CN115322681A - 一种uv防雾涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UV防雾涂料及其制备方法和应用，包括以下重量份的组分：光固化防雾树脂12‑18份、助剂1‑5份、光固化树脂3‑8份、TMPTA15～20份、HDDA5～15份，光引发剂1～3份，有机溶剂5～60份。按重量份称取各组分，机械搅拌混合，得到UV防雾涂料。与现有技术相比，本发明化学增强法，比一般的物理增强法的柔韧性、力学性能更好，可以有效改善UPR的耐热性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性、吸湿性等，并提高环境亲和性等。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种UV防雾涂料及其制备方法和应用。
背景技术
人们生活的环境中有大量产品在产生雾气，如眼镜车灯，汽车玻璃等，这些现象的存在一直给人们带来很多不便。
因此，材料的防雾性一直是人们热衷研究的领域，尤其是与人们接触最频繁的领域和物件，比如眼镜、电子产品及汽车玻璃产品等等。
材料的防雾性有两种方式：一种是亲水方式，另一种是疏水方式。亲水方式是雾气在材料表面形成非常薄的水膜，肉眼看起来达到透明效果，如果要想达到形成水膜的效果，涂料的表面张力必须高于水的表面张力。疏水方式涂层的表面张力远完低于水的表面张力，雾气在涂层表面形成水珠，从涂层表面滑落方式达到防雾的效果。
从机理上看，超亲水超疏水表面无疑是最理想的状态。超亲水表面能够让水在其表面铺展开形成水膜，因不会构成微小的液滴达到防雾效果；超疏水表面则能够让水滴从其表面自由滚落，也会有防雾效果。但是，这两种表面，大多数是由纳米结构仿“荷叶结构”制成，纳米层结构不稳定，涂层寿命短，在高湿度的环境下效果不明显。
近年来，UV固化涂料由于其固化速度快、节能、且VOC排放小等优点被广泛应用于诸多领域，比如室内家具涂料、内墙涂料、3C电子产品涂料及汽车内饰涂料。这些应用领域都是人们接触频繁的领域，因此同时也有着防雾的需求，所以，开发一款适合于UV防雾涂料，显得尤为重要。
中国专利申请CN201310005525.X公开了一种光固化防雾涂料及其涂料中添加的可光固化季铵盐属于防雾涂料领域。该防雾涂料由光引发剂、表面活性剂、光固化双官能度单体、光固化单官能度单体及光固化树脂组成；各组分的质量百分比如下：光固化树脂37％—57％，光固化双官能度单体32％—52％，光固化单官能度单体5％—20％，可光固化季铵盐3％—12％，光引发剂3％；并且防雾涂料采用光固化方式进行固化。本发明公开的防雾涂料，是用UV光固化的方法制成，具有固化速度快、运行成本低、清洁高效无污染的特点。但是，此配方存在储存稳定性差的问题。
专利申请CN201910144044.4公开了一种UV固化超亲水防雾涂料及其制备方法，该防雾涂料旨在解决现有超亲水涂料作用于玻璃等表面的防雾效果、防雾持久性、在玻璃上的附着力、耐高低温冷热循环、耐高湿热等都还不够理想的技术问题；该防雾涂料按质量份数计包括：溶剂5～15份、UV固化聚丙烯酸酯低聚物20～30份、UV固化改性硅溶胶15～20份、UV固化改性表面活性剂1～5份、1-4官能团的活性稀释剂15～20份、多官能度树脂4～8份、助剂2～5份、亲水单体7～13份、光引发剂1～4份。该防雾涂料能实现经紫外光照射快速固化，涂层防雾和耐水蒸气的性能持久，而且经检测铅笔硬度可达2-3H、水接触角为3～5°、透光率≥90％，具有高度的镜面流平性，可用于光学产品上。但是，此专配方存在对基材的润湿较差的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题而提供一种防雾稳定性较好，不易分解或失效，综合性能优异的UV防雾涂料及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种UV防雾涂料，包括以下重量份的组分：光固化防雾树脂12-18份、助剂1-5份、光固化树脂3-8份、TMPTA15～20份、HDDA5～15份，光引发剂1～3份，有机溶剂5～35份。
进一步地，所述的光固化防雾树脂为表面张力大于水。
进一步地，所述的光固化防雾树脂选自长兴DR050 UV固化树脂，DR050树脂的特点是表面张力大于水，因此水汽在DR050树脂表面形成一层薄薄的水膜的方式起到防雾效果。
进一步地，所述的助剂选择BYK的UV3530，此助剂与DR050配合起增强防雾效果。
进一步地，所述的光固化树脂为6官聚氨酯丙烯酸酯。
进一步地，所述的光引发剂为常规紫外光引发剂，包括184紫外光引发剂。
进一步地，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、或乙酸丁酯。
本发明还提供一种UV防雾涂料的制备方法，包括以下步骤：按重量份称取光固化防雾树脂12-18份、助剂1-5份、光固化树脂3-8份、TMPTA15～20份、HDDA5～15份，光引发剂1～3份，有机溶剂5～60份，机械搅拌混合，得到UV防雾涂料。
进一步地，所述的机械搅拌速度为800转每分钟，时间为30～50分钟，温度要求不高，常温即可。
本发明可以用于一切产生雾气的产品上，比如汽车倒车镜，前挡风玻璃，眼镜和电子产品上。由于本发明是UV固化型涂料，对基材的附着力不太理想，所以使用时打一层PU底漆使用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明选用表面张力高于水的表面张力的光固化防雾树脂作为基础树脂，该树脂的表面线力高于水的表面张力，选用BYK的UV3530作为助剂，该助剂增强防雾效果，提高防务涂料的流平性和防雾效果的长期稳定性。
2.本发明选用6官聚氨酯丙烯酸酯作为光固化树脂，该树脂是硬度和柔韧性兼备的高硬度树脂，与本发明选用的长兴DR050 UV固化特殊树脂，HDDA(1，6已二醇二丙烯酸酯)、TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)产生亲核反应。
3.本发明涂料防雾效果优良，由于所添加的DR050树脂表面张力大于水且稳定，从而防雾稳定性较好，不易分解或失效。
4.本发明由于采用的DR050树的量较少，而且单体用量较多，从而克服了亲水涂层的水煮效果差的弱点。
5.本发明由于采用了高硬度的6官聚氨酯丙烯酸酯HDDA TMPTA，从而与PU型防雾涂料相比，硬度高，抗划性好。
6.本发明具有良好的防雾效果和稳定性；同时保存了涂层的基础性能；可广泛运用于UV防雾涂料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明选用的各原料均为市售产品，例如：
光固化防雾树脂选自长兴DR050 UV固化树脂。
助剂选择BYK的UV3530。
光固化树脂为氰特的EB1290六官聚氨酯丙烯酸酯。
光引发剂选用拜耳184紫外光引发剂。
所述的有机溶剂为乙酸乙酯、或乙酸丁酯。
实施例1-7
一种UV防雾涂料，按下表1重量份称取光固化防雾树脂、助剂、光固化树脂、TMPTA、HDDA，光引发剂，有机溶剂，常温下，机械搅拌混合，机械搅拌速度为800转每分钟，时间为30分钟，得到UV防雾涂料。
实施例1-7的原料用量和涂料性能测试结果如下表1所示：
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 光引发剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| HDDA | 3 | 5 | 9 | 12 | 15 | 17 | 20 |
| TMPTA | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| EB1290 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| DR050 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| UV3530 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 5 |
| 乙酸乙酯 | 57 | 53 | 47 | 48 | 41 | ||
| 乙酸丁酯 | 54 | 34 | |||||
| 防雾测试结果 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 防雾稳定性 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐水煮性 | NG | OK | OK | OK | OK | NG | NG |
| 硬度 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐划性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
由上述表1，可以看出，当其他主要组分不变，HDDA用量发生变化时，HDDA超出15时耐水煮性能下降。
实施例8-14
各组分的用量如下表2所示，考察TMPTA的影响，其他同实施例1。
实施例8-14的原料用量和涂料性能测试结果如下表2所示：
| 实施例 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| 光引发剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| HDDA | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| TMPTA | 8 | 10 | 12 | 15 | 17 | 20 | 25 |
| EB1290 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| DR050 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| UV3530 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 5 |
| 乙酸乙酯 | 57 | 53 | 47 | 48 | 41 | ||
| 乙酸丁酯 | 54 | 34 | |||||
| 防雾测试结果 | NG | NG | OK | OK | OK | OK | NG |
| 防雾稳定性 | NG | NG | OK | OK | OK | OK | NG |
| 耐水煮性 | NG | NG | NG | OK | OK | OK | NG |
| 硬度 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐划性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
从上表2可以看出，当TMPTA用量过低或过高时，防雾性能和耐水性能下降。
实施例15-21
各组分的用量如下表3所示，考察EB1290的影响，其他同实施例1。
实施例15-21的原料用量和涂料性能测试结果如下表3所示：
从上表3可以看出，当EB1290用量过低或过高时，防雾性能和耐水性能下降。
实施例22-28
各组分的用量如下表3所示，考察DR050的影响，其他同实施例1。
实施例22-28的原料用量和涂料性能测试结果如下表4所示：
| 实施例 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
| 光引发剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| HDDA | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| TMPTA | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| EB1290 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| DR050 | 5 | 8 | 12 | 15 | 18 | 20 | 23 |
| UV3530 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 5 |
| 乙酸乙酯 | 57 | 53 | 47 | 48 | 41 | ||
| 乙酸丁酯 | 54 | 34 | |||||
| 防雾测试结果 | NG | NG | OK | OK | OK | OK | OK |
| 防雾稳定性 | NG | NG | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐水煮性 | NG | OK | OK | OK | OK | NG | NG |
| OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐划性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
从上表4可以看出，当DR050用量过低或过高时，防雾性能和耐水性能下降。
实施例29-35
各组分的用量如下表5所示，考察UV3530的影响，其他同实施例1。
实施例29-35的原料用量和涂料性能测试结果如下表5所示：
| 实施例 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 |
| 光引发剂 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| HDDA | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| TMPTA | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| EB1290 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| DR050 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| UV3530 | 0.5 | 1 | 2.5 | 3.5 | 4.5 | 5 | 5.5 |
| 乙酸乙酯 | 57 | 53 | 47 | 48 | 41 | ||
| 乙酸丁酯 | 54 | 34 | |||||
| 防雾测试结果 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | NG |
| 防雾稳定性 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | NG |
| 耐水煮性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 硬度 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 耐划性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
从上表5可以看出，当UV3530用量过低或过高时，防雾性能和耐水性能下降。
实施例36-42
各组分的用量如下表6所示，考察拜耳184紫外光引发剂的影响，其他同实施例1。
实施例36-42的原料用量和涂料性能测试结果如下表6所示：
从上表6可以看出，当184紫外光引发剂用量过低或过高时，防雾性能和耐水性能下降，甚至硬度和耐化性都受到影响。
上表中各性能检测方法如下：
防雾测试：将各实施例所得涂料喷涂在透明PC板上，并将该PC板置于60℃的热水上，30min后观察是否产生雾气；
防雾稳定性：喷好防雾涂料的透明PC板放置1～3个后再测试防雾效果
耐水煮性：100度沸水中放置1小时常温放置10分钟测附着5B透光率90％以上；
硬度：500g负荷三陵1H铅笔划三次无划痕；
耐划性：500g负荷橡皮默察500次后透光率90％以上；
从上表中实施例综合对比比较可以看出，当184HDDA、TMPT DR050EA1290在本发明用量范围时，综合性能最好。
本发明具有良好的防雾效果和稳定性；同时保存了涂层的基础性能；可广泛运用于UV防雾涂料。
以上实施例仅用于说明本发明技术方案，并非是对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做的改变、替代、修饰、简化均为等效的变换，都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (9)
1.一种UV防雾涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：光固化防雾树脂12-18份、助剂1-5份、光固化树脂3-8份、TMPTA15～20份、HDDA5～15份，光引发剂1～3份，有机溶剂5～60份。
2.根据权利要求1所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的光固化防雾树脂的表面张力大于水的表面张力。
3.根据权利要求2所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的光固化防雾树脂选自长兴DR050 UV固化树脂。
4.根据权利要求1所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的助剂选择BYK的UV3530。
5.根据权利要求1所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的光固化树脂为6官聚氨酯丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的光引发剂为常规紫外光引发剂，包括184紫外光引发剂。
7.根据权利要求1所述的一种UV防雾涂料，其特征在于，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、或乙酸丁酯。
8.一种如权利要求1～7中任一所述的UV防雾涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份称取光固化防雾树脂12-18份、助剂1-5份、光固化树脂3-8份、TMPTA15～20份、HDDA5～15份，光引发剂1～3份，有机溶剂5～35份，机械搅拌混合，得到UV防雾涂料。
9.一种如权利要求1～7中任一所述的UV防雾涂料的用途，其特征在于，将所述的涂料用作防雾涂料，涂覆在易产生雾气的产品表面，包括汽车倒车镜，前挡风玻璃，眼镜或电子产品。
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| CN106675129A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-17 | 东来涂料技术（上海）有限公司 | 一种高硬度防凝雾uv汽车清漆及其制备方法 |
| CN109206649A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-15 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 防雾涂料以及亲水型高光学透过率低反射率防雾膜 |
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