防霧涂料、防霧基材及防霧基材的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種防霧涂料、防霧基材及防霧基材的制造方法，防霧涂料其主要成分如下：以防霧涂料的總重量為基礎(chǔ)時，包括：15%至25%的水基亞克力聚氨酯寡聚物；15%至25%的水基亞克力單體；2%至5%的水基防霧劑；0.2至0.5%的水基潤濕劑；0.5至2.5%的水基消泡劑；0.1至0.5%的水基流平劑；0.2至2%的水基搖變劑；1至3%的硅烷偶合劑；5%至10%的水基密著促進劑；15%至25%的納米溶膠；1%至2%的水基光起始劑；及平衡含量的水。此外，本發(fā)明亦提出一種使用上述防霧涂料的防霧基材及其制造方法。
【專利說明】防霧涂料、防霧基材及防霧基材的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防霧涂料、防霧基材及防霧基材的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]生活中塑膠薄膜或玻璃基材因內(nèi)外溫度變化，造成空氣中水汽凝結(jié)在基材表面，以不透明的"霧"的方式形成，茲將水汽凝結(jié)于基材(塑膠薄膜或玻璃板)上時的所涉及的物理現(xiàn)象作一說明如下:
[0003]1.當(dāng)透明基材(玻璃或塑膠)內(nèi)部溫度低于露點溫度(dew-point temperature),空氣中水汽會于基材表面凝結(jié)析出，稱之〃結(jié)霧〃(霧的產(chǎn)生)現(xiàn)象。
[0004]2.當(dāng)接近透明基材表面的空氣冷至一溫度，空氣中過多的水汽凝結(jié)在基材表面，這種現(xiàn)象在封閉式有人存在的空間(屋內(nèi)或車內(nèi))受到空氣中的溫度、相對濕度及露點溫度變化影響較為明顯。
[0005]3.冷凝水的表面張力及透明基材表面的潤濕張力差異大小，將是影響〃霧〃的產(chǎn)生關(guān)鍵。
[0006]4.霧化產(chǎn)生與否，取決于基材表面的潤濕性質(zhì)及氣(空氣)、液(水汽)、固(基材)三相之間的表面張力，當(dāng)基材表面張力大時，凝結(jié)小水汽與基材表面產(chǎn)生極強的親水基，易于潤濕鋪平，不易結(jié)霧；當(dāng)基材表面張力夠小時，凝結(jié)小水汽與基材表面產(chǎn)生極強的疏水基，小水珠很容易滾落，也不易結(jié)霧。
[0007]當(dāng)一液體置于一固體表面時，可以視為是一個氣(V)-液(L)-固(S)三相共存的系統(tǒng)。其中氣相可以是液體的飽和蒸氣、有時候也可以是空氣。此一系統(tǒng)具有三個界面張力Ygl、YS1> Ysg，分別對應(yīng)于氣-液、液-固與氣-固界面，如圖(2-7)所示。當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，這三個張力間的關(guān)系滿足Young’ s equat1n,其中，Y sg= Y sl+Y gl cos θ，Θ即為接觸角(contact angle)。依據(jù)接觸角的不同,我們可以將液體在氣-固界面上所表現(xiàn)的行為分為四大類:
[0008]Θ =0時，張力間的關(guān)系為Y sg= Y sl+ Y gl。顯示在氣-固兩相之間存在一層液體的濕透薄膜可以達到系統(tǒng)最低總能量。在這種情況下，我們稱該液體在固體表面上呈現(xiàn)完全濕透行為。
[0009]0< Θ < /2時，張力間的關(guān)系為Ysg< ^+~且Y sg> Yslo因此液體傾向于增加與固體的接觸面積，進而減少空氣與固體的接觸接觸面積，以降低系統(tǒng)總能量。該液體在固體表面上聚成一個液滴形狀，我們稱之為部分濕透狀態(tài)。
[0010]/2〈 Θ < JI時，該液體在固體表面上仍呈現(xiàn)部分濕透行為。但此時，張力間的關(guān)系變成Ysl> Ysg，因此液體增傾向于減少與固體的接觸表面積，以降低系統(tǒng)總能量。
[0011]Θ = JI時，該液體在固體表面上呈現(xiàn)非濕透行為。張力間的關(guān)系式滿足Ysl= Ysg+Ygl，顯示在固液之間會有一層氣體薄膜阻隔。一般而言，當(dāng)接觸角接近兩個極端值0°與180°的時候，測量的難度也隨之增加。當(dāng)接觸角接近0°時，往往很難決定液-氣-固三相接觸線的位置。而當(dāng)接觸角接近180°時，根據(jù)非濕透行為的定義，在固液之間會有氣體薄膜。然而，如何觀察此氣體薄膜的存在是相當(dāng)困難的。
[0012]日常生活中有諸多情況會面臨結(jié)霧的現(xiàn)象，例如:天氣濕冷時，車窗或者是大樓的玻璃帷幕容易結(jié)霧而影響駕駛?cè)嘶蚴覂?nèi)人員的視線；氣溫較冷時，機車騎士的安全帽鏡片或者是護目鏡容易因為呼吸而結(jié)霧；以及，于浴室中打開熱水一段時間后，鏡子表面會因水蒸氣的凝結(jié)而形成一層薄霧。因此，物品表面的結(jié)霧現(xiàn)象確實會造成使用者的不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種防霧涂料，當(dāng)所述防霧涂料涂布于物品表面且經(jīng)過干燥及光固化后，可提供物品表面長時間地防霧功效。
[0014]所述防霧涂料的主要成分如下:以該防霧涂料的總重量為基礎(chǔ)時，包括:15%至25%之間的水基亞克力聚氨酯寡聚物；15%至25%之間的水基亞克力單體；2%至5%之間的水基防霧劑；0.2至0.5%之間的水基潤濕劑；0.5至2.5%之間的水基消泡劑；0.1至0.5%之間的水基流平劑；0.2至2%之間的水基搖變劑；1至3%之間的硅烷偶合劑；5%至10%之間的水基密著促進劑；15%至25%之間的納米溶膠；1%至2%之間的水基光起始劑；及平衡含量的水。
[0015]本發(fā)明亦提出一種防霧基材的制造方法，包含下列各個步驟。首先提供一基材，所述基材具有一第一表面，然后將前開所述的防霧涂料涂布于所述基材的第一表面。接著將涂布于基材的第一表面的防霧涂料予以干燥處理后，再對其進行光固化后，即可得到所述防霧基材。
[0016]除此之外，本發(fā)明亦提出一種防霧基材，藉由前段所述防霧基材的制造方法所制造而得。
[0017]綜上，本發(fā)明無需藉由任何其他必須耗電的加熱裝置或者是空調(diào)裝置，便可在基材表面達到長時間防霧的功效。此外，本發(fā)明并非市面上常見的短時效的噴劑型防霧劑，本發(fā)明的防霧涂料在固化之后具有一定的硬度及耐磨功能，因而相較于市面上的短效噴劑型防霧劑具有較長的耐候性以及持久性。
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1本發(fā)明第一實施例的防霧基材剖視示意圖；
[0020]圖2本發(fā)明第二實施例的防霧基材剖視示意圖。
[0021]其中，附圖標(biāo)記
[0022]10 防霧基材
[0023]11 基材
[0024]111 第一表面
[0025]112 第二表面
[0026]12 防霧涂料
[0027]13 感壓膠
[0028]14 離型膜
[0029]15 隔熱涂層
[0030]20 防霧基材

【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0032]本發(fā)明所提出的防霧涂料的一具體實施例的成分如下:
[0033]15%至25%之間的水基亞克力聚氨酯寡聚物；
[0034]15%至25%之間的水基亞克力單體；
[0035]2%至5%之間的水基防霧劑；
[0036]0.2至0.5%之間的水基潤濕劑；
[0037]0.5至2.5%之間的水基消泡劑；
[0038]0.1至0.5%之間的水基流平劑；
[0039]0.2至2%之間的水基搖變劑，該水基搖變劑系為聚醚型的聚氨酯樹脂；
[0040]I至3%之間的硅烷偶合劑；
[0041 ] 5%至10%之間的水基密著促進劑；
[0042]15%至25%之間的納米溶膠；
[0043]1%至2%之間的水基光起始劑；及
[0044]平衡含量的水。
[0045]在本實施例中，水基亞克力單體是選自hydroxyethyl acrylate、hydroxyethylmethacrylate、acrylic acid、methylenebisacrylamide、methyl methacrylate 及其組合所構(gòu)成的群組。
[0046]水基防霧劑是選自Sodium3-sulphonatopropyl acrylate、Potassium3-sulphonatopropyl acrylate及其組合所構(gòu)成的群組。上述這些材料內(nèi)具有-OH、-C00H、-NH2、-SO3Na等親水性官能基，即使在防霧涂料干燥固化后，這些官能基仍然會在干燥固化后的防霧涂料表面存在，提供高表面能及降低水滴接觸角(θ=>0° )的長效防霧功能。
[0047]納米溶膠所包含的納米粒子是選自Si02、Al203、Ti02、Zn0及其組合所構(gòu)成的群組。
[0048]水基亞克力聚氨酯寡聚物是選自Soltech公司所生產(chǎn)的商品代號SOLMER SU550、SOLMER SU550A、SOLMER SU560及其組合所構(gòu)成的群組。
[0049]水基潤濕劑是選自Evonik公司所生產(chǎn)的商品代號為TEGO? WET 280或TEGO? WET 245的產(chǎn)品；或者是選自由BYK公司所生產(chǎn)的BYK349、BYK378、BYK-3455等產(chǎn)品。
[0050]水基消泡劑是選自BYK公司所生產(chǎn)的商品代號為BYKOl1、BYKO14, BYKO15,BYK1711、或 BYK1740 等產(chǎn)品。
[0051]水基流平劑是選自BYK公司所生產(chǎn)的商品代號為BYK3410、BYK3440、BYK uv3535、BYK-Dynwet800 等產(chǎn)品。
[0052]硅烷偶合劑是選自Dow Corning所生產(chǎn)的商品代號Z-6020、Z-6030及Z-6040的其中一者。
[0053]水基密著促進劑是選自Evonik所生產(chǎn)的商品代號Tego Variplus D50、TegoAddbondl270、Tego Addbond DS1300及其組合所構(gòu)成的群組。
[0054]水基光起始劑系選自BASF公司所生產(chǎn)的商品代號IRGACURE500、IRGACURE184、IRGACURE1173、IRGACURE BP 及 IRGACURE819DW 的其中一者。
[0055]本發(fā)明亦提出一種防霧基材的制造方法，在一具體實施例中，所述防霧基材的剖視結(jié)構(gòu)是如圖1所示。首先，提供一 PET材質(zhì)制成的基材11，基材11具有一第一表面111與相對于第一表面111的一第二表面112。然后將前開所述的防霧涂料12均勻涂布于基材11的第一表面111，厚度約10至13微米之間。接著，于實質(zhì)上90° C至110° C的溫度下持溫I至2分鐘以干燥涂布于第一表面111的防霧涂料12。干燥完畢后，以強度實質(zhì)上在250至450mJ/cm2的范圍中的紫外光對涂布于第一表面111的防霧涂料12進行光固化，光固化后的防霧涂料的厚度約在4微米至6微米之間。藉由上述工藝，便可得到防霧基材10。
[0056]請再參照圖1，在一實施態(tài)樣中，為了使防霧基材可以更容易地結(jié)合于鏡子、窗戶、車窗或者其他需要防霧的物品的表面，進一步在基材11的第二表面112上設(shè)置透明的感壓膠13并貼覆離型膜14。如此一來，當(dāng)使用者欲對特定物品的表面進行防霧時，只要撕去離型膜14，便可通過感壓膠13與物品的表面相結(jié)合。
[0057]在本實施例中，離型膜涂料剛涂布于第二表面112上時的厚度約為22微米至24微米之間，經(jīng)于實質(zhì)上70° C至80° C的溫度下持溫I至2分鐘之后開始形成離型膜14，此時的厚度約在8微米至10微米之間。
[0058]在本實施例中，干燥完的防霧涂料12的厚度表面具有極高的親水性，因而能提供長時間的防霧功效。干燥完的防霧涂料12的厚度若是過厚或者是過薄，在后續(xù)光固化工藝中會造成表面性質(zhì)改變，進而影響防霧效能。此外，防霧涂料12再經(jīng)過光固化后，表面硬度可以達到H至2H等級(鉛筆式硬度計500g)，其表面耐磨性可以通過鋼絲絨(#0000)摩擦100 次(荷重 500g)。
[0059]在另一實施態(tài)樣中，如圖2所示，為了使防霧基材2具有更為顯著的隔熱功效，基材11的第二表面112是設(shè)置有一透明的隔熱涂層15，例如摻雜有納米陶瓷顆粒的高分子樹脂。
[0060]請再參照圖2，在另一實施態(tài)樣中，為了使防霧基材2具有更為顯著的隔熱功效以及可容易地結(jié)合于需要防霧的物品的表面，可在基材11的第二表面112依序設(shè)置透明的隔熱涂層15、感壓膠13以及離型膜14。
[0061]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種防霧涂料，以該防霧涂料的總重量為基礎(chǔ)時，其特征在于，包括: 15%至25%之間的水基亞克力聚氨酯寡聚物； 15%至25%之間的水基亞克力單體,該水基亞克力單體選自hydroxyethyl acrylate、hydroxyethyI methacrylate> acrylic acid、methylenebisacrylamide、methylmethacrylate及其組合所構(gòu)成的群組； 2%至5%之間的水基防霧劑，該水基防霧劑選自Sodium3_sulphonatopropylacrylate> Potassium3-sulphonatopropyl acrylate 及其組合所構(gòu)成的群組； 0.2至0.5%之間的水基潤濕劑； 0.5至2.5%之間的水基消泡劑； 0.1至0.5%之間的水基流平劑； 0.2至2%之間的水基搖變劑，該水基搖變劑是為聚醚型的聚氨酯樹脂； I至3%之間的硅烷偶合劑； 5%至10%之間的水基密著促進劑； 15%至25%之間的納米溶膠，該納米溶膠所包含的納米粒子選自Si02、A1203、T12, ZnO及其組合所構(gòu)成的群組； 1%至2%之間的水基光起始劑；及 平衡含量的水。
2.一種防霧基材的制造方法，其特征在于，包含: 提供一基材，該基材具有一第一表面； 將權(quán)利要求1所述的該防霧涂料涂布于該基材的該第一表面； 干燥涂布于該第一表面的該防霧涂料；及 固化涂布于該第一表面的該防霧涂料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防霧基材的制造方法，其特征在于，于干燥該防霧涂料的步驟中，是于100° C至110° C的溫度下持溫I至2分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防霧基材的制造方法，其特征在于，是以強度在250至450mJ/cm2的范圍中的紫外光對涂布于該第一表面的該防霧涂料進行光固化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的防霧基材的制造方法，其特征在于，該基材更包含相對于該第一表面的一第二表面，該防霧基材的制造方法更包含: 設(shè)置一隔熱涂層于該第二表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的防霧基材的制造方法，其特征在于，該基材更包含相對于該第一表面的一第二表面，該防霧基材的制造方法更包含: 依序設(shè)置一感壓膠與一離型模于該第二表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防霧基材的制造方法，其特征在于，更包含: 依序設(shè)置一感壓膠與一離型模于該隔熱涂層的裸露表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7任意一項所述的防霧基材的制造方法，其特征在于該基材的材質(zhì)為PET。
9.一種以權(quán)利要求8所述的防霧基材的制造方法所制成的防霧基材。
【文檔編號】C09D4/02GK104130607SQ201310305925
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】劉西湖, 曾建都 申請人:精磁科技股份有限公司