂，封閉型聚醚異氰酸酯固化劑和催化劑二月桂酸二丁基錫組成。該涂層硬度大于2H，耐磨性能好，但持續(xù)防霧性能一般，固化過(guò)程需要時(shí)間較長(zhǎng)，且需分段固化(50℃～120℃)，工藝較為復(fù)雜。
市面上的防霧涂料若持續(xù)親水性能優(yōu)異，就無(wú)法保證耐磨性能；相反在硬度耐磨優(yōu)異的同時(shí)，持續(xù)防霧效果一般。為克服市面上傳統(tǒng)防霧涂料持續(xù)防霧性能和耐磨性能的矛盾，急需開(kāi)發(fā)一種兼具親水性和耐磨的防霧涂料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種紫外光固化親水防霧涂料。該涂料光固化后所得涂層，親水性極佳且持續(xù)防霧性能出色，同時(shí)不會(huì)損失耐磨性能，因此克服了市面上防霧涂料的一些弊端，非常適合應(yīng)用于具有防霧要求的領(lǐng)域，如車燈、擋風(fēng)玻璃、浴室鏡、光學(xué)透鏡材料等。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物包括如的各組分：
所述組合物還包括溶劑，所述溶劑重量是其它組分總重量的2-4倍。
若親水性光固化樹(shù)脂過(guò)高于80份，疏水性光固化樹(shù)脂低于15份時(shí)，親水性光固化單體高于15份時(shí)，所得最終光固化后所得涂膜親水性太好，會(huì)導(dǎo)致最終涂膜耐水性差，持續(xù)防霧性差；若親水性光固化樹(shù)脂低于40份，疏水性光固化樹(shù)脂高于45份，親水性光固化單體低于5份時(shí)，會(huì)導(dǎo)致最終涂膜親水性太差，初始水接觸角較大，沒(méi)有防霧性。
若光引發(fā)劑高于5份時(shí)，紫外光照下會(huì)產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致所得涂料固化后形成的最終三維網(wǎng)絡(luò)聚合物分子量低，導(dǎo)致涂膜較脆，附著力會(huì)變差，同時(shí)還會(huì)提高涂料成本；若光引發(fā)劑低于1份，紫外光照下會(huì)產(chǎn)生自由基不充分，導(dǎo)致殘留沒(méi)有光聚合的樹(shù)脂和單體含量較多，引起最終涂膜表干不好，發(fā)粘，根本不能使用。若助劑，本發(fā)明是指阻聚劑，低于0.01份時(shí)，涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差；高于0.05份時(shí)，需要提高紫外光強(qiáng)度才可以使涂料完全達(dá)到光固化，在普通光強(qiáng)度下，存在不能完全固化的危險(xiǎn)。
溶劑的量高于單體及樹(shù)脂總重量4倍時(shí)，涂料太稀，涂膜厚度太低，導(dǎo)致最終涂膜的硬度太低，耐磨變差。若溶劑的量低于單體及樹(shù)脂總重量2倍時(shí)，涂料粘度太大，容易導(dǎo)致涂膜流平不好，涂膜厚度太厚，也會(huì)帶來(lái)固化不完全問(wèn)題。
優(yōu)選地，所述親水性光固化樹(shù)脂為純丙烯酸樹(shù)脂。
優(yōu)選地，所述純丙烯酸樹(shù)脂為側(cè)鏈含有不飽和雙鍵的丙烯酸酯。
優(yōu)選地，所述純丙烯酸樹(shù)脂的制備方法包括如下步驟：
S1、在溶劑中，加入單體和引發(fā)劑進(jìn)行反應(yīng)；
S2、再加入甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、催化劑和阻聚劑反應(yīng)，即得。
優(yōu)選地，步驟S1中，所述單體包括摩爾比為2～5：2～4：0～3：2～3的式(I)所示單體I、式(II)所示單體II、丙烯酸羥丁酯(HBA)、丙烯酸(AA)；
所述單體I為含有端羥基的非離子表面活性劑的烯丙基醚，單體II為含有端甲氧基的非離子表面活性劑的甲基丙烯酸酯。
優(yōu)選地，所述單體與甲基丙烯酸縮水甘油酯的摩爾比為1：1。
優(yōu)選地，所述溶劑為乙二醇單甲醚；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；所述催化劑為芐基三甲基氯化銨；所述阻聚劑為對(duì)羥基苯甲醚。
優(yōu)選地，所述單體與溶劑的重量比為1：2，引發(fā)劑的加入量是單體總重量的1％。
優(yōu)選地，所述催化劑的用量為單體和GMA總重量的0.1％，阻聚劑的用量為單體和GMA總重量的0.3％。
優(yōu)選地，步驟S1中，所述反應(yīng)溫度為80-85℃；步驟S2中，所述反應(yīng)溫度為90-95℃，反應(yīng)2h。
更優(yōu)選地，所述純丙烯酸樹(shù)脂的制備方法具體為：室溫下，在乙二醇單甲醚溶劑中，投入單體(單體I、單體II、HBA、AA)和引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)的20％，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體和引發(fā)劑的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。最后再加入GMA、芐基三甲基氯化銨催化劑和少量阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫即可。
采用上述方法制備的親水性光固化純丙烯酸樹(shù)脂的雙鍵不飽和基團(tuán)在側(cè)鏈，因此在紫外光照射下，很易與疏水性光固化樹(shù)脂交聯(lián)固化，形成疏水網(wǎng)絡(luò)。它會(huì)排斥同樣在側(cè)鏈的親水性部分聚集在涂膜表面，因此表面的親水性好，涂膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)部分疏水性好。從而導(dǎo)致涂膜具有優(yōu)異的親水性能，可以使空氣中的水汽凝結(jié)在其表面形成水膜而不是水滴，具有很好的防霧性能。另外涂膜內(nèi)部具有足夠的疏水網(wǎng)絡(luò)，不會(huì)引起水或水蒸氣使涂膜泡掉，所以，具有持續(xù)親水性好，具有持續(xù)防霧性能。
優(yōu)選地，所述疏水性光固化樹(shù)脂包括官能度高于6的聚氨酯丙烯酸酯、大于等于2的環(huán)氧丙烯酸酯、官能度高于4的聚酯丙烯酸酯中的至少一種。
優(yōu)選地，所述親水性光固化單體為可聚合表面活性劑，選自3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀、甲基丙烯酸羥丙基磺酸鈉、甲基丙烯酸三甲基氯化銨、甲基丙烯酸聚氧乙烯磷酸鈉、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨、烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的一種或幾種的組合。該類組分可以大大降低水接觸角，且可參與光固化反應(yīng)，具有極佳的持續(xù)親水效果。
優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮，1-[4-(2-羥乙氧基)-亞苯基]-2-羥基-2′，2′-二甲基乙酮，1-羥基環(huán)己基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮中的至少一種。
優(yōu)選地，所述助劑為流平劑、阻聚劑中的至少一種；所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丙醇、正丁醇、乙二醇單甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一種。
更優(yōu)選地，所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯和異丙醇，三者重量比為2:3:1。
本發(fā)明還提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物的制備方法，所述方法包括以下步驟：
準(zhǔn)確稱取各組分，將親水性光固化樹(shù)脂、疏水性光固化樹(shù)脂、親水性光固化單體和溶劑混合；再加入光引發(fā)劑和助劑，混合即制得。
現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明因采用親水性優(yōu)良的超支化型光固化樹(shù)脂(純丙烯酸樹(shù)脂)和可聚合表面活性劑，配合高官的疏水性光固化樹(shù)脂，光固化后形成親水性和疏水性部分交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中親水部分具有優(yōu)異的親水性能，致使水滴在涂層上易鋪展形成水膜而不會(huì)起霧。疏水部分在涂層中起到錨固點(diǎn)的作用，交聯(lián)密度增加，保證涂層在遇到大量的水時(shí)不會(huì)因溶脹而溶解，既能保證持續(xù)防霧性能又可以提高耐磨性能。
2、本發(fā)明制備的紫外光固化防霧涂料組合物，涂覆于塑料基材表面，經(jīng)光固化后，所得涂膜的初期水接觸角小于10度，經(jīng)水浸泡48小時(shí)后，水接觸角小于35度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
下述實(shí)施例和對(duì)比例所述的紫外光固化防霧涂料組合物的制備方法如下：
準(zhǔn)確稱取各組分，將親水性光固化樹(shù)脂、疏水性光固化樹(shù)脂、親水性光固化單體和溶劑混合30分鐘；再加入光引發(fā)劑和助劑，混合10分鐘，即制得。
下述實(shí)施例和對(duì)比例中所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯和異丙醇，三者重量比為2:3:1。實(shí)施例和對(duì)比例中溶劑的重量為其他組分總重量的3倍，這里省略了2-4倍中的其它范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(20克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.21克)以及乙二醇單甲醚(40克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體包括：?jiǎn)误wI(9.7克,12.5mmol)、單體II(8.9克，8.3mmol)、HBA(1.2克，8.3mmmol)、AA(0.9克，12.5mmol)。
最后再加入GMA(9.3克，12.5mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.03克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.09克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(20克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.24克)以及乙二醇單甲醚(40克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體包括：?jiǎn)误wI(12.9克,16.6mmol)、單體II(8.9克，8.3mmol)、HBA(1.2克，8.3mmmol)、AA(0.6克，8.3mmol)。
最后再加入GMA(6.2克，16.6mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.03克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.09克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(25克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.26克)以及乙二醇單甲醚(40克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為：?jiǎn)误wI(6.4克,8.3mmol)、II(17.8克，16.6mmol)、HBA(1.2克，8.3mmmol)、AA(0.6克，8.3mmol)。
最后再加入GMA(6.1克，8.3mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.032克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.096克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(35克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.36克)以及乙二醇單甲醚(50克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為：?jiǎn)误wI(16.1克,20.8mmol)、單體II(13.4克，12.4mmol)、AA(0.6克，8.3mmol)。
最后再加入GMA(6.1克，8.3mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.042克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.13克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(40克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.42克)以及乙二醇單甲醚(70克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為：?jiǎn)误wI(19.3克,24.9mmol)、單體II(17.8克，16.6mmol)、HBA(3.6克，24.9mmol)AA(1.2克，16.6mmol)。
最后再加入GMA(12.2克，16.6mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.054克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.16克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本實(shí)施例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(40克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.23克)以及乙二醇單甲醚(60克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為：?jiǎn)误wI(12.9克,16.6mmol)、單體II(8.9克，8.3mmol)、HBA(0.6克，4.15mmmol)、AA(0.9克，12.5mmol)。
最后再加入GMA(9.3克，12.5mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.033克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.099克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
對(duì)比例1
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本對(duì)比例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(32克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.34克)以及乙二醇單甲醚(40克)的混合物，加入單體I(3.2克,4.2mmol)、II(30.1克，10.4mmol)、HBA(0.6克，4.2mmmol)、AA(0.15克，2.1mmol)，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。最后再加入GMA(1.6克，2.1mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.035克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.11克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
對(duì)比例2
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本對(duì)比例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(35克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.50克)以及乙二醇單甲醚(58克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為單體I(16.3克,21.0mmol)、單體II(12.0克，4.2mmol)、AA(1.2克，16.6mmol)。
最后再加入GMA(12.2克，16.6mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.042克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.13克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
對(duì)比例3
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本對(duì)比例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(43克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.45克)以及乙二醇單甲醚(60克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為單體I(19.3克,24.9mmol)、單體II(24.1克，4.15mmol)、HBA(0.6克，4.15mmmol)、AA(0.6克，8.3mmol)。
最后再加入GMA(6.1克，8.3mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.051克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.15克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
對(duì)比例4
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。
本對(duì)比例中所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法如下：
在配有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、氮?dú)鈱?dǎo)入裝置的250毫升四口瓶中，加入乙二醇單甲醚(20克)，先加入20％的單體、引發(fā)劑AIBN(0.23克)以及乙二醇單甲醚(45克)的混合物，升高溫度至80-85度，反應(yīng)0.5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)滴加余下單體、引發(fā)劑及乙二醇單甲醚的混合物，滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。所述單體為：?jiǎn)误wI(3.2克,4.15mmol)、單體II(17.8克，16.6mmol)、HBA(1.2克，8.3mmmol)、AA(0.9克，12.5mmol)。
最后再加入GMA(9.3克，12.5mmol)、芐基三甲基氯化銨催化劑(0.032克)和阻聚劑對(duì)羥基苯甲醚(0.096克)，升高溫度至90-95度進(jìn)行反應(yīng)2小時(shí)，降溫至室溫得到淺黃色粘稠液體。然后用正己烷進(jìn)行沉淀，再經(jīng)50度真空干燥12小時(shí)得到所得親水性紫外光固化純丙烯酸樹(shù)脂。
對(duì)比例5
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。本對(duì)比例所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法與實(shí)施例2相同。
對(duì)比例6
本對(duì)比例提供了一種紫外光固化防霧涂料組合物，所述組合物的各組分及其重量份數(shù)如表1所示。本對(duì)比例所述的純丙烯酸樹(shù)脂的合成方法與實(shí)施例2相同。
性能測(cè)試
以PET作為基材，將實(shí)施例和對(duì)比例制備的涂料(30％固含)用10號(hào)線棒涂布在其表面，放入60℃烘箱1min，之后經(jīng)過(guò)紫外固化，能量為500mJ/cm2。
分別對(duì)實(shí)施例1～6以及對(duì)比例1～6制得的涂層進(jìn)行性能檢測(cè)，測(cè)定涂層的附著力、鉛筆硬度、耐磨性、初期水接觸角和持續(xù)水接觸角性能。具體結(jié)果列于表1中。
具體性能檢測(cè)項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)的方法如下：
一、附著力
采用百格法，用3M不干膠帶對(duì)樣張附著力進(jìn)行測(cè)試。
評(píng)估方法：
5B－劃線邊緣光滑，在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處均無(wú)油漆脫落；
4B－在劃線的交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，并且脫落總面積小于5％；
3B－在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，并且脫落總面積在5～15％之間；
2B－在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，并且脫落總面積在15～35％之間；
1B－在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，并且脫落總面積在35～65％之間；
0B－在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，并且脫落總面積大于65％。
二、鉛筆硬度
參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6739《漆膜硬度鉛筆測(cè)定法》。
三、耐磨性能
使用0000#鋼絲絨，300g力，一個(gè)來(lái)回記為一次，記錄表面出現(xiàn)刮花的次數(shù)。
評(píng)估方法：經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的摩擦后，觀察涂層是否有刮痕，記錄無(wú)刮痕時(shí)所能耐受的最多摩擦次數(shù)。
四、初期親水角
在固化好的試樣表面滴4μL去離子水，在20～25℃范圍內(nèi)用接觸角測(cè)試儀測(cè)定。
五、持續(xù)親水角
將固化好的試樣放入去離子水中浸泡24h，晾干后用接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定。
將實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～5的測(cè)試結(jié)果，包括附著、鉛筆硬度，耐磨，初期親水角和持續(xù)親水角
六：防霧性：把表面溫度為25度的測(cè)試板水平置于80℃的水面上方10cm處，觀察樣板起霧的時(shí)間。
X 1秒內(nèi)起霧
Δ：10秒后起霧
○：30秒后起霧
◎：不起霧
表1
注：甲氧基聚乙二醇1000丙烯酸酯是指乙二醇重均分子量為1000的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
由表1可以看出，實(shí)施例1～6具有較好的防霧性能。初始水接觸角均低于10度，24小時(shí)浸泡后的水接觸角均低于35度，防霧性能優(yōu)良。對(duì)比例1及對(duì)比例3與實(shí)施例2相比,由于所用親水性純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂合成時(shí),采用親水性單體II及I的量較多,因此所得最終樹(shù)脂純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂親水性較好，導(dǎo)致涂料光固化后涂層的初始水接觸角較低，所以有些許防霧性。但是其100度浸泡后的，親水性大大下降。這是因?yàn)樗糜H水性樹(shù)脂的親水性太好，導(dǎo)致最終涂層由于水溶脹而使親水部分網(wǎng)絡(luò)從基材表面脫離，導(dǎo)致涂層中疏水部分占大多數(shù)，而使親水性大大降低。對(duì)比例2與實(shí)施例2相比,由于所用親水性純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂合成時(shí),采用丙烯酸單體的量較多,再經(jīng)GMA與羧基反應(yīng)，導(dǎo)致疏水部分增多，因此所得最終樹(shù)脂純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂親水性較差。另外由于不飽和雙鍵也相應(yīng)增多，所以光固化時(shí)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更致密。這兩方面原因?qū)е峦繉拥挠H水性差，因而不具備防霧性能。對(duì)比例4與實(shí)施例2相比，由于所用親水性純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂合成時(shí),采用親水性單體I的量很低,因此所得最終樹(shù)脂純丙烯酸酯型光固化樹(shù)脂親水性較差。從而導(dǎo)致涂層的親水性差，因而不具備防霧性能。。對(duì)比例5與實(shí)施例2相比，由于加入了官能度低于6的疏水性光固化樹(shù)脂，初期水接觸角雖然在10度之內(nèi)，但是由于最終涂層網(wǎng)絡(luò)不致密，導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)間接觸水蒸氣和水浸泡時(shí)，親水部分網(wǎng)絡(luò)從基材表面脫離，而使親水性降低，所以防霧性能較差，持續(xù)親水性差。對(duì)比例4與實(shí)施例3相比，采用了非離子型光固化親水單體，由于其親水性低于離子型單體，因此其初始水接觸角較高，不具備防霧性能。
本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。