CN107099215A - 用于防雾涂层的组合物及包含防雾涂层的涂覆膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于防雾涂层的组合物及包含防雾涂层的涂覆膜。用于防雾涂层的组合物包含由以下式1表示的异山梨醇环氧树脂、硬化剂、硬化促进剂和硅烷偶联剂，其中，n是0.2至7。[式1]

Description

用于防雾涂层的组合物及包含防雾涂层的涂覆膜

技术领域

本公开内容涉及具有优异的吸水性的用于防雾涂层(防雾涂料，防结露涂料，antifogging coating)的组合物以及使用该防雾涂层的用于防雾的涂覆膜(coatingfilm)。

背景技术

雾化(起雾)是当物体的表面温度在露点周围时由于水滴在物体的表面上凝结而发生的现象。在此，当凝结的水滴和物体的表面之间的角度较大时，形成球状的水滴。光在以这种方式形成的水滴处散射，因此物体的表面看起来是模糊的(clouded)。

由于这种雾化，使太阳能电池、显示器、玻璃和交通工具玻璃的透明度降低，因此当雾化发生时，光学设备不能表现出正常的特性。具体地，在交通工具的情形中，由于内部温度和外部温度之间的差异，通常在前玻璃(挡风玻璃)的表面上产生雾化，其干扰了驾驶员的视野，并且因此，可能降低驾驶员的安全性。

作为防止雾化的技术，已经使用了通过在表面上形成微小结构来制造超亲水表面的技术。由于超亲水表面具有与水的10°或更小的接触角，因此在超亲水表面上不能形成水滴并且水滴迅速地扩散，从而使得光不被散射。然而，这种表面具有缺点，即该结构是过于微小的，因此，当来自外部的压力和磨损施加于其上时难以保持其形状。因此，该结构不能应用于要求高耐久性的产品，如交通工具和建筑物的外部玻璃。

最近，正在积极地研究通过在产品的表面上使用表现出吸水性的环氧树脂形成涂覆膜的防止雾化的技术。

韩国专利第10-1322577号公开了具有交联树脂层的防雾制品，该交联树脂层包含聚环氧化物类物质和硬化剂。然而，该公开内容具有局限性，其中，饱和吸水量不高，从而不能持续保持防雾性能。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅仅用于加强对本公开内容的背景技术的理解，因此其可以包含不形成在该国对本领域普通技术人员而言已经已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开内容致力于解决与现有技术相关的上述问题。

本公开内容的一个目的是提供用于防雾的组合物、以及包含该组合物的涂覆膜，由于该组合物的高吸水性和饱和吸水量，因此可以连续防止雾化。

本公开内容的另一个目的是提供用于防雾涂层的组合物、以及包含该组合物的涂覆膜，由于该组合物的高耐久性和优异的耐化学性及耐光性，因此合适于交通工具(机动车、火车、船舶、飞机等)的窗户或建筑物的外部玻璃。

本公开内容的另一个目的是提供用于防雾涂层的组合物、以及包含该组合物的涂覆膜，该组合物具有较高的与玻璃等的粘附性，因此不包括施加单独的粘合层(或者粘附性增加层(增粘层，adhesion increasing layer))。

本公开内容的又一个目的是提供用于防雾涂层的组合物、以及包含该组合物的涂覆膜，该组合物具有高的光透射率，因此不影响基底如玻璃的光学特性。

本公开内容的目的不局限于上述目的。通过以下说明将阐明这些目的，并且通过在所附权利要求书及其组合中所公开的手段实现这些目的。

根据本公开内容，可以通过提供用于防雾涂层的组合物来实现以上和其他目的，该组合物包含由以下式1表示的异山梨醇环氧树脂(isosorbide epoxy)、硬化剂、硬化促进剂(促硬剂，早强剂，hardening accelerator)和硅烷偶联剂(silane coupling agent)，

[式1]

其中n是0.2至7。

硬化剂可以是包含活性氢的聚胺类化合物。

硬化剂可以是选自乙二胺、三亚甲基四胺、四亚乙基五胺聚胺(tetraethylenepentamine polyamine)、异佛尔酮二胺、聚亚丙基二胺、三乙二醇二胺和聚氧亚丙基三胺(polyoxypropylenetriamine)中的一种或多种。

在硬化剂中的活性氢的当量(当量重量，equivalent weight)与异山梨醇环氧树脂中的环氧基团的当量的比值可以是0.7至0.95。

硬化促进剂可以是来自咪唑类化合物和叔胺类化合物中的一种或多种。

咪唑类化合物可以是选自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种，并且叔胺类化合物是选自三丁胺、三甲胺和苄基二甲胺中的一种或多种。

硅烷偶联剂可以是环氧硅烷类化合物。

环氧硅烷类化合物可以是选自2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-缩水甘油基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

基于100重量份的异山梨醇环氧树脂，组合物可以包含30至50重量份的硬化剂、0.1至3.0重量份的硬化促进剂和10至30重量份的硅烷偶联剂。

根据本公开内容的另一个方面，通过提供由该组合物形成的用于防雾的涂覆膜可以实现以上和其他目的。

用于防雾的涂覆膜的厚度可以是1至100μm。

在下文中讨论了本公开内容的其它方面和优选的实施方式。

附图说明

现在将参照其一些示例性实施方式详细地描述本公开内容的以上和其他特征，这些实例性实施方式示出了仅仅通过举例说明的方式在下文给出的附图，并且因此并不限制本公开内容，并且其中：

图1示出了根据实验性实施例1的根据比较例制备的涂覆膜的实验结果；

图2示出了根据实验性实施例1的根据实施例制备的涂覆膜的实验结果；

图3示出了本公开内容的实施例的耐化学性测试结果；并且

图4示出了本公开内容的实施例的耐光性测试结果。

应当理解，附图不必按比例绘制，并可以呈现说明本公开内容基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。如本文所公开的本公开内容的具体设计特征，包括例如具体尺寸、定向、位置和形状，将部分通过特定的预期应用和使用环境来确定。

具体实施方式

在下文中，现在将详细地参考本公开内容的各个实施方式，本公开内容的实例在附图中示出并且在下文中描述。尽管将结合示例性实施方式描述本公开内容，然而应理解的是，本说明书并不旨在将本公开内容限于那些示例性实施方式。相反，本公开内容旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且涵盖可以包括在如由所附权利要求书限定的本公开内容的精神和范围内的各种替换、修改、等价物和其他实施方式。

在本公开内容的描述中，当其被认为是它们可能不必要地使本公开内容的实质模糊时，可以省去已知的构造和功能的描述。

此外，当一些部分“包含”一些组分时，这表示该部分可以进一步地包含其他组分，代替不包含其他组分，除非存在不同的公开内容。

根据本公开内容的用于防雾涂层的组合物(在下文中称作“用于涂层的组合物”)可以包含异山梨醇环氧树脂、硬化剂、硬化促进剂和硅烷偶联剂。

用于涂层的组合物可以包含由以下式1表示的异山梨醇环氧树脂作为吸水性树脂：

[式1]

其中n可以是0.2至7。

与双酚A类吸水性树脂相比，异山梨醇环氧树脂可以具有高氢键密度。因此，包含异山梨醇环氧树脂的用于涂层的组合物可以具有增加的饱和吸水量。

此外，由于异山梨醇环氧树脂可以包含环状结构，因此由异山梨醇环氧树脂形成的用于防雾的涂覆膜可以具有增加的耐久性。

在式1中，n可以是0.2至7。异山梨醇环氧树脂的氢键密度和环状结构含量可以取决于n的值。当n小于0.2时，用于涂层的组合物的饱和吸水量可能不会充分地增加。此外，当n大于7时，异山梨醇环氧树脂的分子量可能过大，并且其链长度可能过长，由此异山梨醇环氧树脂可能不会均匀地分布在用于涂层的组合物中。此外，由于可能降低用于涂层的组合物的流动性，因此在形成涂覆膜中可能存在问题。

用于涂层的组合物可以具有以下技术特性，通过异山梨醇环氧树脂与硬化剂和硬化促进剂增加其与基底如玻璃的粘附性。也就是说，甚至当将用于涂层的组合物涂覆在基底上然后在不施加单独的粘合层(粘合剂)的情况下进行硬化时，涂覆膜可以具有较高的与基底的粘附性。因此，该膜可以具有简单的结构，并且可以通过简单的方法制备。

此外，用于涂层的组合物可以另外包含硅烷偶联剂，从而可以进一步表现出增加的与基底的粘附性。

硬化剂可以是包含活性氢的聚胺类化合物。硬化剂优选是脂肪族聚胺、芳基脂肪族聚胺、脂环族聚胺、芳香族聚胺或聚醚胺化合物。具体地，硬化剂可以是选自乙二胺、三亚甲基四胺、四亚乙基五胺聚胺、异佛尔酮二胺、聚亚丙基二胺、三乙二醇二胺和聚氧亚丙基三胺化合物中的一种或多种。

优选以下述量使用硬化剂，其中硬化剂中的活性氢的当量与异山梨醇环氧树脂中的环氧基团的当量的比值是0.7至0.95。因此，基于100重量份的异山梨醇环氧树脂，用于涂层的组合物优选包含30至50重量份的硬化剂。

可以根据以下方程式1计算异山梨醇环氧树脂中的环氧基团的当量。

[方程式1]

可以根据以下方程式2计算硬化剂中的活性氢的当量。

[方程式2]

在本说明书中，表述“活性氢”可以是指在硬化剂中的胺基团处的氢之中参与硬化的氢。

当在硬化剂中的活性氢的当量与异山梨醇环氧树脂中的环氧基团的当量的比值是0.7至0.95时，可以适当地将包含硬化剂和异山梨醇环氧树脂的用于涂层的组合物硬化，因此可以使组合物在与基底具有高粘附性的情况下进行涂覆。

硬化促进剂可以是咪唑类化合物或叔胺类化合物。此外，硬化促进剂可以是咪唑类化合物或叔胺类化合物的组合。

咪唑类化合物可以是选自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种。

此外，叔胺类化合物可以是选自三丁胺、三甲胺和苄基二甲胺中的一种或多种。

基于100重量份的异山梨醇环氧树脂，用于涂层的组合物可以包含0.1至3.0重量份的硬化促进剂。当硬化促进剂的含量在该范围之外时，可能不会正常地促进硬化。

硅烷偶联剂可以是对异山梨醇环氧树脂友好的环氧硅烷类化合物。具体地，硅烷偶联剂可以是选自2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-缩水甘油基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

基于100重量份的异山梨醇环氧树脂，用于涂层的组合物可以包含10至30重量份的硅烷偶联剂。为了获得由于添加硅烷偶联剂引起的效果，可以优选以10重量份或更多的量使用硅烷偶联剂。此外，为了防止由于添加硅烷偶联剂引起的异山梨醇环氧树脂的如吸收性特性的降低，可以以30重量份或更少的量使用硅烷偶联剂。

可以通过将用于涂层的组合物涂覆在基底如玻璃上，然后硬化该涂覆的组合物来形成根据本公开内容的用于防雾的涂覆膜。

尽管涂覆用于涂层的组合物的方法并不受限于具体的方法，但是作为湿式涂覆法，该方法可以是喷涂法、旋涂法、流涂法(flow coating method)、浸涂法、辊涂法或丝网印刷法。

此外，硬化用于涂层的组合物的方法并不受限于具体的方法，并且可以根据硬化剂的含量和当量进行适当控制。可以通过在恒定的温度下加温恒定的时间来硬化用于涂层的组合物。

可以将用于防雾的涂覆膜形成为1至100μm的厚度。涂覆膜的厚度可以是1μm或更大，从而充分地增加饱和吸水量和耐久性。此外，涂覆膜的厚度可以是100μm或更小，因此认为和/或能够具有与基底如玻璃的粘附性以及光透射率。

在下文中，将参照以下实施例更详细地描述本公开内容。本公开内容的范围并不受限于以下实施例并且同样覆盖具有与其等效的技术精神的修改。

实施例

(1)第一组合物的制备

将100g的异山梨醇环氧树脂和作为硅烷偶联剂的23.77g的3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷进料至具有搅拌器和温度计的玻璃容器中。

在此，异山梨醇环氧树脂具有170g/eq的当量(其中n是1.4)。

将作为有机溶剂的100g丙二醇单甲醚进料至玻璃容器中。

在室温(约25℃)下进行搅拌1小时。从而，制备了第一组合物。

(2)第二组合物的制备

将作为硬化剂的39.8g的聚氧亚丙基三胺，作为硬化促进剂的0.5g的2-甲基咪唑以及2.0g的苄基二甲胺进料至配备有搅拌器和温度计的玻璃容器中。

将作为有机溶剂的100g的乙醇进料至玻璃容器中。

在室温(约25℃)下进行搅拌1小时。从而，制备了第二组合物。

(3)用于涂层的组合物的制备

在室温下将第一组合物和第二组合物搅拌1小时以获得用于涂层的组合物。

(4)用于防雾的涂覆膜的制备

用二氧化铈抛光钠钙玻璃基底(70mm×150mm×2mm)的表面，接着进行洗涤。

将用于涂层的组合物喷涂在钠钙玻璃基底的表面上。

通过在110℃下加温一个半小时硬化用于涂层的组合物。最后，产生了具有60μm厚度的用于防雾的涂覆膜。

实验性实施例1-吸水性评估

在具有80℃蒸汽的热和湿润的空间中测试水滴是否在根据实施例的用于防雾的涂覆膜上凝结。

将其上不形成有用于防雾的涂覆膜的钠钙玻璃基底用作比较例。

在图1和图2中示出了结果。

图1示出了比较例的结果，并且图2示出了实施例的结果。

参照这些附图，在比较例的情况下，在热和湿润的空间中在10秒内出现起雾(haze)。这是指微小的水滴凝结并且因此使光散射。

在另一个方面，在实施例的情况下，不产生起雾并且玻璃的光学特性不受影响，在五分钟之后也是这样的情况。这是指在表面上不形成水滴且吸收水滴。确认了实施例的饱和吸水量是约950mg/cm³。

实验性实施例2-耐化学性和耐光性评估

使根据实施例的用于防雾的涂覆膜经受耐化学性测试(对酸性/碱性溶液的耐性测试)。随后，在如实验性实施例1中相同的条件下评估涂覆膜是否防止雾化。在图3中示出了结果。

此外，使根据实施例的用于防雾的涂覆膜经受耐光性测试(对阳光耐性的测试)。随后，在如实验性实施例1中相同的条件下评估涂覆膜是否防止雾化。在图4中示出了结果。

参照图3和图4，可以看出，在耐化学性和耐光性测试之后，涂覆膜没有雾化。

实验性实施例3-耐磨性评估

使根据实施例的用于防雾的涂覆膜经受耐磨性测试。

在利用4.9N负载的往复磨耗测试之后，实施例的涂覆膜具有小于1％的雾度值。此外，进行泰伯磨耗试验150次，其中使在涂覆膜的表面上旋转的500g的负载旋转。在该测试之后，实施例的涂覆膜具有小于5％的雾度值。

根据本公开内容的涂覆膜可以包括上述构造，从而可以具有以下效果。

根据本公开内容的用于防雾涂层的组合物以及包含该组合物的涂覆膜可以具有高吸水性和饱和吸水量，因此有效防止雾化较长时间。

此外，根据本公开内容的用于防雾涂层的组合物以及包含该组合物的涂覆膜可以具有高耐久性、以及令人满意的耐化学性和耐光性，因此是物理化学上稳定的。因此，在苛刻条件下，该涂覆膜适合于如玻璃的基底。

此外，由于根据本公开内容的用于防雾涂层的组合物以及包含该组合物的涂覆膜可以具有令人满意的与基底如玻璃的粘附性，因此可以不需要单独的粘合层。因此，涂覆膜的结构可以是简单的并且其制造方法可以是简单的。因此，可以降低涂覆膜的生产成本。

进一步地，根据本公开内容的用于防雾涂层的组合物以及包含该组合物的涂覆膜可以具有高透射率，因此没有劣化基底如玻璃的光学特性。因此，可以不妨碍使用者的视野。

本公开内容的效果并不局限于上述效果。应当理解的是，本公开内容的效果包括可以从以下描述中推断的所有效果。

已参照其优选实施方式详细地描述了本公开内容。然而，本领域技术人员应理解，在不背离本公开内容的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行改变，本公开内容的范围在所附权利要求书中进行限定。

Claims (11)

1.一种用于防雾涂层的组合物，包含：

由以下式1表示的异山梨醇环氧树脂；

硬化剂；

硬化促进剂；以及

硅烷偶联剂，

[式1]

其中n是0.2至7。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述硬化剂是包含活性氢的聚胺类化合物。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述硬化剂是选自乙二胺、三亚甲基四胺、四亚乙基五胺聚胺、异佛尔酮二胺、聚亚丙基二胺、三乙二醇二胺和聚氧亚丙基三胺中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的组合物，其中，在所述硬化剂中的所述活性氢的当量与所述异山梨醇环氧树脂中的环氧基团的当量的比值是0.7至0.95。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述硬化促进剂是咪唑类化合物和叔胺类化合物中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的组合物，其中，所述咪唑类化合物是选自咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种，并且所述叔胺类化合物是选自三丁胺、三甲胺和苄基二甲胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述硅烷偶联剂是环氧硅烷类化合物。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述环氧硅烷类化合物是选自2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-缩水甘油基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的组合物，基于100重量份的所述异山梨醇环氧树脂，包含30至50重量份的所述硬化剂、0.1至3.0重量份的所述硬化促进剂和10至30重量份的所述硅烷偶联剂。

10.一种由根据权利要求1所述的组合物形成的用于防雾的涂覆膜。

11.根据权利要求10所述的涂覆膜，其中，所述涂覆膜具有1至100μm的厚度。