CN110903754A - 一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备和使用方法，涉及聚氨酯丙烯酸酯涂料技术领域，本发明的涂料包括如下重量份原料：聚氨酯丙烯酸酯30‑50份、丙烯酸树脂15‑40份、羧基化石墨烯分散液10‑15份、溶剂40‑60份、光引发剂1‑5份和催化剂0.1‑1份。本发明采用亲水性的纯丙烯酸树脂配合疏水性的聚氨酯丙烯酸酯，光固化后形成亲水性和疏水性部分交联的网状结构；同时，由于羧基化石墨烯分散液具有亲水性，致使水滴在涂层上易铺展形成水膜而不会起雾；同时通过引入石墨烯使得所制得的紫外光固化防雾涂料各项成膜性能均较优，能够保留羧基化石墨烯本身所具有的亲水性和附着力。

Description

一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯丙烯酸酯涂料技术领域，特别涉及一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备和使用方法。
背景技术
在日常生活中，当空气中的水蒸气在温度低于露点时，便会凝结成微小的液滴而成雾。而温度较高一侧的空气中汽化液体遇到塑胶或玻璃等材料时会凝结在其表面形成流动性较差的小液滴，使塑胶或玻璃表面产生雾气。这种现象经常发生在窗户、浴室镜子、眼镜、游泳及潜水眼镜、挡风玻璃、光学仪器镜头、车灯、指示灯、农膜等这些与我们生活紧密相关的透明材料上。这些小液滴可使光线产生不规则的散射、反射和衍射，影响了塑胶或玻璃等材料对光线的透射能力。
为了解决这些问题，一般会对材料表面进行疏水或亲水处理。疏水常用全氟树脂类，一方面价格较高，另一方面该类树脂一般较软，耐磨性差，同时其疏水特性也导致其表面容易吸附油污和灰尘，反而达不到要求的效果。而有机亲水涂料本身价格较为便宜，也可通过一些改性来提高其耐磨性。使用有机亲水涂层相比于疏水涂层处理方法不但施工方便，而且价格低廉。
目前，石墨烯由于其具有较好的导热能力和亲水性，因而日益受到研究关注，但将氧化石墨加入各成膜高分子物料中后，在存储过程中，氧化石墨容易出现迁移上浮等问题，导致涂料的防雾效果受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备和使用方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，包括如下重量份原料：
聚氨酯丙烯酸酯30-50份、丙烯酸树脂15-40份、羧基化石墨烯分散液10-15份、溶剂40-60份、光引发剂1-5份和催化剂0.1-1份。
优选的，所述溶剂为水或乙醇。
优选的，所述羧基化石墨烯分散液片径小于500nm。
优选的，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一种。
优选的，所述催化剂为二氧化锗或三氧化锑。
一种所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将羧基化石墨烯分散液分散于溶剂中，搅拌分散均匀得到第一混合物待用；
(b)在容器中加入聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂，在惰性气体保护下加入光引发剂和催化剂，升温至40-60℃搅拌均匀得到第二混合物；
(c)向所述第二混合物中缓慢加入所述第一混合物，40-60℃下搅拌反应30-60min，冷却得到第三混合物；
(d)将所述第三混合物用500-600目过滤，即得到所需的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料。
一种所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的使用方法，包括如下步骤：
(A)使用乙酸丁酯：乙酸乙酯：丁酮按4:3:3的比例配置得到的稀释溶剂；
(B)将防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料使用所述稀释溶剂按涂料：稀释溶剂为100:1-100:40的比例稀释涂料，使用搅拌机搅拌20-30min中确保混合均匀得到第四混合物；
(C)将所述第四混合物使用400-500目滤网过滤得到第一滤液；
(D)使用带网纹辊的涂布机对所述第一滤液进行涂布得到涂膜；
(E)将所述涂膜使用UV固化机固化3-5min即可；其中，UV能量为1000-1300mJ/cm2，UV光强为170-230mw/cm2。
采用上述技术方案，本发明采用亲水性的纯丙烯酸树脂配合疏水性的聚氨酯丙烯酸酯，光固化后形成亲水性和疏水性部分交联的网状结构；同时，由于羧基化石墨烯分散液具有亲水性，致使水滴在涂层上易铺展形成水膜而不会起雾；同时通过引入石墨烯使得所制得的紫外光固化防雾涂料各项成膜性能均较优，能够保留羧基化石墨烯本身所具有的亲水性和附着力。
附图说明
图1为本发明实施例1-3中涂料的性能测试数据。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，包括如下重量份原料：
聚氨酯丙烯酸酯40份、丙烯酸树脂30份、片径小于500nm的羧基化石墨烯分散液13份、水50份、1-羟基环己基苯基甲酮3份和二氧化锗0.5份。
片径小于500nm的羧基化石墨烯分散液购于南京先丰纳米材料科技有限公司，编号/CAS号：XF004L 7440-44-0；其他原料均为市售产品。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将羧基化石墨烯分散液分散于水中，搅拌分散均匀得到第一混合物待用；
(b)在容器中加入聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂，在惰性气体保护下加入1-羟基环己基苯基甲酮和二氧化锗，升温至5℃搅拌均匀得到第二混合物；
(c)向第二混合物中缓慢加入第一混合物，50℃下搅拌反应50min，冷却得到第三混合物；
(d)将第三混合物用550目过滤，即得到所需的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的使用方法，包括如下步骤：
(A)使用乙酸丁酯：乙酸乙酯：丁酮按4:3:3的比例配置得到的稀释溶剂；
(B)将防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料使用稀释溶剂按涂料：稀释溶剂为100:20的比例稀释涂料，使用搅拌机搅拌25min中确保混合均匀得到第四混合物；
(C)将第四混合物使用450目滤网过滤得到第一滤液；
(D)使用带网纹辊的涂布机对第一滤液进行涂布得到涂膜；
(E)将涂膜使用UV固化机固化4min即可；其中，UV能量为1200mJ/cm2，UV光强为200mw/cm2。
实施例2
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，包括如下重量份原料：
聚氨酯丙烯酸酯30份、丙烯酸树脂15份、片径小于500nm的羧基化石墨烯分散液10份、乙醇40份、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯混合物1份和三氧化锑0.1份。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将羧基化石墨烯分散液分散于乙醇中，搅拌分散均匀得到第一混合物待用；
(b)在容器中加入聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂，在惰性气体保护下加入2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯混合物和三氧化锑，升温至40℃搅拌均匀得到第二混合物；
(c)向第二混合物中缓慢加入第一混合物，40℃下搅拌反应30min，冷却得到第三混合物；
(d)将第三混合物用500目过滤，即得到所需的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的使用方法，包括如下步骤：
(A)使用乙酸丁酯：乙酸乙酯：丁酮按4:3:3的比例配置得到的稀释溶剂；
(B)将防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料使用稀释溶剂按涂料：稀释溶剂为100:1的比例稀释涂料，使用搅拌机搅拌20min中确保混合均匀得到第四混合物；
(C)将第四混合物使用400目滤网过滤得到第一滤液；
(D)使用带网纹辊的涂布机对第一滤液进行涂布得到涂膜；
(E)将涂膜使用UV固化机固化3min即可；其中，UV能量为1000mJ/cm2，UV光强为170mw/cm2。
实施例3
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，包括如下重量份原料：
聚氨酯丙烯酸酯50份、丙烯酸树脂40份、羧基化石墨烯分散液15份、水和乙醇混合物60份、1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦混合物5份和二氧化锗和三氧化锑混合物1份。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将羧基化石墨烯分散液分散于水和乙醇混合物中，搅拌分散均匀得到第一混合物待用；
(b)在容器中加入聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂，在惰性气体保护下加入1-羟基环己基苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦混合物和二氧化锗和三氧化锑混合物，升温至60℃搅拌均匀得到第二混合物；
(c)向第二混合物中缓慢加入第一混合物，60℃下搅拌反应60min，冷却得到第三混合物；
(d)将第三混合物用600目过滤，即得到所需的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料。
一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的使用方法，包括如下步骤：
(A)使用乙酸丁酯：乙酸乙酯：丁酮按4:3:3的比例配置得到的稀释溶剂；
(B)将防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料使用稀释溶剂按涂料：稀释溶剂为100:40的比例稀释涂料，使用搅拌机搅拌30min中确保混合均匀得到第四混合物；
(C)将第四混合物使用500目滤网过滤得到第一滤液；
(D)使用带网纹辊的涂布机对第一滤液进行涂布得到涂膜；
(E)将涂膜使用UV固化机固化5min即可；其中，UV能量为1300mJ/cm2，UV光强为230mw/cm2。
对实施例1-3得到的涂料进行性能测试，结果如图1所示，由图可知，通过本发明的方法制备得到的涂料具有较小的水滴角度、防雾性好且具有良好的耐雨水性。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于：包括如下重量份原料：
聚氨酯丙烯酸酯30-50份、丙烯酸树脂15-40份、羧基化石墨烯分散液10-15份、溶剂40-60份、光引发剂1-5份和催化剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述溶剂为水或乙醇。
3.根据权利要求1所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述羧基化石墨烯分散液片径小于500nm。
4.根据权利要求1所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料，其特征在于：所述催化剂为二氧化锗或三氧化锑。
6.一种如权利要求1-5任一所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(a)将羧基化石墨烯分散液分散于溶剂中，搅拌分散均匀得到第一混合物待用；
(b)在容器中加入聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸树脂，在惰性气体保护下加入光引发剂和催化剂，升温至40-60℃搅拌均匀得到第二混合物；
(c)向所述第二混合物中缓慢加入所述第一混合物，40-60℃下搅拌反应30-60min，冷却得到第三混合物；
(d)将所述第三混合物用500-600目过滤，即得到所需的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料。
7.一种如权利要求1-5任一所述的防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
(A)使用乙酸丁酯：乙酸乙酯：丁酮按4:3:3的比例配置得到的稀释溶剂；
(B)将防雾聚氨酯丙烯酸酯涂料使用所述稀释溶剂按涂料：稀释溶剂为100:1-100:40的比例稀释涂料，使用搅拌机搅拌20-30min中确保混合均匀得到第四混合物；
(C)将所述第四混合物使用400-500目滤网过滤得到第一滤液；
(D)使用带网纹辊的涂布机对所述第一滤液进行涂布得到涂膜；
(E)将所述涂膜使用UV固化机固化3-5min即可；其中，UV能量为1000-1300mJ/cm2，UV光强为170-230mw/cm2。
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