CN108977010A - 多功能紫外光固化涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能紫外光固化涂层，由以下质量百分比的原料组成：改性多官能团光固化低聚物20‑45％，有机硅光固化低聚物4‑30％，有机氟光固化低聚物4‑20％，活性稀释剂20‑30％，可聚合抗静电剂5‑8％，光引发剂2‑5％。本发明的多功能紫外光固化涂层，其功能兼具持久自清洁、抗污、耐候、耐老化以及耐划伤等优点，并且避免了现有紫外光固化涂层因为添加剂过多，导致其与基材的粘附力不足，易剥落的问题。

Description

多功能紫外光固化涂层
技术领域
本发明涉及紫外光固化涂层领域，更具体地，涉及一种多功能紫外光固化涂层。
背景技术
有些高分子材料，如PET、PC和PMMA，表面硬度低、耐磨性差，导致其使用寿命大大缩短，需要在其表面涂覆保护材料以改善其性能。紫外光固化涂层具有固化速度快、生产能耗低，污染少，涂层性能优越等优点，成为目前材料表面的主要保护涂料之一。随着应用标准的不断提高，市场上急切需要具备持久的自清洁、抗污、耐老化以及耐划伤等优点的紫外光(UV)固化涂层，然而目前所用的大多数紫外光固化涂层只能根据用途，有针对性的提高某个方面的性能。例如，为了避免静电吸附灰尘，在紫外光固化涂料中添加抗静电剂或足量的导电填料，不是持久性不足，就是导致与基材的粘附力变差等问题；添加二氧化钛作为光触媒剂，虽然具备自清洁能力，但是会降低涂层与基材的粘附力。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多功能紫外光固化涂层，其功能兼具持久自清洁、抗污、耐候、耐老化以及耐划伤等优点，并且避免了现有紫外光固化涂层因为添加剂过多，导致其与基材的粘附力不足，易剥落的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多功能紫外光固化涂层，由以下质量百分比的原料组成：
优选的，所述改性多官能团光固化低聚物为纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物和纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物组合，质量比1:1～3。
优选的，所述有机硅光固化低聚物为有机硅聚氨酯丙烯酸酯、有机硅环氧树脂、有机硅丙烯酸酯中的一种或组合。
优选的，所述有机氟光固化低聚物为有机氟丙烯酸树脂。
优选的，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯以及丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯一种或组合。
优选的，所述可聚合抗静电剂为磷酸丙烯酰基异丙酯、磷酸二丙烯酰基异丙酯、磷酸甲基丙烯酰基异丙酯、丙烯酸酯双叔胺以及丙烯酸酯单叔胺中的一种或组合。
优选的，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或几种。
优选的，所述涂层可用于的基材，包括高分子材料、金属、无机非金属以及木材。
优选的，所述高分子材料为对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙乙烯(EPR)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及聚氯乙烯(PVC)中的一种。
优选的，所述纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度105-110℃、真空度0.08-0.1MPa条件下，加热干燥二季戊四醇3-4小时后，冷却至80-90℃,得到预处理的二季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和1-3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度60-70℃的条件下反应2-3小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入10-20份的纳米二氧化硅，保持温度80-90℃，反应2-3小时，得到接枝反应基液；(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度60-70℃，保持反应2-3小时；(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，采用了独创的制备工艺制备了纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物和纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物，创造性的将增强剂纳米二氧化硅和光触媒剂纳米二氧化钛接枝到多官能团的光固化低聚物的分子链上，成为光固化低聚物主链上的主要成份，在不降低粘附力的情况下，具有以下有益效果：
第一，增加了涂层的交联密度和硬度，提高了涂层的力学强度、耐候性、耐老化性和耐划伤性；
第二，提高了涂层的疏水性，有水情况下，利于涂层表面形成水滴，形成的水滴或水滴相连形成水流能够冲洗该涂层表面沾染的污物、脏物，使涂层表面清洁，从而大大提高涂层的自清洁性；
有油污情况下，由于涂层的具有良好的疏油性，从而使油污不易沾染，提高了涂层的抗污性；
第三，光触媒剂纳米二氧化钛在光照条件下具备分解油污的能力，所以可以分解油污，提高了涂层的抗污性。
本发明还加入了聚合抗静电剂，这具有以下有益效果：
第一，降低涂层的表面电阻，能够减少静电吸附灰尘和其它污物，减少污物的沾染，提高该涂层的抗污性；
第二，因为可聚合抗静电剂能够参与到聚合过程，所以能够避免传统方法直接添加纳米导电填料造成涂层粘结力下降，或因为抗静电剂析出，抗静电能力不持久的问题。
通过以下对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
根据本发明的多功能紫外光固化涂层由以下质量百分比的原料组成：
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述改性多官能团光固化低聚物为纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物和纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物组合，质量比1:1～3。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述有机硅光固化低聚物为有机硅聚氨酯丙烯酸酯、有机硅环氧树脂、有机硅丙烯酸酯中的一种或组合。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述有机氟光固化低聚物为有机氟丙烯酸树脂。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯以及丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯一种或组合。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述可聚合抗静电剂为磷酸丙烯酰基异丙酯、磷酸二丙烯酰基异丙酯、磷酸甲基丙烯酰基异丙酯、丙烯酸酯双叔胺以及丙烯酸酯单叔胺中的一种或组合。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或几种。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述活性稀释剂优选为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯的组合，重量比1:1。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述涂层可用于的基材，包括高分子材料、金属、无机非金属以及木材。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述高分子材料为对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙乙烯(EPR)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及聚氯乙烯(PVC)中的一种。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述涂层优选用于对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度105-110℃、真空度0.08-0.1MPa条件下，加热干燥二季戊四醇3-4小时后，冷却至80-90℃,得到预处理的二季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和1-3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度60-70℃的条件下反应2-3小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入10-20份的纳米二氧化硅，保持温度80-90℃，反应2-3小时，得到接枝反应基液；(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度60-70℃，保持反应2-3小时；(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，所述纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度100-110℃、真空度0.08-0.1MPa条件下，加热干燥季戊四醇3-4小时后，冷却至80-90℃,得到预处理的季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的季戊四醇和1-3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数400份的2,4-二异氰酸酯，不断搅拌，在温度80-90℃的条件下反应2-3小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，同时加入10-20份的纳米二氧化钛、500份丙烯酸羟乙酯以及2,6-二叔丁基对甲酚，加热，保持温度80-90℃，反应2-3小时后，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物。
在根据本发明的多功能紫外光固化涂层中，纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物通过在六官能团聚氨酯丙烯酸酯的合成过程中，利用纳米二氧化硅上的羟基与异佛尔酮二异氰酸酯的异氰酸根可以发生反应的机理，制备出纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物，该化合物具备以纳米二氧化硅为中心，向外发散接枝有多条六官能团聚氨酯丙烯酸酯分子链；纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物通过在四官能团聚酯丙烯酸酯的合成过程中，中间步骤同时加入表面具有羟基的纳米二氧化钛，丙烯酸羟乙酯以及阻聚剂2,6-二叔丁基对甲酚，其中纳米二氧化钛和丙烯酸羟乙酯上的羟基与2,4-二异氰酸酯的异氰酸根同时发生接枝反应，制备出纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物，该化合物的大分子链上接枝有纳米二氧化钛，具备一定程度的星型结构，从而大大增加了立体交联度。
本发明采用了独创的制备工艺制备了纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物和纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物，创造性的将增强剂纳米二氧化硅和光触媒剂纳米二氧化钛接枝到多官能团的光固化低聚物的分子链上，成为光固化低聚物主链上的主要成份，并将两者按一定比例混配，共同作为光固化低聚物，具有以下有益效果：
第一，增加了涂层的交联密度和硬度，提高了涂层的力学强度、耐候性、耐老化性和耐划伤性；
第二，提高了涂层的疏水性，有水情况下，利于涂层表面形成水滴，形成的水滴或水滴相连形成水流能够冲洗该涂层表面沾染的污物、脏物，使涂层表面清洁，从而大大提高涂层的自清洁性；
有油污情况下，由于涂层的具有良好的疏油性，从而使油污不易沾染，提高了涂层的抗污性；
第三，光触媒剂纳米二氧化钛在光照条件下具备分解油污的能力，所以可以分解油污，提高了涂层的抗污性。
本发明还加入了聚合抗静电剂，这具有以下有益效果：
第一，降低涂层的表面电阻，能够减少静电吸附灰尘和其他污物，减少污物的沾染，提高该涂层的抗污性；
第二，因为可聚合抗静电剂能够参与到聚合过程，所以能够避免传统方法直接添加纳米导电填料造成涂层粘结力下降，或因为抗静电剂析出，抗静电能力不持久的问题。
以下，结合具体实施例对本发明的多功能紫外光固化涂层进行具体说明。
实施例一
多功能紫外光固化涂层，由以下质量百分比的原料组成：
纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度105℃、真空度0.08MPa条件下，加热干燥二季戊四醇3小时后，冷却至80℃,得到预处理的二季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和1份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度60℃的条件下反应2小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入10份的纳米二氧化硅，保持温度80℃，反应2小时，得到接枝反应基液；(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度60℃，保持反应2小时；(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度100℃、真空度0.08MPa条件下，加热干燥季戊四醇3小时后，冷却至80℃,得到预处理的季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的季戊四醇和1份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数400份的2,4-二异氰酸酯，不断搅拌，在温度80℃的条件下反应2小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，同时加入10份的纳米二氧化钛、500份丙烯酸羟乙酯以及2,6-二叔丁基对甲酚，加热，保持温度80℃，反应2小时后，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物。
实施例二
多功能紫外光固化涂层，由以下质量百分比的原料组成：
纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度110℃、真空度0.1MPa条件下，加热干燥二季戊四醇4小时后，冷却至90℃,得到预处理的二季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度70℃的条件下反应3小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入20份的纳米二氧化硅，保持温度90℃，反应3小时，得到接枝反应基液；(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度70℃，保持反应3小时；(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度110℃、真空度0.1MPa条件下，加热干燥季戊四醇4小时后，冷却至90℃,得到预处理的季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的季戊四醇和3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数400份的2,4-二异氰酸酯，不断搅拌，在温度90℃的条件下反应3小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，同时加入20份的纳米二氧化钛、500份丙烯酸羟乙酯以及2,6-二叔丁基对甲酚，加热，保持温度90℃，反应3小时后，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物。
实施例三
多功能紫外光固化涂层，由以下质量百分比的原料组成：
纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度108℃、真空度0.09MPa条件下，加热干燥二季戊四醇3.5小时后，冷却至85℃,得到预处理的二季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和2份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度65℃的条件下反应2.5小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入15份的纳米二氧化硅，保持温度85℃，反应2.5小时，得到接枝反应基液；(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度65℃，保持反应2.5小时；(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：(1)在温度108℃、真空度0.09MPa条件下，加热干燥季戊四醇3.5小时后，冷却至85℃,得到预处理的季戊四醇；(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的季戊四醇和2份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数400份的2,4-二异氰酸酯，不断搅拌，在温度85℃的条件下反应2.5小时，得到预反应基液；(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，同时加入15份的纳米二氧化钛、500份丙烯酸羟乙酯以及2,6-二叔丁基对甲酚，加热，保持温度85℃，反应2.5小时后，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物。
实施例四
双季戊四醇五丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙烯酸酯双叔胺替代磷酸丙烯酰基异丙酯，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮替代2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，除上述以外，其他与实施例一相同。
实施例五
双季戊四醇丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙烯酸酯单叔胺替代磷酸丙烯酰基异丙酯，除上述以外，其他与实施例一相同。
实施例六
丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例七
乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例八
1，6-己二醇二丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例九
二缩三丙二醇二丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例十
三缩丙二醇二丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例十一
新戊二醇二丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同
实施例十二
新戊二醇二丙烯酸酯替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同。
实施例十三
重量比1:1的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的二缩三丙二醇二丙烯酸酯的混合物替代三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其他与实施例一相同。
对比例一
多功能紫外光固化涂层由以下质量百分比的原料组成：
性能测试
发明人分别用上述实施例及对比例所配制的多功能紫外光固化涂层，以浸涂的方式涂敷在对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材表面。用4KW的紫外灯作辐射源照射5s，对所形成的固化涂层进行各项性能测试和评定，其结果如下表所示：
表中各性能指标为：
铅笔硬度：参照国家标准GB/T 6739《漆膜硬度铅笔测定法》测定。
耐磨性：用0000#的钢丝绒(负重1Kg)来回摩擦试样的样板20次后观察样板的表面情况：
×：表面完全磨花，透光率严重下降；
△：未磨花，但表面＞1cm的伤痕条数多于30条；
○：表面＞1cm的伤痕条数在5到30条之间；
◎：表面＞1cm的伤痕条数少于5条。
附着力：参照国家标准GB/T 9286《色漆和清漆漆膜的划格试验》测定。
防静电性：单位为(1×109(Ω/□))。涂覆了无机透明涂层的自清洁制品，检测其表面电阻率小于1×1011(Ω/□)时防静电性为合格用○表示，小于1×109(Ω/□)为良好用●表示，小于1×107(Ω/□)为优秀用★表示。检测办法是直接将表面电阻测试仪放置在制品表面并且按下检测键，根据仪器上的指示灯确定其表面电阻率，参考现行标准《GA/T1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》。
水接触角(contact angle)：指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线，此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。本发明涂层的接触角利用外形图像分析方法测量。具体方法是将水滴滴于该涂层样品表面，通过显微镜头与相机获得水滴的外形图像,再运用数字图像处理和Young-Laplace方程将图像中的水滴的接触角计算出来。如果无机透明涂层与水滴的接触角小于40°，即判定该涂层亲水性接触角合格用○表示，小于10°为良好用●表示，小于5°为优秀用★表示。
自清洁性：在相同条件下，向制备了自清洁涂层的制品表面与没有该涂层的相同物品表面，用风扇同时吹拂从户外一些光伏电池表面收集到的沙尘灰尘，30分钟后停止吹拂，如果制品表面的积尘量小于无涂层物品表面积尘量的50％时，即可判定该制品的即时自清洁性能合格用○表示，小于30％为良好用●表示，小于10％为优秀用★表示。该自检方法参考了现行标准《GA/T 31815-2015建筑外表面用自清洁涂料》，《JC/T 2210-2014建筑陶瓷自清洁性能测试方法》和《GA/T 23764-2009光催化自清洁材料性能测试方法》等。
紫外线辐照老化：1000W高压汞灯，辐照100小时，距离0.5m。
高温高湿：将试样的样板置于温度80℃，相对湿度80％的恒温恒湿箱中72hr，取出测试附着力。
从表中可以看出，实施例相比对比例具有更好的综合性能，因为有着较好的抗静电性和疏水性，其自清洁性较好；另外附着力、硬度和耐磨性较好；耐紫外老化和耐高温高湿性好，故耐候性佳。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能紫外光固化涂层，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：
。
2.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述改性多官能团光固化低聚物为纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物和纳米二氧化钛/四官能团聚酯丙烯酸酯杂化共聚物组合，质量比1:1～3。
3.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述有机硅光固化低聚物为有机硅聚氨酯丙烯酸酯、有机硅环氧树脂、有机硅丙烯酸酯中的一种或组合。
4.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述有机氟光固化低聚物为有机氟丙烯酸树脂。
5.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯以及丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯一种或组合。
6.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述可聚合抗静电剂为磷酸丙烯酰基异丙酯、磷酸二丙烯酰基异丙酯、磷酸甲基丙烯酰基异丙酯、丙烯酸酯双叔胺以及丙烯酸酯单叔胺中的一种或组合。
7.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述涂层可用于的基材，包括高分子材料、金属、无机非金属以及木材。
9.如权利要求8所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述高分子材料为对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙乙烯(EPR)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及聚氯乙烯(PVC)中的一种。
10.如权利要求2所述的多功能紫外光固化涂层，其特征在于，所述纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物的制备方法包括步骤：
(1)在温度105-110℃、真空度0.08-0.1MPa条件下，加热干燥二季戊四醇3-4小时后，冷却至80-90℃,得到预处理的二季戊四醇；
(2)按摩尔份数，将步骤(1)所述的100份预处理的二季戊四醇和1-3份催化剂共同放入反应容器中，搅拌均匀后，分批加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，不断搅拌，在温度60-70℃的条件下反应2-3小时，得到预反应基液；
(3)按摩尔份数，向步骤(2)所述的预反应基液中，保持搅拌的状态下，加入10-20份的纳米二氧化硅，保持温度80-90℃，反应2-3小时，得到接枝反应基液；
(4)按摩尔份数，向步骤(3)所述的接枝反应基液中，第二次加入摩尔份数600份的异佛尔酮二异氰酸酯，温度60-70℃，保持反应2-3小时；
(5)加入600份甲基丙烯酸羟基酯，反应完全，蒸馏，冷却，得到纳米二氧化硅/六官能团聚氨酯丙烯酸酯杂化共聚物。
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