CN108239296A - 车后视镜疏水防雨膜及其制备方法 - Google Patents

车后视镜疏水防雨膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种车后视镜疏水防雨膜及其制备方法，属于防水膜技术领域，该车后视镜疏水防雨膜由按重量份数计的以下原料制备而成：20‑50份丙烯酸树脂、50‑80份有机溶剂、0.01‑1份纳米粒子、0.1‑2份含氟单体、0.01‑1份改性有机硅助剂以及1.2‑3.0份光引发剂。该车后视镜疏水防雨膜具有成本低廉且疏水性能好的优点。本发明还提供了上述车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其具有工艺简单，操作方便适合工业化生产应用的优点。

Description

车后视镜疏水防雨膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水膜技术领域，且特别涉及一种车后视镜疏水防雨膜及其制备方法。
背景技术
雨天开车时的视线问题已经成为危害行车安全的重要隐患，尤其是后视镜上挂雨珠后导致对后向来车观察不清，会对雨天行车造成严重的安全隐患，为了解决这一问题，需要解决水滴粘附在后视镜面上不易脱落的问题，目前主要有两种处理方法，一种是物理除水方法，即通过加热装置或者雨刷装置除去水珠，但是此类方法通常需要采用构造比较复杂的除水装置，难以大规模的应用；另一种方法是化学方法，通过在表面制备一层超疏水表面，此超疏水表面的防水性能与荷叶、水鸟的羽毛表面类似，水在其表面上会形成大于150°的水滴角，故水滴落到其表面后能轻易滑落下来而不呈小水珠状残留。超疏水表面可以通过结合化学方法和构造微观结构的方法来制备，此种方法的制备过程通常需要电化学沉积、气相沉积、静电纺丝等过程，这些方法都需要专门的设备，且制备工艺十分复杂，不适合在工业上批量生产。
如3M创新有限公司的专利CN101466481A中公开了在微图案化表面上涂覆疏水的涂料的方法，此种方法可提供至少110°水滴角的疏水效果，然而该方法在制备微图案化表面过程中需使用金刚石车削来制备镍母模工具，需要特殊的精密设备，成本高昂操作复杂，不能大规模生产使用。
另一种解决水滴粘附在平面不易滑落问题的化学方法是制备超亲水表面，水滴在超疏水表面会以小液滴的方式快速滑落，而在超亲水表面，水滴会在表面完全铺展开来形成很大一片水膜，该水膜由于厚度均一不会造成光的散射，所以基本不会影响视线，如广东省工业技术研究院的专利CN104212377A中就公开了一种在硅橡胶表面喷涂聚醚及硅烷防水剂的方法，该方法可以轻易让水雾在硅橡胶表面形成很薄的一层水膜，然而当落雨时的小水珠落到其表面时，其形成水膜的效果却并不明显，且水膜也会一定程度上影响视野。
因，需要一种成本低廉、制备方便且疏水性能好的后视镜防水设施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车后视镜疏水防雨膜，其具有成本低廉且疏水性能好的优点。
本发明的另一目的在于提供上述车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其具有工艺简单，操作方便适合工业化生产应用的优点。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种车后视镜疏水防雨膜，以重量份数计，其制备原料包括：20-50份丙烯酸树脂、50-80份有机溶剂、0.01-1份纳米粒子、0.1-2份含氟单体、0.01-1份改性有机硅助剂以及1.2-3.0份光引发剂。
进一步地，在本发明较佳实施例中，有机溶剂选自于乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯中的一种或多种的混合物。
进一步地，在本发明较佳实施例中，纳米粒子选自于气相二氧化硅、聚四氟乙烯颗粒、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物；优选的，气相二氧化硅的粒径为50-800nm；更优选的，聚四氟乙烯颗粒的粒径为50-1000nm；进一步优选的，纳米碳酸钙的粒径为100-200nm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，含氟单体选自于甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种的混合物。
进一步地，在本发明较佳实施例中，改性有机硅助剂选自于聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯共聚改性聚硅氧烷中的一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，光引发剂选自于1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种。
本发明还提供了一种上述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其包括以下步骤：
将20-50份丙烯酸树脂、0.1-2份含氟单体依次加入到50-80份有机溶剂中并搅拌均匀得到混合液；
将0.01-1份纳米粒子加入到混合液中，超声波混合或震荡混合40-60min后，依次向混合液中加入0.01-1份改性有机硅助剂和1.2-3.0份光引发剂并搅拌均匀获得防雨膜涂布液；
将防雨膜涂布液涂覆于基膜表面后干燥、UV光固化。
进一步地，在本发明较佳实施例中，防雨膜涂布液涂覆于基膜表面的厚度为10-60μm；优选的，基膜为PET膜。
进一步地，在本发明较佳实施例中，干燥的温度为60-90℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，UV光固化的能量为300-800mJ/cm2。
本发明实施例的车后视镜疏水防雨膜及其制备方法的有益效果是：本发明提供的车后视镜疏水防雨膜，车后视镜疏水防雨膜由按重量份数计的以下原料制备而成：20-50份丙烯酸树脂、50-80份有机溶剂、0.01-1份纳米粒子、0.1-2份含氟单体、0.01-1份改性有机硅助剂以及1.2-3.0份光引发剂。该车后视镜疏水防雨膜具有成本低廉且疏水性能好的优点。本发明还提供了上述车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其具有工艺简单，操作方便适合工业化生产应用的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的车后视镜疏水防雨膜的结构示意图。
图中：100-PET离型膜；110-光学级聚酯PET膜；120-疏水涂层；130-胶黏层；140-PE离型膜。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的车后视镜疏水防雨膜及其制备方法进行具体说明。
一种车后视镜疏水防雨膜，以重量份数计，其制备原料包括：20-50份丙烯酸树脂、50-80份有机溶剂、0.01-1份纳米粒子、0.1-2份含氟单体、0.01-1份改性有机硅助剂以及1.2-3.0份光引发剂。其中，丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂；优选的，有机溶剂选自于乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯中的一种或多种的混合物；更优选的，纳米粒子选自于气相二氧化硅、聚四氟乙烯颗粒、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物；进一步优选的，气相二氧化硅的粒径为50-800nm；聚四氟乙烯颗粒的粒径为50-1000nm；纳米碳酸钙的粒径为100-200nm；更进一步优选的，含氟单体选自于甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种的混合物；再进一步优选的，改性有机硅助剂选自于聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯共聚改性聚硅氧烷中的一种；再进一步优选的，光引发剂选自于1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种。
本发明实施例提供的车后视镜疏水防雨膜由丙烯酸树脂、有机溶剂、纳米粒子、含氟单体、改性有机硅助剂以及光引发剂制备得到，以丙烯酸树脂作为载体，与有机溶剂、纳米粒子、含氟单体、改性有机硅助剂以及光引发剂混合均匀后干燥、UV光固化，得到的疏水防雨膜具有成本低廉，柔韧性、疏水性和适应性强的优点。
其中，丙烯酸树脂起到载体作用，丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称，其具有成膜性和柔韧性好、耐水耐磨损能力强、耐高温和附着性好的优点，能够固化形成具有良好的物理、化学性质且结构稳定的载体，本发明优选采用有机硅改性丙烯酸树脂具有更好的耐水、耐热和耐候性。
有机溶剂用于促进车后视镜疏水防雨膜的各种原料混合均匀并提高其粘结性能，有机溶剂选自于乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯中的一种或多种的混合物，乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲苯均具有优良的溶解性和快干性能，上述有机溶剂能够有效的提高车后视镜疏水防雨膜的流动性和粘结性能，使车后视镜疏水防雨膜能够均匀的涂覆至基材的表面。
纳米粒子用于提高车后视镜疏水防雨膜的润滑性能，提高其防污性能、延展性和韧性。纳米粒子选自于气相二氧化硅、聚四氟乙烯颗粒、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物；其中，气相二氧化硅的粒径为50-800nm；聚四氟乙烯颗粒的粒径为50-1000nm；纳米碳酸钙的粒径为100-200nm，且上述纳米粒子可以以颗粒、乳液、分散液等相态存在。
含氟单体用于提高车后视镜疏水防雨膜的柔韧性、耐候性和耐水性。含氟单体选自于甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种的混合物。含氟单体能够与作为载体的丙烯酸树脂交联聚合，从而有效的提高车后视镜疏水防雨膜的抗氧化性、耐腐蚀性和防水性能。
改性有机硅助剂用于降低车后视镜疏水防雨膜的疏水性并改善其润滑性能；改性有机硅助剂选自于聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯共聚改性聚硅氧烷中的一种。
光引发剂用于促进含氟单体与丙烯酸树脂固化交联成膜；光引发剂选自于1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种。光引发剂能够促进含氟单体交联固化以形成稳定而有韧性的疏水膜。
本发明还提供了一种上述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其包括以下步骤：
将20-50份丙烯酸树脂加入到50-80份有机溶剂中搅拌15-20min,随后继续加入0.1-2份含氟单体搅拌10-15min得到混合液；
将0.01-1份纳米粒子加入到混合液中，超声波混合或震荡混合40-60min后，先向混合液中加入0.01-1份改性有机硅助剂搅拌10-15min后，随后向混合液中加入1.2-3.0份光引发剂并搅拌10-15min后获得防雨膜涂布液；
将防雨膜涂布液涂覆于基膜表面后干燥、UV光固化。其中，防雨膜涂布液涂覆于基膜表面的厚度优选为10-60μm；更优选的，基膜为PET膜；进一步优选的，干燥的温度为60-90℃；进一步优选的，UV光固化的能量为300-800mJ/cm2。
本发明实施例提供的车后视镜疏水防雨膜的制备方法使用丙烯酸树脂、含氟单体、有机溶剂、纳米粒子、改性有机硅助剂和光引发剂混合搅拌均匀后，涂覆在基膜表面干燥、UV光照固化，从而得到柔韧性好、耐污能力强和疏水性能强和适应性好的车后视镜疏水防雨膜，该制备方法首先将丙烯酸树脂和含氟单体加入到有机溶剂中搅拌均匀得到混合液，随后将纳米粒子加入到混合液中，超声波混合或震荡混合均匀，最后加入改性有机硅助剂和引发剂并搅拌均匀，通过合理的设置化学试剂的混合顺序充分的考虑到了液液混合、液固混合的难易程度以及是否存在提前反应等条件，以将各组分充分混合均匀获得成品，该车后视镜疏水防雨膜的制备方法工艺简单，操作方便，使用者可以进行大规模的生产。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种车后视镜疏水防雨膜，其主要的制备方法如下：
用天平分别准确称取20.0g有机硅改性丙烯酸树脂和80.0g乙酸乙酯放置于容器中，搅拌15分钟形成混合液，向混合液中加入甲基丙烯酸十三氟辛酯1.0g，搅拌10分钟，随后加入0.1g气相二氧化硅颗粒，放入超声池中超声60分钟，加入聚醚硅氧烷共聚物0.06g，搅拌10分钟，最后加入1-羟基环己基苯基甲酮1.6g，搅拌10分钟后获得防雨膜涂布液。
选取125um厚的光学级PET基材，将防雨膜涂布液在PET基材上刮涂成50μm厚的均一平整的湿膜，先置于烘箱在80℃下热烘10min，除去多余的有机溶剂，然后取出膜片，置于汞灯下UV固化，UV固化的能量为330mJ/cm2。
实施例2
本实施例提供了一种车后视镜疏水防雨膜，其主要的制备方法如下：
用天平分别准确称取25.0g有机硅改性丙烯酸树脂和75.0g乙酸乙酯放置于容器中，搅拌15分钟形成混合液，向混合液中加入甲基丙烯酸十三氟辛酯1.5g，搅拌10分钟，随后加入0.15g聚四氟乙烯颗粒，放入超声池中超声60分钟，继续加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.125g，搅拌10分钟，最后加入2-羟基-2-甲基-苯基丙酮1.8g，搅拌10分钟后获得防雨膜涂布液。
选取125um厚的光学级PET基材，将防雨膜涂布液在PET基材上刮涂成40μm厚的均一平整的湿膜，先置于烘箱在80℃下热烘10分钟，除去多余的有机溶剂，然后取出膜片，置于汞灯下UV固化，UV固化的能量为450mJ/cm2。
实施例3
本实施例提供了一种车后视镜疏水防雨膜，其主要的制备方法如下：
用天平分别准确称取30.0g有机硅改性丙烯酸树脂和70.0g乙酸乙酯放置于容器中，搅拌15分钟形成混合液，向混合液中加入甲基丙烯酸十三氟辛酯1.8g，搅拌10分钟，随后加入0.21g纳米碳酸钙，放入超声池中超声60分钟。继续加入聚醚聚酯共聚改性聚硅氧烷0.18g，搅拌10分钟。最后加入苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦2.5g，搅拌10分钟后获得防雨膜涂布液。
选取250um厚的光学级PET基材，将防雨膜涂布液在PET基材上刮涂成40μm厚的均一平整的湿膜，先置于烘箱在80℃热烘15分钟，除去多余的有机溶剂，然后取出膜片，置于汞灯下UV固化，UV固化的能量为560mJ/cm2。
实施例4
本实施例提供了一种车后视镜疏水防雨膜，其主要的制备方法如下：
用天平分别准确称取40.0g丙烯酸树脂和40.0g乙酸乙酯、40.0g二甲苯放置于容器中，搅拌20分钟形成混合液，向混合液中加入0.8g甲基丙烯酸十三氟辛酯、0.8g甲基丙烯酸十二氟庚酯，搅拌15分钟，随后加入0.3g聚四氟乙烯颗粒和0.3g纳米碳酸钙，放入超声池中超声50分钟。继续加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.3g，搅拌15分钟。最后加入二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷2.0g，搅拌10分钟后获得防雨膜涂布液。
选取150um厚的光学级PET基材，将防雨膜涂布液在PET基材上刮涂成60μm厚的均一平整的湿膜，先置于烘箱在90℃热烘20分钟，除去多余的有机溶剂，然后取出膜片，置于汞灯下UV固化，UV固化的能量为650mJ/cm2。
对比例
选用市购的防水膜作为对比例。
对上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例得到的车后视镜疏水防雨膜进行防水测试，防水测试的方法是：将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例得到的膜片分别通过PU胶(聚氨脂树脂胶)贴附在垂直于地面的具有PET离型膜的镜子上后贴上PE离型膜制成如图1所示的疏水防雨膜，该疏水防雨膜包括依次布置的PET离型膜100、胶黏层130、光学级聚酯PET膜110、疏水涂层120和PE离型膜140；使用孔径为2mm的喷壶装水，随后手持水壶于距离镜子水平距离5cm的地方(水平距离的长短用来模拟雨天的雨量情况，5cm模拟大雨，10cm模拟中雨，15cm模拟小雨)，以垂直膜片90度的角度喷水一次(一次喷水的水量在4±0.2ml)；喷水完毕后，取下膜片，在膜片上选定一定的面积(9平方厘米左右)，利用自制的2mm测量模具，测量选定区域的水滴直径，统计测量结果，算出该区域水滴直径2mm以下的百分比(一张膜片至少选定3个固定面积区域)，计算平均值，结果如下表所示。
表1 本实施例提供的车后视镜疏水防雨膜的疏水性能
由上表可以看出，本发明实施例提供的车后视镜疏水防雨膜的疏水性能良好，制备得到的车后视镜疏水防雨膜的膜片上直径大于2mm的水珠全部滑落，小于2mm的水珠只有10-20％残留，基本不会影响雨天行车后视镜中的视线范围。
本发明实施例提供的汽车后视镜防雨膜具有优良的防雨效果，同时还兼具自清洁、防污等性能，水滴落在防雨膜表面上不会轻易聚集，而会随着水滴的不断落下会汇聚成股流下，水在成股流下的同时还会带走残留在表面的灰尘等污物，这种功能在汽车外后视镜玻璃上、游泳镜、建筑物窗玻璃上等对光线需求较高的地方具有巨大的应用价值，本发明实施例提供的汽车后视镜防雨膜的制备方法相对于其它现有技术来说，制作成本低、施工工艺简单且对环境污染小，适合在工业上大规模应用。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，以重量份数计，其制备原料包括：
2.根据权利要求1所述的车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，所述有机溶剂选自于乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，所述纳米粒子选自于气相二氧化硅、聚四氟乙烯颗粒、纳米碳酸钙中的一种或多种的混合物；优选的，所述气相二氧化硅的粒径为50-800nm；更优选的，所述聚四氟乙烯颗粒的粒径为50-1000nm；进一步优选的，所述纳米碳酸钙的粒径为100-200nm。
4.根据权利要求1所述的车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，所述含氟单体选自于甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，所述改性有机硅助剂选自于聚醚硅氧烷共聚物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯共聚改性聚硅氧烷中的一种。
6.根据权利要求1所述的车后视镜疏水防雨膜，其特征在于，所述光引发剂选自于1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将20-50份丙烯酸树脂、0.1-2份含氟单体依次加入到50-80份有机溶剂中并搅拌均匀得到混合液；
将0.01-1份纳米粒子加入到所述混合液中，超声波混合或震荡混合40-60min后，依次向所述混合液中加入0.01-1份改性有机硅助剂和1.2-3.0份光引发剂并搅拌均匀获得防雨膜涂布液；
将所述防雨膜涂布液涂覆于基膜表面后干燥、UV光固化。
8.根据权利要求7所述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其特征在于，所述防雨膜涂布液涂覆于所述基膜表面的厚度为10-60μm；优选的，所述基膜为PET膜。
9.根据权利要求7所述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60-90℃。
10.根据权利要求7所述的车后视镜疏水防雨膜的制备方法，其特征在于，所述UV光固化的能量为300-800mJ/cm2。
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