專利名稱：：一種自清潔環(huán)氧樹脂防霧涂料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于化工材料
技術領域：
，具體涉及一種高性能環(huán)氧樹脂防霧涂料。
背景技術：
：長久以來，透明基材在人們的生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應用。然而，在濕度高的使用環(huán)境中，空氣中的水蒸氣容易在這些透明基質表面上凝聚成霧或露珠，造成基質的透光率降低，妨礙基材的使用。所帶來的影響不僅是美觀上的損害，而甚至會使生產(chǎn)、生活中的人們發(fā)生危險，如指示燈、車燈、車窗玻璃上的濁霧易引發(fā)交通事故。過去簡單的鏡子防霧，通常是在鏡子的背面添加電熱器驅除蒙霧濕氣，但是該方法具有相當大的局限性。因此，關于具有防霧性能的材料的研究得到了人們的廣泛關注。張春雪等報道，有MMA、BMA、HEMA以及少量交聯(lián)劑，N，N-亞甲基雙烯酰胺聚合構成的涂料具有良好的防霧效果，但該方法所得涂料防霧壽命較短[熱固性樹脂1999(04):28-30]。劉國宣等將甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸共聚，加入少量引發(fā)劑及表面活性劑(聚氧化烷烴醚，烷基苯磺酸等)構成防霧涂料，但該方法所得涂料因親水性高分子吸水，不僅防霧性能下降，同時由于膨潤軟化而導致龜裂[上海涂料，2005(01):31-33]。日本油脂公司經(jīng)探索，先在玻璃、樹脂、塑料表面涂上有機過氧化物底層，再涂布含磺酸基或羥基等親水性基團的高密度聚合物，形成牢固的化學結合，實現(xiàn)了半永久性防霧加工新技術，但加工工藝非常復雜，不利于工業(yè)化推廣[JP55-154351]。日產(chǎn)汽車公司報道了一種親水性涂膜，在基質的最外層上涂敷一層含有二氧化鈦和非晶態(tài)金屬氧化物的復合薄膜，因涂膜中含有光催化活性的二氧化鈦，通過光照后能使表明具有超親水性，并能分解油污，具有自清潔性，但該涂料在暗室或其他缺乏光照的條件下長期放置之后，將失去其防霧性能[US6071606]。上述方法都具有一定的防霧效果，但是均有各自的不足。。為此，開發(fā)適用于玻璃、透明樹脂等基質上的低成本、長壽命、加工簡易、自清潔的防霧涂料是具有重要市場意義的。環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，作為主要成膜材料制備的環(huán)氧涂料，對各種金屬、非金屬材料表面以及絕大多數(shù)涂膜都具有良好的附著力，有利于和其他類型的涂料配套使用，涂膜的耐化學藥品性能、機械強度、耐熱性能優(yōu)越，并且固化劑選擇范圍廣，給涂料的配方、性能設計帶來了很大的自由度，同時固化以后涂膜非常致密，能為防霧涂料提供良好的性能。交聯(lián)到樹脂體系中的親水性高分子能提供永久的防霧性能，親水性能優(yōu)異的反應表面活性劑能進一步提升防霧性能并且交聯(lián)到樹脂體系中不會流失，具有光催化性能的功能納米粒子能夠在光照下分解殘留在涂膜表面的油污，從而實現(xiàn)自清潔性能并能提高、維持涂層的防霧性。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種低成本、長壽命、自清潔的高性能防霧涂料。3本發(fā)明提供的親水性高分子防霧涂料，是由環(huán)氧樹脂、親水性高分子材料、固化劑、固化促進齊U、表面活性齊U、功能性納米材料組成，各組份的用量如下環(huán)氧樹脂10-60wt%，親水性高分子l-40wt%，固化劑l-40wt^，固化促進劑0.l_10wt%，反應性表面活性劑l-10wt%，功能性納米粒子0.l_10wt%，溶劑30-80%Wt，總量滿足100%。除了以上組分以外，還可按照常規(guī)涂料組分，加入適量的流平劑、抗氧劑等助劑，在室溫下混合均勻即可使用。本發(fā)明中，所述的環(huán)氧樹脂由選自脂肪族縮水甘油醚、脂肪族縮水甘油酯、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂等的一種或多種組成。其中，脂肪族縮水甘油醚如聚乙二醇縮水甘油醚，縮水甘油，聚丙二醇縮水甘油醚，丙二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚等；丙三醇三縮水甘油醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚等。脂肪族縮水甘油酯如六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯、l，2環(huán)氧環(huán)己烷4，5-二甲酸縮水甘油酯等；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂如二氧化乙烯基環(huán)己烯、二甲基帶二氧化乙烯基環(huán)己烯、二氧化雙環(huán)戊二烯、二氧化雙環(huán)戊基醚等。環(huán)氧樹脂的用量為10-60wt^，其中優(yōu)選15-50wt^，更優(yōu)選15-40wt%。本發(fā)明中，所述的固化劑由選自酸酐、胺、陰離型、潛伏型、光引發(fā)型等固化劑的一種或多種組成。固化劑的用量為0.l-40wt^，其中優(yōu)選0.2-30wt^，更優(yōu)選0.2-20wt%。酸酐主要為脂環(huán)族、脂肪族酸酐類，如甲基六氫鄰苯酐、六氫鄰苯酐、聚己二酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐等；胺類固化劑主要為脂肪胺、聚酰胺、脂環(huán)族以及改型多元胺，如三乙烯四胺、異佛爾酮二胺、N-胺乙基哌嗪等；陰離子型固化劑主要為叔胺類固化劑、咪唑類固化劑類，如節(jié)基二甲胺、四甲基胍、2_甲基咪唑、2_乙基-4-甲基咪唑、2_i^—烷基咪唑、2_十七烷基咪唑等；潛伏型固化劑主要為雙氰胺、三氟化硼胺類絡合物，如三氟化硼單乙胺絡合物等；光引發(fā)型固化劑主要為二芳基碘鎗化合物和三芳基锍鎗化合物，如二苯基碘鎗六氟砷酸鹽、三苯基硫鎗六氟銻酸鹽等。本發(fā)明中，所述親水性高分子選自聚乙二醇及其衍生物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙烯基吡咯烷酮的一種或多種。親水性高分子的用量為l-40wt^，其中優(yōu)選5-30wt^，更優(yōu)選5-20wt%。本發(fā)明中，所述的反應性表面活性劑由選自含羥基、氨基、碳碳雙鍵或羧基的表面活性劑的一種或多種構成，如聚山梨酯、脂肪酸山梨坦、十二烷基甜菜堿、十二烷基氨基丙酸鈉、十四碳-十六碳烯基磺酸鈉、丙烯酰二甲基?；撬徕c等。反應性表面活性劑的用量為2-10wt^，其中優(yōu)選2-8wt^，更優(yōu)選3-7wt%。本發(fā)明中，所述的功能性納米粒子選自由具有光催化性能的材料，如納米銳鈦礦二氧化鈦、氧化鋅、氧化銦、硫化鋅、氫氧化銦、氧化鎵等的納米粒子一種或多種組成。功能性納米粒子的用量為0.l-10wt^，其中優(yōu)選0.2-5wt^，更優(yōu)選0.5-5wt%。本發(fā)明的防霧涂料可選用通用溶劑，如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚等。通過在基材上涂布、固化，作為防霧性涂膜使用。作為本發(fā)明的防霧性涂料的涂膜的形成方式，可采用通常的噴涂、輥涂、浸漬涂法等，不限于此，可采用適合于本發(fā)明的防霧涂料的方法。本發(fā)明的防霧涂料的涂膜的固化方式，沒有特別的限制，但通常使用加熱固化方法。采用50-15(TC中加熱30-180分鐘、或室溫固化、或在365nm汞燈下照射30-180分鐘，固化溫度和時間可根據(jù)涂料的反應性、基材的軟化溫度等進行適宜的設置。本發(fā)明的防霧涂料的涂膜的厚度，沒有特別的限制。可根據(jù)涂料和基材的性能進行適宜的調整。本發(fā)明的防霧原理是在樹脂涂層中引入親水性高分子、反應性表面活性劑，形成高親水性表面，使其對水的接觸角變小，在表面鋪展為極薄水膜而不形成微小的水珠，防止漫反射達到防霧作用，并利用光催化納米粒子的活性在光照下分解油污實現(xiàn)其自清潔性，以提高、維持涂層的防霧性。將本發(fā)明的涂膜作如下測試涂膜附著力測試，按照中華人民共和國國家標準GB1720-79涂膜附著力測定法有關條目測定涂膜附著力。按遠滾劃痕范圍內的涂膜完整程度評定以級表示。涂膜耐水性測試，浸水實驗法。將涂有防霧涂料的樣品浸入溫度為40C的蒸餾水中，每24小時觀察一次，記錄涂膜開始剝落或起皺的時間。防霧性能將一個涂有防霧涂料的樣品涂層面置于裝有80C水的水杯上方，涂層距水面3cm，肉眼觀察涂層的成霧時間。上述測試結果均符合現(xiàn)有標準，一些指標超出了現(xiàn)有標準，充分說明本發(fā)明的涂料具有成本低，壽命長、防霧性能好、加工工藝簡單等特點。具體實施例方式實施例1聚乙二醇縮水甘油醚(400):20g六氫鄰苯二甲酸酐10gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙二醇4000:8g聚山梨酸酯4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在IO(TC烘箱中固化1/丄時，以使涂料固化。實施例2二氧化雙環(huán)戊二烯10g六氫鄰苯二甲酸酐18gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙二醇4000:8gTX-6非離子表面活性劑4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在IO(TC烘箱中固化1/丄時，以使涂料固化。實施例3六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯15g六氫鄰苯二甲酸酐15gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙二醇4000:8g聚山梨酸酯4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在IO(TC烘箱中固化1/丄時，以使涂料固化。實施例4六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯30g三乙烯四胺4g聚乙二醇4000:8g十二烷基甜菜堿4g納米氧化鋅lg流平劑0.乙二醇單乙醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在室溫下固化1天，以使涂料固化。實施例5六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯30g雙氰胺2gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙二醇4000:8g十二烷基甜菜堿4g納米氧化鋅lg流平劑0.乙二醇單乙醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在10(TC下固化2小時，以使涂料固化。6實施例6聚乙二醇縮水甘油醚(400):30g三氟化硼苯胺絡合物0.聚乙二醇6000單油酸酯8g十二烷基氨基丙酸鈉4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單丁醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在12(TC烘箱中固化1/J時，以使涂料固化。實施例7丙二醇二縮水甘油醚30g二苯基碘鎗六氟砷酸鹽0.PEG/PPG嵌段共聚物(50-HB-400):8g脂肪酸山梨坦4g納米氧化鎵lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在365nm汞燈下照射園化1小時，以使涂料固化。實施例8聚乙二醇縮水甘油醚(400):20g六氫鄰苯二甲酸酐10gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙烯基吡咯烷酮8g脂肪酸山梨坦4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在IO(TC烘箱中固化1/J時，以使涂料固化。實施例9聚乙二醇縮水甘油醚(400):30g2-乙基-4甲基咪唑0.聚乙烯基吡咯烷酮8g十二烷基氨基丙酸鈉4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單丁醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在14(TC烘箱中固化2小時，以使涂料固化。實施例10聚乙二醇縮水甘油醚(400):10g六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯5g六氫鄰苯二甲酸酐10gN，N-二甲基芐胺0.lg聚乙二醇4000:8g脂肪酸山梨坦4g納米二氧化鈦lg流平劑0.乙二醇單甲醚50g。將上述涂料組合物攪拌均后，噴涂到聚碳酸酯板的表面，在IO(TC烘箱中固化1/J時，以使涂料固化。表l實施例涂料的性能性能/編號12345透明性好好好好好附著力l級l級l級l級l級耐水性180h>240h>240h>240h>240h防霧效果56秒32秒40秒48秒44秒菱l實施例涂料的性能性能/編號678910透明性好好好好好附著力l級l級l級l級l級8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>經(jīng)測試表明，上述所得涂膜均具備防霧性能，不同配方組成的涂膜附著力和耐霧性能略有差別，能滿足不同工作環(huán)境下對材料防霧需求。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為同等變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明專利技術方案的保護范圍。權利要求一種自清潔環(huán)氧樹脂防霧涂料，其特征在于由環(huán)氧樹脂、親水性高分子材料、固化劑、固化促進劑、反應性表面活性劑、功能性納米材料組成，各組分的用量為環(huán)氧樹脂10-60wt％，親水性高分子1-40wt％，固化劑1-40wt％，反應性表面活性劑1-10wt％，功能性納米粒子0.1-10wt％，溶劑30-80％wt，總量滿足100％。2.如權利要求1所述的防霧涂料，其特征在于，所述的環(huán)氧樹脂由脂肪族縮水甘油醚、脂肪族縮水甘油酯、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的一種或多種組成。3.如權利要求l所述的防霧涂料，其特征在于，所述的固化劑由酸酐、胺、陰離型、潛伏型、光引發(fā)型固化劑中的一種或多種組成。4.如權利要求3所述的防霧涂料，其特征在于，所述的酸酐為脂環(huán)族、脂肪族酸酐類；所述的胺類固化劑為脂肪胺、聚酰胺、脂環(huán)族或改型多元胺；所述的陰離子型固化劑為叔胺類固化劑或咪唑類固化劑；所述的潛伏型固化劑為三氟化硼-胺絡合物或雙氰胺；所述的光引發(fā)型固化劑為芳香重氮鹽、二芳基碘鎗化合物或三芳基锍鎗化合物。5.如權利要求l所述的防霧涂料，其特征在于，所述親水性高分子由選自聚乙二醇及其衍生物、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇硬脂酸酯、聚酯多元醇、聚乙烯基吡咯烷酮的一種或多種構成。6.如權利要求l所述的防霧涂料，其特征在于，所述的反應性表面活性劑由選自含含羥基、氨基、碳碳雙鍵或羧基的表面活性劑的一種或多種構成。7.如權利要求l所述的防霧涂料，其特征在于，所述的功能性納米粒子由選自納米銳鈦礦二氧化鈦、氧化鋅、氧化銦、硫化鋅、氫氧化銦、氧化鎵的納米粒子一種或多種組成。8.如權利要求2所述的防霧涂料，其特征在于，所述的脂肪族縮水甘油醚為聚乙二醇縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚或三羥甲基丙烷三縮水甘油醚；所述的脂肪族縮水甘油酯為六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯或l，2環(huán)氧環(huán)己烷4，5-二甲酸縮水甘油酯；所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為二氧化乙烯基環(huán)己烯或二甲基帶二氧化乙烯基環(huán)己烯。全文摘要本發(fā)明屬于化工材料
技術領域：
，具體為一種自清潔環(huán)氧樹脂防霧涂料。該涂料透明度高，由環(huán)氧樹脂、固化劑、親水性高分子、表面活性劑，功能性納米粒子等按適當比例組成。該涂料可用于玻璃、塑料等基質的表面，具有優(yōu)秀的防霧及自清潔效果，且耐候性良好，使用壽命長。文檔編號C09D171/08GK101781506SQ20101010560公開日2010年7月21日申請日期2010年2月4日優(yōu)先權日2010年2月4日發(fā)明者余英豐,蘇輝煌,詹國柱,鐘新輝申請人:復旦大學