超耐污紫外光固化涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紫外光涂料領(lǐng)域，特別地，涉及一種超耐污紫外光固化涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 荷葉表面具有粗糙的微觀形貌以及疏水的表皮蠟，這種特殊的結(jié)構(gòu)有助于鎖住空 氣，進(jìn)而防止水將荷葉表面潤(rùn)濕。水滴在荷葉上形成一個(gè)球形，而不是鋪展開來(lái)，像這樣的 表面，就是"超疏水表面"。這種超疏水表面可以有效地防止被污水污染，并且表面的灰塵， 雜質(zhì)也會(huì)被雨水帶走，因此可起到自清潔作用的"荷葉效應(yīng)"。近年來(lái)，仿荷葉的人造超疏水 表面不斷涌現(xiàn)。然而，現(xiàn)有的很多超疏水表面，容易被油污染而失去超疏水性。另一方面， 現(xiàn)有超疏水表面多依托于微米-納米量級(jí)的微觀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生，而這種結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中受 到摩擦后，超疏水表面的結(jié)構(gòu)受到摩擦易導(dǎo)致其超疏水性能嚴(yán)重下降。
[0003] 例如CN20141082473. 4中公開了一種具有耐污效果的乳膠漆，該乳膠漆主要克服 了粉化自潔系統(tǒng)型乳膠漆在使用過(guò)程中存在的各類問題。提供了一種乳膠漆組分。乳膠漆 與紫外光固化漆并不是一類涂料，二者無(wú)法通用，因而該組方并不能適用于紫外光固化涂 料的需要，無(wú)法保證該配方用于紫外光固化涂料中后，能產(chǎn)生相同的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種超耐污紫外光固化涂料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中涂料表面所 產(chǎn)生的耐油污結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中容易受到磨損，導(dǎo)致耐污效果失效的技術(shù)問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種超耐污紫外光固化涂料，包 括15~40重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、5~15重量份含氟丙烯酸酯單體、 0. 5~5重量份的全氟辛基三乙氧基硅烷、5~15重量份的納米二氧化鈦、30~60重量份 的稀釋劑、1~6重量份的光引發(fā)劑。
[0006] 進(jìn)一步地，納米二氧化鈦由A二氧化鈦和B二氧化鈦組成；A二氧化鈦的粒徑為 21nm，由銳鈦型二氧化鈦與金紅石型二氧化鈦按質(zhì)量比約為80 :20混合而成；B二氧化鈦為 粒徑為IOOnm的銳鈦型二氧化鈦。
[0007] 進(jìn)一步地，納米二氧化鈦由3~6重量份A二氧化鈦和3~9重量份B二氧化鈦 組成。
[0008] 進(jìn)一步地，包括25~35重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、12~15重量 份含氟丙烯酸酯單體、〇. 5~5重量份的全氟辛基三乙氧基硅烷、9~12重量份的納米二氧 化鈦、30~50重量份的稀釋劑、2~6重量份的光引發(fā)劑。
[0009] 進(jìn)一步地，由15~40重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、5~15重量份 含氟丙烯酸酯單體、〇. 5~5重量份的全氟辛基三乙氧基硅烷、5~15重量份的納米二氧化 鈦、30~60重量份的稀釋劑、1~6重量份的光引發(fā)劑組成。
[0010] 進(jìn)一步地，由25~35重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、12~15重量份 含氟丙烯酸酯單體、〇. 5~5重量份的全氟辛基三乙氧基硅烷、9~12重量份的納米二氧化 鈦、30~50重量份的稀釋劑、2~6重量份的光引發(fā)劑組成。
[0011] 進(jìn)一步地，由30重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、12重量份的含氟丙烯 酸酯單體、1重量份的全氟辛基三乙氧基硅烷、12重量份的納米二氧化鈦、41重量份的稀釋 劑、3重量份的光引發(fā)劑組成。
[0012] 進(jìn)一步地，稀釋劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基異丁基酮中的一種或多種。
[0013] 進(jìn)一步地，含氟丙烯酸酯單體為單官能度的含氟丙烯酸酯單體。
[0014] 進(jìn)一步地，引發(fā)劑為α-羥基環(huán)己基苯甲酮。
[0015] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 本發(fā)明提供的紫外光固化耐污涂料中所用有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂、含氟 丙烯酸酯單體和納米二氧化鈦的用量，可使三者協(xié)同發(fā)揮最優(yōu)的超疏水效應(yīng)。按此比例混 合后所得涂層中的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂和含氟丙烯酸酯單體能有效形成三維 網(wǎng)絡(luò)，將容易在膜層內(nèi)發(fā)生迀移的二氧化鈦粉料牢牢鎖住，提高所得涂層的各項(xiàng)性能。同時(shí) 按此比例混合的二氧化鈦粉末也能與該三維網(wǎng)絡(luò)形成類似荷葉表面結(jié)構(gòu)的超耐油污結(jié)構(gòu)。 所形成涂層被油污染，甚至浸潤(rùn)到油里，仍然可以自清潔的，且具有與普通紫外光固化涂料 相同的耐磨特性。使得涂層的耐油污效果可長(zhǎng)時(shí)間保持。
[0017] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋 的多種不同方式實(shí)施。
[0019] 若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0020] 本文中涉及到的百分號(hào)" ％"，若未特別說(shuō)明，是指質(zhì)量百分比；但溶液的百分比， 除另有規(guī)定外，是指溶液100mL中含有溶質(zhì)若干克；液體之間的百分比，是指在20°C時(shí)容量 的比例。
[0021] 本發(fā)明提供一種超耐污紫外光固化涂料包括15~40重量份的有機(jī)硅改性聚氨酯 丙烯酸酯樹脂、5~15重量份含氟丙烯酸酯單體、0. 5~5重量份的全氟辛基三乙氧基硅 烷、5~15重量份的納米二氧化鈦、30~60重量份的稀釋劑、1~6重量份的光引發(fā)劑。
[0022] 本發(fā)明所采用的樹脂和單體具有紫外光反應(yīng)活性，其中的有機(jī)硅改性聚氨酯丙烯 酸酯樹脂和含氟丙烯酸酯單體發(fā)生自由基加成反應(yīng)而形成網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，全氟辛基三乙氧 基硅烷和納米二氧化鈦可緊密鑲嵌在涂層中，形成IPN的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，有利于涂層保 持抗劃傷、耐磨等性能的持久穩(wěn)定性。所形成的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)耐磨性較好。同時(shí)所加入的納 米二氧化鈦分布于三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，從而使涂層表面形成了微米-納米量級(jí)的疏水表面。 從而使得所得涂層在具有超疏水結(jié)構(gòu)的同時(shí)，具有較好的耐磨性。如果各組分的加入量發(fā) 生改變，不但不能得到微米-納米量級(jí)的超疏水表面，納米二氧化鈦在三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中也 較易發(fā)生迀移和團(tuán)聚，在涂層表面析出粉料，影響涂層質(zhì)量。而按上述比例混合后，所得涂 層中的納米二氧化鈦粉末可以較好的分散于所形成的網(wǎng)絡(luò)中。提高所得涂層的質(zhì)量。
[0023] 本發(fā)明涂料中所用樹脂和單體具有超低的表面張力，涂料對(duì)基材的潤(rùn)濕性可顯著 增加，且可在更短時(shí)間內(nèi)潤(rùn)濕基材；在浸潤(rùn)性增加時(shí)，涂料與基材分子間的距離進(jìn)一步拉 近，它們的作用力也隨之增強(qiáng)，因此可顯著提高涂膜對(duì)基材的附著力。同時(shí)這些材料形成的 涂層表面張力可由前述三維交聯(lián)網(wǎng)格和疏水凸起機(jī)構(gòu)進(jìn)行彌補(bǔ)。從而使得所得涂層的附著 力和疏水性協(xié)同達(dá)到最優(yōu)。
[0024] 顯然本發(fā)明提供的超耐污紫外光固化涂料還可以根據(jù)需要在其中加入其他物質(zhì)， 比如顏料、各類助劑等。所得涂層依然具有上述效果。
[0025] 優(yōu)選的，納米二氧化鈦由A二氧化鈦和B二氧化鈦組成；A二氧化鈦的粒徑為 21nm，由銳鈦型二氧化鈦與金紅石型二氧化鈦按質(zhì)量比為80 :20混合而成；B二氧化鈦為粒 徑為IOOnm的銳鈦型二氧化鈦。其中A二氧化鈦為21納米粒徑的銳鈦型與金紅石型質(zhì)量 之比約為80/20的二氧化鈦，產(chǎn)品型號(hào)AEROXIDE ??02Ρ25,購(gòu)自德國(guó)德固賽公司。購(gòu)買所得 產(chǎn)品中未注明準(zhǔn)確比例。按此粒徑混合2種不同粒徑的納米二氧化鈦，使得在涂層表面的 三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中均布形成多個(gè)U型結(jié)構(gòu)的疏水凸起，U型底部均布多個(gè)微小凸起，從而使涂 層獲得更好的疏水性能。金紅石型二氧化鈦和銳鈦型二氧化鈦按此比例混合后使用，能有 效提高所得涂層的耐磨性能和疏水能力。同時(shí)金紅石型二氧化鈦還可在三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)表面 形成多個(gè)疏水凸起，從而提高所得涂層的疏水能力。
[0026] 更優(yōu)選，納米二氧化鈦由3~6重量份A二氧化鈦和3~9重量份B二氧化鈦組 成。按此比例混合后的納米二氧化鈦，能有效