CN110698971B - 一种水性uv耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了水性UV耐脏污自清洁涂料包括以下重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分3～10份；所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯酸乳液40～60份、水性UV单体5～10份、蜡粉5～10份、光引发剂2～5份、pH调节剂0.05～0.2份、润湿剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.4份、流变剂0.5～2份、消光粉3～6份、去离子水20～30份；所述助剂组分包括以下重量百分含量的组分：十三氟辛基三乙氧基硅烷70％～90％和稀释剂10％～30％。涂料对基材的润湿性好、流平性能好、表面张力低、漆膜光滑、手感细腻滑爽、附着力好、耐水煮、耐候性好、耐磨性好。

Description

一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其 制备方法、应用。
背景技术
随着科学技术的发展和生活水平的提高，手机、电脑等移动消费品成为人 们日常生活中不可缺少的一部分。但这些移动消费品在使用的过程中，容易沾 上油污、手汗等其他污染物，影响美观。常通过在移动消费品的塑料表面喷涂 涂料，来改善移动消费品的污染情况。
目前常通过水性涂料进行喷涂，水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶 剂作为助溶剂，改善了作业施工环境条件，降低了VOC的排放，消除了施工时 火灾危险性，节省了大量资源，水性涂料作为一种更为环保的涂装材料为越来 越多的人所接受；但是目前水性涂料存在干燥成膜过程中，成膜时间慢，接触 角较小，耐污能力差等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制 备方法、应用，以解决现有技术中存在干燥成膜过程中，成膜时间慢，接触角 较小，耐污能力差等问题。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种水性UV耐脏污自清洁涂料， 包括以下按照重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分3～10份；其中， 所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯酸乳液 40～60份、水性UV单体5～10份、蜡粉5～10份、光引发剂2～5份、pH调节剂0.05～0.2份、润湿剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.4份、流变剂0.5～2 份、消光粉3～6份、去离子水20～30份；
所述助剂组分包括以下按照重量百分含量计的组分：十三氟辛基三乙氧基 硅烷70％～90％和稀释剂10％～30％。
优选地，包括以下按照重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分7.2 份。
优选地，所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯 酸乳液50份、水性UV单体8份、蜡粉7份、光引发剂4份、pH调节剂0.1份、 润湿剂1份、消泡剂0.2份、分散剂0.3份、流变剂1份、消光粉4份、去离子 水24.4份。
优选地，所述水性UV单体包括以下按照重量份数计的组分：高官能水性 UV单体1～4份与1～3官能水性UV单体2～3份，其中所述高官能水性UV单体 为4以上官能度的水性UV单体。
优选地，所述高官能水性UV单体为乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯；和/或
所述1～3官能水性UV单体为乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧 化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种。
优选地，所述蜡粉为PTFE蜡粉；和/或
所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二 苯基氧化膦、α-羟基异丁酰苯中的至少一种；和/或
所述pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺；和/或
所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物；和/或
所述消光粉为气相二氧化硅。
优选地，所述润湿剂为改性的聚醚硅氧烷共聚物和/或炔二醇类表面活性剂； 和/或
所述分散剂为含有油酸基团的嵌段共聚物烷基铵盐；和/或
所述流变剂为非离子聚氨酯型缔合增稠剂和/或非缔合型碱溶胀增稠剂。
本发明另一方面提供了一种水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法，包括 以下步骤：
按照上述所述的水性UV耐脏污自清洁涂料所包含的组分及其含量分别称 取各组分原料：
将称取的水性聚氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、消 光粉、蜡粉，进行混合处理，配置第一混合液；
向所述第一混合液中加入称取的光引发剂、水性UV单体、去离子水，进 行混合处理，配置第二混合液；
向所述第二混合液中加入pH调节剂调整所述第二混合液的pH值为 7.5～8.0，调整pH值后过滤，配置成涂料组分；
将称取的十三氟辛基三乙氧基硅烷和稀释剂进行混合处理后过滤，配置助 剂组分；
将所述涂料组分和所述助剂组分进行混合处理，得到水性UV耐脏污自清 洁涂料。
优选地，所述配置第一混合液的步骤中，所述混合处理是将称取的水性聚 氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、消光粉、蜡粉，于1200～ 1500r/min下分散20～30min进行混合处理；和/或
所述配置第二混合液的步骤中，所述混合处理是向所述第一混合液中加入 称取的光引发剂、水性UV单体、去离子水，于800～1000r/min下分散15～20min 进行混合处理；和/或
所述配置助剂组分的步骤中，所述混合处理是将称取的十三氟辛基三乙氧 基硅烷和稀释剂于800～1000r/min下分散15～20min进行混合处理。
本发明又一方面提供了一种上述所述的水性UV耐脏污自清洁涂料在基材 中的应用，将所述的水性UV耐脏污自清洁涂料中包含的涂料组分和助剂组分 混合处理，再水调粘度后，喷涂至所述基底的表面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
与现有水性耐脏污自清洁涂料相比，本发明通过对组分的种类和含量的控 制，使得各组分之间起到协同增效作用，从而赋予涂料的稳定性和涂料良好的 分散性；在经过组分优化后，获得的水性UV耐脏污自清洁涂料对基材的润湿 性好、流平性能好、表面张力低、漆膜光滑、手感细腻滑爽、附着力好、耐水 煮、耐候性好、耐磨性好等特点。
本发明所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法按照先后顺序将所述水 性UV耐脏污自清洁涂料所含的组分进行混合处理，因此，其工艺条件可控， 配制的水性UV耐脏污自清洁涂料分散性和稳定性好，且水性UV耐脏污自清洁 涂料成膜性能稳定，生产效率高。而且是按照所述水性UV耐脏污自清洁涂料 所含的组分进行混合处理。
本发明所述水性UV耐脏污自清洁涂料在基材表面，根据"荷叶自清洁原理" 即荷叶表面上有细微且凹凸不平的纳米结构，所述的水性UV耐脏污自清洁涂 料在干燥成膜过程中，在涂层表面形成类似荷叶的凹凸形貌，这种纳米涂层既 可以使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态，使水与涂层表面的接触角大大增 加，有利于水珠在涂层表面的滚落，并且在滚动中吸附灰尘颗粒，增加了污物 在漆膜表面粘附的难度；
同时又根据涂层的自分层原理，将长链烷基链段等疏水性物质引入水性聚 氨酯丙烯酸乳液中，使水性UV耐脏污自清洁涂料在干燥成膜过程中自动分层， 从而在涂层表面富集一层疏水层，其超强的表面张力使其具有强劲的疏水、抗 油污能力，进一步保证堆积或吸附的污染性微粒在能够借助雨水等作用被去除， 涂层自身所具有的亲-疏水物料特性起到易洁和自洁。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料也可以与其他多种不同涂料搭配，例如单 组份水性涂料、水性PU涂料、水性烤漆涂料、水性UV涂料等，搭配后的多涂 层漆膜同样具有优异性能，可用于汽车内饰、仪器表盘、3C电子产品等各领域。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用。
一方面，本发明实施例提供了一种水性UV耐脏污自清洁涂料，包括以下 按照重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分3～10份；其中，
所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯酸乳液 40～60份、水性UV单体5～10份、蜡粉5～10份、光引发剂2～5份、pH调节剂 0.05～0.2份、润湿剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.4、流变剂0.5～2 份、消光粉3～6份、去离子水20～30份；
所述助剂组分包括以下按照重量百分含量计的组分：十三氟辛基三乙氧基 硅烷70％～90％和稀释剂10％～30％。
其中，所述去离子水作为所述水性UV耐脏污自清洁涂料的溶剂，也可以 选用水性涂料中常用的水溶剂等。在具体实施例中，所述去离子水的重量份数 可以为20份、21份、21.4份、22份、22.4份、23份、24份、24.4份、25份、 26份、27份、27.4份、28份、29份、30份等。
所述水性聚氨酯丙烯酸乳液为水性脂肪族阴离子型聚氨酯丙烯酸乳液，在 水性聚氨酯乳液的基础上接入脂肪族基团，用丙烯酸对水性聚氨酯乳液进行改 性，增强了其憎水性、改善了漆膜手感，提高了漆膜的耐候性能；且具有表面 张力低、耐脏污性能好、硬度高、耐摩擦性好、耐化学性好和耐候性好的特点； 其对消光粉、蜡粉的包裹性好，表面张力较低、硬度高、耐磨性好等优点。在 具体实施例中，所述水性聚氨酯丙烯酸乳液的重量份数可以为40份、41份、42 份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、 53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份等。
所述水性UV单体主要改善漆膜的流平性、加快涂料的固化速度、提高体 系的交联密度、改善漆膜的耐磨性、耐化学性、耐候性；在具体实施例中，所 述水性UV单体的重量份数可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份等。本 发明实施例中所述水性UV单体通过高官能水性UV单体与1～3官能水性UV单 体按1～4：2～3重量份数比混合，可以改善涂料的流平性能及调节漆膜的韧性； 在具体实施例中，所述高官能水性UV单体与1～3官能水性UV单体可以按照 以下重量份数比进行混合1：2，1：3，1：2.5，4：2，4：3，4：2.5等。
所述水性聚氨酯丙烯酸乳液和水性UV单体作为基本的成膜物质，具有流 平好、施工性好的优点；在水性UV单体固化前通过水分的挥发，漆膜可快速 表干，不利于灰尘等杂质的沾污，有利于生产时提高良率。
所述蜡粉可以降低漆膜的表面张力、提高漆膜表面的滑爽度、同时作为填 料，可以调整涂料的触变性、改善漆膜的脆性、降低表面光泽。作为一具体实 施例，所述蜡粉为PTFE蜡粉，PTFE蜡粉有极好的增滑、抗粘、耐磨等效果。 但是蜡粉不参与成膜、加入太多会影响漆膜的交联密度，影响漆膜的耐磨性、 耐化学性。作为一具体实施例，所述蜡粉的重量份数可以为5份、6份、7份、 8份、9份、10份等。
涂料喷涂到基材表面后，在水挥发过程中，蜡粉和聚硅氧烷改性的助剂(如 聚硅氧烷改性的润湿剂和聚硅氧烷改性的消泡剂)上浮到漆膜表面，形成一层 较为致密的薄膜，可以明显降低漆膜的表面张力，提高耐脏污效果。
所述助剂组分包括十三氟辛基三乙氧基硅烷，其耐热性高、耐化学稳定性 好、表面张力极低、具有非常明显的防涂鸦效果。所述稀释剂可以为乙醇，其 毒性低，溶解稀释效果好。
一实施例中，所述十三氟辛基三乙氧基硅烷和所述稀释剂的质量百分比可 以为70％：30％，72％：28％，75％：25％，78％：22％，80％：20％，85％：15％， 90％：10％。
所述助剂组分中的十三氟辛基三乙氧基硅烷与涂料组分混合后，十三氟辛 基三乙氧基硅烷中的含硅烷氧基官能团在水解后释放低分子醇，同时产生的活 泼性硅醇，与涂料组分中水性聚氨酯丙烯酸乳液的羟基、羧基和含氧基团产生 化学键合，形成表面张力极低的化学链段，然后在水性UV固单体化后形成交 联网络，进一步提高了漆膜的耐脏污自清洁性能。
所述涂料组分中所含的光引发剂、pH调节剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、 流变剂、消光粉等助剂部分，能够与其他组分协同作用，赋予所述水性UV耐 脏污自清洁涂料分散体系优异的分散性和稳定性，使得水性UV耐脏污自清洁 涂料的储存稳定性好，不会出现变质、导致喷涂后涂层模糊不清等现象，从而 保证涂层均匀和机械性能，提高涂层成膜质量。
一实施例中，所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲 基苯甲酰基二苯基氧化膦、α-羟基异丁酰苯中的至少一种；在具体实施例中，所 述光引发剂的重量份数可以为2份、3份、4份、5份等。
一实施例中，所述pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺；在具体实施例中，所 述pH调节剂的重量份数可以为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、 0.1份、0.12份、0.15份、0.16份、0.18份、0.2份等。
一实施例中，所述消泡剂为水性消泡剂，可以为聚醚硅氧烷共聚物；在具 体实施例中，所述消泡剂的重量份数可以为0.1份、0.12份、0.15份、0.16份、 0.18份、0.2份、0.25份、0.30份、0.35份、0.38份、0.40份、0.45份、0.48份、 0.5份等。
一实施例中，所述消光粉为气相二氧化硅。可以是表面经过纳米包裹处理 的气相二氧化硅，具有增滑、消光效果。在具体实施例中，所述消光粉的重量 份数可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份等。
一实施例中，所述润湿剂为水性润湿剂，可以为改性的聚醚硅氧烷共聚物 和/或炔二醇类表面活性剂；在具体实施例中，所述润湿剂的重量份数可以为 0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.12份、0.15份、0.16份、 0.18份、0.2份等。
一实施例中，所述分散剂为含有油酸基团的嵌段共聚物烷基铵盐；在具体 实施例中，所述分散剂的重量份数可以为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、 0.09份、0.1份、0.12份、0.15份、0.16份、0.18份、0.2份、0.25份、0.30份、 0.35份、0.38份、0.40份等。
一实施例中，所述流变剂为水性流变剂，可以为非离子聚氨酯型缔合增稠 剂和/或非缔合型碱溶胀增稠剂。在具体实施例中，所述流变剂的重量份数可以 为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.69份、1.0份、1.5份、2份等。
本发明实施例与现有水性耐脏污自清洁涂料相比，本发明实施例通过对组 分的种类和含量的控制，使得各组分之间起到协同增效作用，从而赋予涂料的 稳定性和涂料良好的分散性；在经过组分优化后，获得的水性UV耐脏污自清 洁涂料对基材的润湿性好、流平性能好、表面张力低、漆膜光滑、手感细腻滑 爽、附着力好、耐水煮、耐候性好、耐磨性好等特点。
另一方面，本发明实施例提供了所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方 法，包括以下步骤：
S01，按照上述实施例所述的水性UV耐脏污自清洁涂料所包含的组分及其 含量分别称取各组分原料：
S02，将称取的水性聚氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、 消光粉、蜡粉，进行混合处理，配置第一混合液；
S03，向所述第一混合液中加入称取的光引发剂、水性UV单体、去离子水， 进行混合处理，配置第二混合液；
S04，向所述第二混合液中加入pH调节剂调整所述第二混合液的pH值为 7.5～8.0，调整pH值后过滤，配置成涂料组分；
S05，将称取的十三氟辛基三乙氧基硅烷和稀释剂进行混合处理后过滤，配 置助剂组分；
S06，将所述涂料组分和所述助剂组分进行混合处理，得到水性UV耐脏污 自清洁涂料。
S02，S03，S05，S06中的混合处理可以直接采用搅拌混料处理，也可以采 用其他混合处理，只要能够实现各组分均匀分散的目的即可，均属于本发明公 开的范围。当采用搅拌混合处理时，搅拌条件可以顺时针旋转或逆时针旋转或 者顺时针与逆时针结合。具体地，步骤S02中，所述混合处理是称取的水性聚 氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、消光粉、蜡粉，于1200～ 1500r/min下分散20～30min进行混合处理；此时混合处理至第一混合液的粒径 为20μm以下。
步骤S03中，所述配置第二混合液的步骤中，所述混合处理是向所述第一 混合液中加入称取的光引发剂、水性UV单体、去离子水，于800～1000r/min 下分散15～20min进行混合处理；
步骤S04中，所述过滤处理可以为过140～270目筛；作为具体实施例，所 述过滤处理可以过140目筛、170目筛、200目筛、230目筛、270目筛等。
步骤S05中，所述配置助剂组分的步骤中，所述混合处理是将称取的十三 氟辛基三乙氧基硅烷和稀释剂于800～1000r/min下分散15～20min进行混合处 理。此时所述过滤处理可以为过230～325目筛；作为具体实施例，所述过滤处 理可以过230目筛、270目筛、300目筛、325目筛等。过滤处理是为了使得过 滤后的涂料分散性、稳定性更好，以及粒径均匀。
本发明实施例所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法按照先后顺序将 所述水性UV耐脏污自清洁涂料所含的组分进行混合处理，因此，其工艺条件 可控，配制的水性UV耐脏污自清洁涂料分散性和稳定性好，且水性UV耐脏污 自清洁涂料成膜性能稳定，生产效率高。而且是按照所述水性UV耐脏污自清 洁涂料所含的组分进行混合处理。
由于上述所述的所述水性UV耐脏污自清洁涂料具有上述优异性能，因此， 本发明实施例第三方面提供了所述水性UV耐脏污自清洁涂料在基材如塑胶基 材或者已经喷涂底漆的其他基材中的应用，将上述所述的水性UV耐脏污自清 洁涂料的涂料组分与助剂组分混合，加入水调节粘度后，可以直接喷涂在基材 表面，操作简便，提高了施工过程中工作效率，降低施工成本。所述水可以选 用水性涂料中常用的水溶剂，如去离子水等。
将水性UV耐脏污自清洁涂料喷涂在塑胶等基材表面，涂装膜厚为20微米， 60℃红外灯照射下流平8～10分钟待水分完全挥发后，通过800mJ/cm2的能量固 化。
所述的水性UV耐脏污自清洁涂料在基材表面，根据"荷叶自清洁原理"即荷 叶表面上有细微且凹凸不平的纳米结构，所述的水性UV耐脏污自清洁涂料在 干燥成膜过程中，在涂层表面形成类似荷叶的凹凸形貌，这种纳米涂层既可以 使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态，使水与涂层表面的接触角大大增加， 接触角为103°～115°，有利于水珠在涂层表面的滚落，并且在滚动中吸附灰尘 颗粒，增加了污物在漆膜表面粘附的难度。
同时又根据涂层的自分层原理，将疏水性物质引入水性聚氨酯丙烯酸乳液 中，使水性UV耐脏污自清洁涂料在干燥成膜过程中自动分层，从而在涂层表 面富集一层疏水层，其超强的表面张力使其具有强劲的疏水、抗油污能力，进 一步保证堆积或吸附的污染性微粒在能够借助雨水、等作用被去除，涂层自身 所具有的亲-疏水物料特性起到易洁和自洁。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料也可以与其他多种不同涂料搭配，例如单 组份水性涂料、水性PU涂料、水性烤漆涂料、水性UV涂料等，搭配后的多涂 层漆膜同样具有优异性能，可用于汽车内饰、仪器表盘、3C电子产品等各领域。
在具体实施例中所用到的原料均为市售。其中，
所述水性聚氨酯丙烯酸树脂可以为德国ALBERDINGK BOLEY公司(欧宝 迪)的LUX220、COVESTRO(科思创)ACURE 2720、长兴化学工业(中国)有限 公司的DR-W485或湛新树脂(中国)有限公司的UCECOAT 7200；
所述水性UV单体可以为长兴化学工业(中国)有限公司的EM2386、 EM2383、沙多玛化学有限公司AR610、SR344；
所述蜡粉可以为毕克化学的翁开尔3000、科莱恩化工有限公司的3920F；
所述润湿剂可以为毕克化学的BYK346、迪高化学DEGO WET 280；
所述光引发剂可以为巴斯夫股份有限公司的IRGACURE 500、巴斯夫股份 有限公司的TPO-L、股份有限公司IRGACURE1173；
所述pH调节剂可以为三菱化学公司的DMEA；
所述消泡剂可以为BYK019、迪高化学DEGO 810；
所述分散剂可以为毕克化学BYK190、迪高化学DEGO 740W；
所述流变剂可以为路博润公司的SOLTHIX A-200、海名斯特殊化学公司的FX1010；
所述消光粉可以为东曹硅化工株式会社的E-1011、格雷斯化学品公司 C-803、德固赛OK520；
所述十三氟辛基三乙氧基硅烷可以为南京全希化工有限公司的QX-1324、 山东嘉颖化工科技有限公司的KC-13-1；
所述稀释剂可以为乙醇。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表1所示组分(重量份数计)：
表1水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 40
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 7
消光粉 4
水性UV单体 18
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 24.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：
S11，按照表1中所述的水性UV耐脏污自清洁涂料所包含的组分及其含量 分别称取各组分原料：
S12，将称取的水性聚氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、 蜡粉、消光粉混合，在1200r/min下分散20min至粒径20μm，配置第一混合液；
S13，向所述第一混合液中加入称取的水性UV单体、光引发剂、去离子水， 在800r/min下搅拌15min，用200目过滤，配置第二混合液；
S14，向第二混合液中加入pH调节剂调整第二混合液的pH值为7.5～8.0， 调整pH值后过滤，配置成涂料组分；
S15，将称取的质量百分含量80％十三氟辛基三乙氧基硅烷和质量百分含量 20％稀释剂混合，用300目过滤，配置助剂组分；
S16，将所述涂料组分和所述助剂组分按质量比100∶6混合，获得水性UV 耐脏污自清洁涂料。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料在基材中的应用：
将本实施例所述水性UV耐脏污自清洁涂料加入5wt％所述水性UV耐脏污 自清洁涂料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃ 下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表8，结果表明， 水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为H，手感细腻滑爽，接触角 为105°。
实施例2
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表2所示组分(重量份数计)：
表2水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 50
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 7
消光粉 4
水性UV单体 8
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 24.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：本实施例制备水性UV耐 脏污自清洁涂料的方法与实施例1相同。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料在基材中的应用：
将本实施例所述水性UV耐脏污自清洁涂料加入5wt％所述水性UV耐脏污 自清洁涂料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃ 下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表8，结果表明， 水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接触角 110°。
实施例3
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表3所示组分(重量份数计)：
表3水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 60
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 7
消光粉 4
水性UV单体 0
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 22.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：本实施例制备水性UV耐 脏污自清洁涂料的方法与实施例1相同。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的应用：
将本实施例所述水性UV耐脏污自清洁涂料加入6wt％所述水性UV耐脏污 自清洁涂料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃ 下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表8，结果表明， 水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接触角 107°。
实施例4
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表4所示组分(重量份数计)：
表4水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 50
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 4
消光粉 4
水性UV单体 8
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 27.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：本实施例制备水性UV耐 脏污自清洁涂料的方法于实施例1相同。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的应用：
将上述水性UV耐脏污自清洁涂料加入5wt％所述水性UV耐脏污自清洁涂 料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃下烘烤 10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表8，结果表明，水性 UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接触角107°。
实施例5
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表5所示组分(重量份数计)：
表5水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 50
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 10
消光粉 4
水性UV单体 8
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 21.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：本实施例制备水性UV耐 脏污自清洁涂料的方法于实施例1相同。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的应用：
将上述水性UV耐脏污自清洁涂料加入6wt％所述水性UV耐脏污自清洁涂 料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃温度条 件下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表8，结果表明， 水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接触角 109°。
实施例6
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表6所示组分(重量份数计)：
表6水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 50
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 7
消光粉 4
水性UV单体 8
光引发剂 4
pH调节剂 0.1
去离子水 24.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法：与实施例1不同之处在于， 本实施例涂料组分与助剂组分按质量比100∶3混合，获得水性UV耐脏污自清 洁涂料。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的应用：
将上述水性UV耐脏污自清洁涂料加入8wt％所述水性UV耐脏污自清洁涂 料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃温度条 件下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表4，结果表明， 水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接触角 103°。
实施例7
本实施例提供一种水性UV耐脏污自清洁涂料及其制备方法、应用，所述 水性UV耐脏污自清洁涂料含有如下表7所示组分(重量份数计)：
表7水性UV耐脏污自清洁涂料中涂料组分的组成
涂料组分 质量份数
水性聚氨酯丙烯酸乳液 50
流变剂 1
润湿剂 1
消泡剂 0.2
分散剂 0.3
蜡粉 7
消光粉 4
水性UV单体 8
光引发剂 4
PH调节剂 0.1
去离子水 24.4
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法如下：与实施例1不同之处在 于，将涂料组分与助剂组分按质量比100∶9混合，获得水性UV耐脏污自清洁 涂料。
所述水性UV耐脏污自清洁涂料的应用：
将上述水性UV耐脏污自清洁涂料加入10wt％所述水性UV耐脏污自清洁 涂料的去离子水，喷涂于塑胶基材表面，干膜膜厚控制在20μm，在60℃温度 条件下烘烤10min后，再用800mJ/cm2的能量固化。测试结果参照表4，结果表 明，水性UV耐脏污自清洁涂料的附着力为5B，硬度为2H，手感细腻滑爽，接 触角115°。
通过实施例1～实施例7制得的水性UV耐脏污自清洁涂料，施工得到的涂 膜性能参照表8。
表8涂膜性能
Figure BDA0002200488750000191
从表8中看出，实施例7所制备的水性UV耐脏污自清洁涂料施工得到的 涂膜性能最优异，其外观均匀细腻，硬度可达2H，RCA耐磨大于500次，水煮 优异，且水接触角可达115°。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改—等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，包括以下按照重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分3～10份；其中，
所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯酸乳液40～60份、水性UV单体5～10份、蜡粉5～10份、光引发剂2～5份、pH调节剂0.05～0.2份、润湿剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.4份、流变剂0.5～2份、消光粉3～6份、去离子水20～30份，其中，所述水性UV单体包括以下按照重量份数计的组分：高官能水性UV单体1～4份与1～3官能水性UV单体2～3份，所述高官能水性UV单体为4以上官能度的水性UV单体；
所述助剂组分包括以下按照重量百分含量计的组分：十三氟辛基三乙氧基硅烷70％～90％和稀释剂10％～30％。
2.根据权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，包括以下按照重量份数计的组分：涂料组分100份和助剂组分7.2份。
3.根据权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，所述涂料组分包括以下按照重量份数计的组分：水性聚氨酯丙烯酸乳液50份、水性UV单体8份、蜡粉7份、光引发剂4份、pH调节剂0.1份、润湿剂1份、消泡剂0.2份、分散剂0.3份、流变剂1份、消光粉4份、去离子水24.4份。
4.根据权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，所述高官能水性UV单体为乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯；和/或
所述1～3官能水性UV单体为乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，所述蜡粉为PTFE蜡粉；和/或
所述光引发剂为α-羟基环己基苯甲酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、α-羟基异丁酰苯中的至少一种；和/或
所述pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺；和/或
所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物；和/或
所述消光粉为气相二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料，其特征在于，所述润湿剂为改性的聚醚硅氧烷共聚物和/或炔二醇类表面活性剂；和/或
所述分散剂为含有油酸基团的嵌段共聚物烷基铵盐；和/或
所述流变剂为非离子聚氨酯型缔合增稠剂和/或非缔合型碱溶胀增稠剂。
7.一种水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照权利要求1～6任一项所述的水性UV耐脏污自清洁涂料所包含的组分及其含量分别称取各组分原料：
将称取的水性聚氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、消光粉、蜡粉，进行混合处理，配置第一混合液；
向所述第一混合液中加入称取的光引发剂、水性UV单体和去离子水，进行混合处理，配置第二混合液；
向所述第二混合液中加入pH调节剂调整所述第二混合液的pH值为7.5～8.0，调整pH值后过滤，配置成涂料组分；
将称取的十三氟辛基三乙氧基硅烷和稀释剂进行混合处理后过滤，配置助剂组分；
将所述涂料组分和所述助剂组分进行混合处理，得到水性UV耐脏污自清洁涂料。
8.根据权利要求7所述的水性UV耐脏污自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述配置第一混合液的步骤中，所述混合处理是将称取的水性聚氨酯丙烯酸乳液、流变剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、消光粉、蜡粉，于1200～1500r/min下分散20～30min进行混合处理；和/或
所述配置第二混合液的步骤中，所述混合处理是向所述第一混合液中加入称取的光引发剂、水性UV单体、去离子水，于800～1000r/min下分散15～20min进行混合处理；和/或
所述配置助剂组分的步骤中，所述混合处理是将称取的十三氟辛基三乙氧基硅烷和稀释剂于800～1000r/min下分散15～20min进行混合处理。
9.一种如权利要求1所述的水性UV耐脏污自清洁涂料在基材中的应用，其特征在于，将所述的水性UV耐脏污自清洁涂料中包含的涂料组分和助剂组分混合处理，再水调粘度后，喷涂至基底的表面。
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