CN111040546A - 易清洁涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种易清洁涂料及其制备方法和应用。本发明的易清洁涂料，以重量份计，包括：氟硅改性丙烯酸树脂20～30份、聚氨酯丙烯酸酯10～20份、分散剂0.5～7份、溶剂23～60份、固化剂0.7～1.5份。其制备方法为：1)将溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，得到混合液；2)向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀；3)最后加入固化剂至完全溶解，得到易清洁涂料。本发明的易清洁涂料具有附着力好、耐磨性高、韧性好、抗老化等优势，且成本低、综合性能优异。

Description

易清洁涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及易清洁涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着科学技术的快速发展，工程塑料的应用与研究也越来越广泛。与其他材料相比，其各方面的性能都达到了较高的标准，在家用电器方面更是得到了大量采用。然而由于不同家用电器的工作环境，对工程塑料也有了一些特殊功能的需求。如冰箱内胆、端盖以及果蔬盒材质多为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、耐冲击性聚苯乙烯HIPS或通用级聚苯乙烯GPPS，其表面能较大，容易吸附油渍而难以清洁；除此之外，此类材料还存在硬度低、易划伤，长期与食物油接触易开裂老化等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种易清洁涂料，该涂料疏水疏油，易于清洁，且具有很高的透明度，附着在塑料表面上能够提高其光泽度，防止塑料开裂，很大程度上提高了材料的性能及用户的体验度。
本发明还提供了一种上述易清洁涂料的制备方法。
本发明还提供了这种清洁涂料的应用方法，以及包含所述清洁涂料的产品，例如冰箱。
具体而言，本发明所采取的技术方案是：
本发明的一个方面，提供一种易清洁涂料，以重量份计，包括：氟硅改性丙烯酸树脂20～30份、聚氨酯丙烯酸酯10～20份、分散剂0.5～7份、溶剂23～60份和固化剂0.7～1.5份。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂为23～26份；优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂为25.7份。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯14～17份；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯为15.4份。
在一些实施例中，所述分散剂为1～3份；优选地，所述分散剂为1.3份。
在一些实施例中，所述溶剂为40～55份；优选地，所述溶剂为51.5份。
在一些实施例中，所述固化剂为0.9～1.2份；优选地，所述固化剂为1.0份。
氟硅改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸酯的组合使得涂料的水油接触角增大，耐磨性提高，且韧性增加；赋予了涂料易清洁等多种性能。两者的比例对于涂料性能有很大的影响，聚氨酯丙烯酸酯的比例过高会导致涂层硬度大，容易出现大面积龟裂的情况；氟硅改性丙烯酸树脂比例过高则会降低涂层的韧性。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为2～4，优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为3。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为500～900cps。优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为600～800cps；更优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为700cps。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为60～85wt％；优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为65～80wt％；更优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为73wt％。
特定性质的氟硅改性丙烯酸树脂具有优异的抗污性能，且能够更好的和其他组分配合，得到综合性能更加优异的涂料。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为8～12，优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为9～11；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为10。
聚氨酯丙烯酸酯的官能度会影响涂层的水油接触角和易清洁性能。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1200～1800cps；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1400～1600cps；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1500cps。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量不小于80wt％；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量不小于90wt％；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量为100wt％。
在一些实施例中，所述分散剂为羟基丙烯酸酯。
在一些实施例中，所述羟基丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯和4-羟基丁基-甲基丙烯酸酯中的至少一种。优选地，所述羟基丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
羟基丙烯酸酯可以与其他组分配合共同影响涂层的韧性。
在一些实施例中，所述溶剂选自丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的至少一种。
在一些实施例中，所述固化剂选自1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括纳米二氧化硅0～3.8份。
在一些实施例中，所述纳米二氧化硅的粒径不大于100nm；优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为20～80nm。
纳米二氧化硅可以影响涂料的透明度、光泽度和耐磨性。可以通过纳米二氧化硅的比例来控制涂层的光泽度，涂层光泽度的过渡没有明显的界限，纳米二氧化硅含量过高会导致团聚，影响喷涂后的外观。根据实际研究，确定了一个较为合适的界定范围；当纳米二氧化硅的添加量为0～0.8份时，可以得到高光涂层；添加量为0.8～2.2份时得到半高光涂层；添加量为2.2～3.8份时得到哑光涂层。优选地，当纳米二氧化硅的添加量为0份时，得到高光涂层，此时高光效果最好；添加量为0.8～1.8份时得到半高光涂层；添加量为2.6～3.8份时得到哑光涂层。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括流平剂0.4～0.6份；优选地，还包括流平剂为0.5份。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括消泡剂0.6～0.9份；优选地，还包括消泡剂0.7～0.8份；更优选地，还包括消泡剂0.8份。
在一些实施例中，所述流平剂为疏聚醚类改性的有机硅。
流平剂和消泡剂可以提高涂料的流平性能和制备效率。
在一些实施例中，所述易清洁涂料的水接触角不小于90°；优选地，所述易清洁涂料的水接触角不小于99°；更优选地，所述易清洁涂料的水接触角不小于100°。
在一些实施例中，所述易清洁涂料的油接触角不小于40°；优选地，所述易清洁涂料的油接触角不小于45°；更优选地，所述易清洁涂料的油接触角不小于49°。
本发明的另一个方面，提供一种上述易清洁涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)向溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，得到混合液；
2)向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀；
3)最后加入固化剂至完全溶解，得到易清洁涂料。
在一些实施例中，所述步骤1)，向溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂，180～240rpm搅拌至混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，继续搅拌至混合均匀，得到混合液。
在一些实施例中，所述步骤2)中，向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀，继续搅拌半小时。
在一些实施例中，所述制备方法中，步骤2)为向混合液中依次加入分散剂、溶剂、纳米二氧化硅、流平剂和消泡剂混合均匀，继续搅拌半小时。
在一些实施例中，所述步骤1)溶剂和步骤2)中溶剂的用量比为0.9～4:1；优选地，所述步骤1)溶剂和步骤2)中溶剂的用量比为1.8～3.2:1。
本发明的另一个方面，还涉及上述易清洁涂料在工程塑料领域的应用。
本发明的另一个方面，还涉及上述易清洁涂料在冰箱领域的应用；优选地用于冰箱内饰塑料。
本发明的另一个方面，提供一种冰箱内饰塑料，所述冰箱内饰塑料表面设有涂层，所述涂层是由上述的易清洁涂料形成。
本发明的另一方面，提供一种冰箱，包括上述冰箱内饰塑料。
本发明的有益效果是：
本发明的旨在以氟硅改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸为核心原料，搭配其他成分，制备一种疏水疏油的易清洁涂料，该涂料还具有耐磨性高、成本低、综合性能优异等优势。
本发明通过改变氟硅改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸的官能度和用量比，来调整涂料的易清洁、耐磨和疏水疏油等性能；通过加入纳米二氧化硅来调整涂料的光泽度等性能；多组分协同配合，共同作用，得到了塑料用易清洁涂料。
附图说明
图1为涂层1的烘干污染物清洁效果图；
图2为涂层1的冷冻污染物清洁效果图；
图3为涂层1耐摩擦实验后的清洁性能图；
图4为不同涂层的光泽度情况图。
具体实施方式
本发明的一个方面，提供一种易清洁涂料，以重量份计，包括：氟硅改性丙烯酸树脂20～30份、聚氨酯丙烯酸酯10～20份、分散剂0.5～7份、溶剂23～60份和固化剂0.7～1.5份。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂为23～26份；优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂为25.7份。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯14～17份；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯为15.4份。
在一些实施例中，所述分散剂为1～3份；优选地，所述分散剂为1.3份。
在一些实施例中，所述溶剂为40～55份；优选地，所述溶剂为51.5份。
在一些实施例中，所述固化剂为0.9～1.2份；优选地，所述固化剂为1.0份。
氟硅改性丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸酯的组合使得涂料的水油接触角增大，耐磨性提高，且韧性增加；赋予了涂料易清洁等多种性能。两者的比例对于涂料性能有很大的影响，聚氨酯丙烯酸酯的比例过高会导致涂层硬度大，容易出现大面积龟裂的情况；氟硅改性丙烯酸树脂比例过高则会降低涂层的韧性。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为2～4，优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为3。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为500～900cps。优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为600～800cps；更优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂在25℃的黏度为700cps。
在一些实施例中，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为60～85wt％；优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为65～80wt％；更优选地，所述氟硅改性丙烯酸树脂的固含量为73wt％。
特定性质的氟硅改性丙烯酸树脂具有优异的抗污性能，且能够更好的和其他组分配合，得到综合性能更加优异的涂料。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为8～12，优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为9～11；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为10。
聚氨酯丙烯酸酯的官能度会影响涂层的水油接触角和易清洁性能。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1200～1800cps；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1400～1600cps；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯在60℃的黏度为1500cps。
在一些实施例中，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量不小于80wt％；优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量不小于90wt％；更优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量为100wt％。
在一些实施例中，所述分散剂为羟基丙烯酸酯。
在一些实施例中，所述羟基丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯和4-羟基丁基-甲基丙烯酸酯中的至少一种。优选地，所述羟基丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
羟基丙烯酸酯可以与其他组分配合共同影响涂层的韧性。
在一些实施例中，所述溶剂选自丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的至少一种。
在一些实施例中，所述固化剂选自1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括纳米二氧化硅0～3.8份。
在一些实施例中，所述纳米二氧化硅的粒径不大于100nm；优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为20～80nm。
纳米二氧化硅可以影响涂料的透明度、光泽度和耐磨性。可以通过纳米二氧化硅的比例来控制涂层的光泽度，涂层光泽度的过渡没有明显的界限，纳米二氧化硅含量过高会导致团聚，影响喷涂后的外观。根据实际研究，确定了一个较为合适的界定范围；当纳米二氧化硅的添加量为0～0.8份时，可以得到高光涂层；添加量为0.8～2.2份时得到半高光涂层；添加量为2.2～3.8份时得到哑光涂层。优选地，当纳米二氧化硅的添加量为0份时，得到高光涂层，此时高光效果最好；添加量为0.8～1.8份时得到半高光涂层；添加量为2.6～3.8份时得到哑光涂层。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括流平剂0.4～0.6份；优选地，还包括流平剂为0.5份。
在一些实施例中，以重量份计，所述易清洁涂料还包括消泡剂0.6～0.9份；优选地，还包括消泡剂0.7～0.8份；更优选地，还包括消泡剂0.8份。
在一些实施例中，所述流平剂为疏聚醚类改性的有机硅。
流平剂和消泡剂可以提高涂料的制备效率和流平性能。
在一些实施例中，所述易清洁涂料的水接触角不小于90°；优选地，所述易清洁涂料的水接触角不小于99°；更优选地，所述易清洁涂料的水接触角不小于100°。
在一些实施例中，所述易清洁涂料的油接触角不小于40°；优选地，所述易清洁涂料的油接触角不小于45°；更优选地，所述易清洁涂料的油接触角不小于49°。
本发明的另一个方面，提供一种上述易清洁涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)向溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，得到混合液；
2)向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀；
3)最后加入固化剂至完全溶解，得到易清洁涂料。
在一些实施例中，所述步骤1)，向溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂，180～240rpm搅拌至混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，继续搅拌至混合均匀，得到混合液。
在一些实施例中，所述步骤2)中，向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀，继续搅拌半小时。
在一些实施例中，所述制备方法中，步骤2)为向混合液中依次加入分散剂、溶剂、纳米二氧化硅、流平剂和消泡剂混合均匀，继续搅拌半小时。
在一些实施例中，所述步骤1)溶剂和步骤2)中溶剂的用量比为0.9～4:1；优选地，所述步骤1)溶剂和步骤2)中溶剂的用量比为1.8～3.2:1。
本发明的另一个方面，还涉及上述易清洁涂料在工程塑料领域的应用。
本发明的另一个方面，还涉及上述易清洁涂料在冰箱领域的应用；优选地用于冰箱内饰塑料。
本发明的另一个方面，提供一种冰箱内饰塑料，所述冰箱内饰塑料表面设有涂层，所述涂层是由上述的易清洁涂料形成。
本发明的另一方面，提供一种冰箱，包括上述冰箱内饰塑料。
以下结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明并不限于这些具体实施方式。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂25.7重量份、聚氨酯丙烯酸酯15.4重量份、分散剂1.3重量份、溶剂51.5重量份、固化剂1重量份、流平剂0.5重量份和消泡剂0.8重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为3，固含量为73wt％，在25℃的黏度为700cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为10，固含量为100wt％，在60℃的黏度为1500cps；分散剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；固化剂为1-羟基-环己基苯基甲酮；流平剂为聚醚改性有机硅聚合物；溶剂为丙二醇甲醚38.6重量份和乙酸丁酯12.9重量份。
制备：
首先称取25.7重量份氟硅改性丙烯酸树脂于38.6重量份丙二醇甲醚溶剂中，200rpm搅拌至混合均匀；接着将15.4重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取1.3重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和12.9重量份乙酸丁酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.5重量份聚醚改性有机硅聚合物和0.8重量份消泡剂，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入1重量份1-羟基-环己基苯基甲酮至完全溶解，得到易清洁涂料1，避光保存待用。
实施例2：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂25.7重量份、聚氨酯丙烯酸酯15.4重量份、分散剂1.3重量份、溶剂51.5重量份、固化剂1重量份、流平剂0.5重量份、消泡剂0.8重量份和纳米二氧化硅1.5重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为3，固含量为73wt％，在25℃的黏度为700cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为10，固含量为100wt％，在60℃的黏度为1500cps；分散剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；固化剂为1-羟基-环己基苯基甲酮；流平剂为聚醚改性有机硅聚合物；溶剂为丙二醇甲醚38.6重量份和乙酸丁酯12.9重量份；纳米二氧化硅粒径为50nm。
制备：
首先称取25.7重量份氟硅改性丙烯酸树脂于38.6重量份丙二醇甲醚溶剂中，200rpm搅拌至混合均匀；接着将15.4重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取1.3重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和12.9重量份乙酸丁酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.5重量份聚醚改性有机硅聚合物、0.8重量份消泡剂和1.5重量份纳米二氧化硅，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入1重量份1-羟基-环己基苯基甲酮至完全溶解，得到易清洁涂料2，避光保存待用。
实施例3：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂25.7重量份、聚氨酯丙烯酸酯15.4重量份、分散剂1.3重量份、溶剂51.5重量份、固化剂1重量份、流平剂0.5重量份、消泡剂0.8重量份和纳米二氧化硅3.8份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为3，固含量为73wt％，在25℃的黏度为700cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为10，固含量为100wt％，在60℃的黏度为1500cps；分散剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；固化剂为1-羟基-环己基苯基甲酮；流平剂为聚醚改性有机硅聚合物；溶剂为丙二醇甲醚38.6重量份和乙酸丁酯12.9重量份；纳米二氧化硅粒径为50nm。
制备：
首先称取25.7重量份氟硅改性丙烯酸树脂于38.6重量份丙二醇甲醚溶剂中，200rpm搅拌至混合均匀；接着将15.4重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取1.3重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和12.9重量份乙酸丁酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.5重量份聚醚改性有机硅聚合物、0.8重量份消泡剂和3.8重量份纳米二氧化硅，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入1重量份1-羟基-环己基苯基甲酮至完全溶解，得到易清洁涂料3，避光保存待用。
实施例4：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂25重量份、聚氨酯丙烯酸酯12重量份、分散剂5重量份、溶剂40重量份、固化剂1.3重量份、流平剂0.5重量份和消泡剂0.7重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为2，固含量为65wt％，在25℃的黏度为500cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为12，固含量为100wt％，在60℃的黏度为1600cps；分散剂为丙烯酸羟乙酯；固化剂为1-羟基-环己基苯基甲酮；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；溶剂为二乙二醇单甲醚20重量份和乙酸丙酯20重量份。
制备：
首先称取25重量份氟硅改性丙烯酸树脂于20重量份二乙二醇单甲醚溶剂中，180rpm搅拌至混合均匀；接着将12重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取5重量份丙烯酸羟乙酯和20重量份乙酸丙酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.5重量份聚醚改性聚二甲基硅氧和0.7重量份消泡剂，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入1.3重量份1-羟基-环己基苯基甲酮至完全溶解，得到易清洁涂料4，避光保存待用。
实施例5：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂20重量份、聚氨酯丙烯酸酯20重量份、分散剂0.5重量份、溶剂55重量份、固化剂0.9重量份、流平剂0.4重量份和消泡剂0.6重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为4，固含量为80wt％，在25℃的黏度为800cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为9，固含量为90wt％，在60℃的黏度为1400cps；分散剂为甲基丙烯酸羟乙酯；固化剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；溶剂为二丙二醇二甲醚40重量份和乙酸戊酯15重量份。
制备：
首先称取20重量份氟硅改性丙烯酸树脂于40重量份二丙二醇二甲醚溶剂中，210rpm搅拌至混合均匀；接着将20重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取0.5重量份甲基丙烯酸羟乙酯和15重量份乙酸戊酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.4重量份聚醚改性聚二甲基硅氧和0.6重量份消泡剂，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入0.9重量份2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦至完全溶解，得到易清洁涂料5，避光保存待用。
实施例6：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂30重量份、聚氨酯丙烯酸酯10重量份、分散剂2重量份、溶剂42重量份、固化剂0.7重量份、流平剂0.6重量份、消泡剂0.9重量份和纳米二氧化硅1.8重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为4，固含量为80wt％，在25℃的黏度为800cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为12，固含量为100wt％，在60℃的黏度为1800cps；分散剂为季戊四醇三丙烯酸酯；固化剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；溶剂为二丙二醇二甲醚32重量份和丁二酸二甲酯10重量份；纳米二氧化硅粒径为50nm。
制备：
首先称取30重量份氟硅改性丙烯酸树脂于32重量份二丙二醇二甲醚溶剂中，240rpm搅拌至混合均匀；接着将10重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取2重量份季戊四醇三丙烯酸酯和10重量份丁二酸二甲酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.6重量份聚醚改性聚二甲基硅氧烷、0.9重量份消泡剂和1.8重量份纳米二氧化硅，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入0.7重量份2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦至完全溶解，得到易清洁涂料6，避光保存待用。
实施例7：
组成：氟硅改性丙烯酸树脂28重量份、聚氨酯丙烯酸酯18重量份、分散剂7重量份、溶剂60重量份、固化剂1.5重量份、流平剂0.6重量份、消泡剂0.9重量份和纳米二氧化硅2.6重量份。
其中，氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为4，固含量为75wt％，在25℃的黏度为900cps；聚氨酯丙烯酸酯官能度为8，固含量为80wt％，在60℃的黏度为1200cps；分散剂为4-羟基丁基-甲基丙烯酸酯；固化剂为1-羟基-环己基苯基甲酮；流平剂为聚醚改性有机硅聚合物；溶剂为丙二醇甲醚47.3重量份和乙酸丁酯12.7重量份；纳米二氧化硅粒径为50nm。
制备：
首先称取28重量份氟硅改性丙烯酸树脂于47.3重量份丙二醇甲醚溶剂中，180rpm搅拌至混合均匀；接着将18重量份聚氨酯丙烯酸酯溶于上述混合溶液中，继续搅拌至混合均匀；依次取7重量份4-羟基丁基-甲基丙烯酸酯和12.7重量份乙酸丁酯缓慢倒入上述混合溶液中搅拌均匀；然后分别加入0.6重量份聚醚改性有机硅聚合物、0.9重量份消泡剂和2.6重量份纳米二氧化硅，搅拌均匀后继续搅拌半个小时，最后加入1.5重量份1-羟基-环己基苯基甲酮至完全溶解，得到易清洁涂料7，避光保存待用。
对比例1：
聚氨酯丙烯酸酯官能度为6，其他组分、配比和制备方法同实施例1，得到涂料8，避光保存待用。
对比例2：
聚氨酯丙烯酸酯官能度为15，其他组分、配比和制备方法同实施例1，得到涂料9，避光保存待用。
对比例3：
将聚氨酯丙烯酸酯的用量调整为25重量份，其他组分、配比和制备方法同实施例1，得到涂料10，避光保存待用。
将实施例和对比例制备得到的涂料涂覆于塑料基材上，并用紫外光固化，得到带涂层塑料，其中，涂料1～10形成的涂层对应编号依次为涂层1～10。空白是指没有涂层的塑料表面。对各涂层进行性能测试。
一、接触角性能测试
采用OCA25视频光学接触角测量仪测试各涂层的水/油接触角，其中，该设备的接触角测量范围：0～180°，精度：±0.1°，分辨率：±0.01°。
实验结果如表1所示，可以看出，塑料基材本身的水接触角仅为88.41°，而涂覆本发明涂层后，水接触角范围99.65°～104.54°；涂覆官能度过低或过高的聚氨酯丙烯酸酯涂层和涂覆高比例聚氨酯丙烯酸酯涂层虽然相对于塑料基材的水接触角增大，但小于本发明涂层的水接触角。塑料基材本身的油接触角仅为16.21°，而涂覆涂层后，油接触角范围49.04°～52.15°；涂覆官能度过低或过高的聚氨酯丙烯酸酯涂层和涂覆高比例聚氨酯丙烯酸酯涂层虽然相对于塑料基材的油接触角增大，但小于本发明涂层的油接触角。说明本发明涂层具有优异的疏水疏油性能。
表1涂层接触角实验结果
Figure BDA0002339487020000121
Figure BDA0002339487020000131
二、油污滴落实验
食用油为花生油，烟机油为花生油炒海带后从吸油烟机中分离出来的油污。
测试方法：
将附有涂层的试件倾斜45°靠放，油滴(采用干燥、洁净的胶头滴管)在距离试板0mm的高度滴下，油滴在滑落的过程中发生收缩、断裂。油滴，以一定的速度v下滑，油滴在试板上滑落的距离为B，记录滑落距离B所花费的时间t。其板厚、油滴大小造成的距离差异可以忽略不计，距离B规定为150mm。油滴的滑落速度按下式计算：
v＝B/t
式中：B为油珠滑过的距离，单位为mm；
t为滑过距离B所用的时间，单位为s；
v为油珠滑落的速度，单位为mm/s。
实验结果如表2所示，塑料基材表面，食用油滴落时间为70s，滴落速度为2.14mm/s；烟机油落时间为102.51s，滴落速度为1.46mm/s。而本发明涂层表面，食用油滴落时间为14.50s～17.88s，滴落速度为7.54mm/s～10.34mm/s；烟机油落时间为19s～24s，滴落速度为6.25mm/s～7.89mm/s。涂覆官能度过低或过高的聚氨酯丙烯酸酯涂层和涂覆高比例聚氨酯丙烯酸酯的涂层表面，食用油滴落时间分别为17.15s、16.80s和16.5s，滴落速度分别为8.75mm/s、8.93mm/s和9.09mm/s；烟机油滴落时间分别为26.1s、25.5s和25.2s，滴落速度分别为5.75mm/s、5.88mm/s和5.95mm/s。
油滴的滴落情况不仅与涂层的接触角有关，还与涂层本身的摩擦力等其他性能有关，结合实验数据可以看出，塑料基材表面的油滴滴落时间远大于涂层表面，油滴滴落速度远小于涂层表面；本发明涂层的食用油油滴和烟机油的油滴滴落时间均小于对比例涂层(涂层8～10)；说明在重力作用下有本发明涂层的样品防油污性能优异，且经肉眼观察发现有本发明涂层的样品表面的油污残留量相比无涂层样品和对比例涂层少很多。
表2油滴滴落实验结果
Figure BDA0002339487020000141
三、涂层易清洁性能评价方法及测试结果
污渍：1-油麦菜汁、2-菠菜汁、3-菜心汁、4-上海青汁、5-生菜汁、6-西红柿汁、7-蒜蓉辣椒酱、8-老干妈、9-油盐酱醋。
模拟污染物擦拭性能测试：
1、污染物测试及评价(测试方法一)
1)将涂好污染物的样品放置于75℃的烘箱内，烘2h；
2)拿出后，冷却10min，用纸巾用约10N的力擦拭样品，看表面污染物残留情况。
结果如图1所示，图中从左至右塑料板上的污渍依次为1～9，图1A为无涂层的塑料基材的清洁性能，图1B为有涂层1的塑料基材的清洁性能。
2、污染物测试及评价(测试方法二)
1)将涂好污染物的样品放置于冰箱冷冻区域，放置18h；
2)拿出后，恒温10min，用纸巾用约10N的力擦拭样品，看表面污染物残留情况。
结果如图2所示，图中从左至右塑料板上的污渍依次为1～9，图2A为有涂层1的塑料基材的清洁性能，图2B为无涂层的塑料基材的清洁性能。
从结果可以知道，污染物涂在塑料基材表面时，铺展的较好，而涂在涂层表面时，因为涂层的疏水疏油特性，会出现一定程度的聚集，如图1B、2A的左图所示。高温烘干污染物可以模拟油污渗入的情况，有涂层/无涂层样品干擦都难以擦拭，湿擦情况下，有涂层样品效果比无涂层好；冷藏干燥的污渍在干擦/湿擦情况下，有涂层效果均好于无涂层；说明本发明的涂层具有优异的易清洁性能。
四、涂层易清洁耐久性测试
1、耐久性实验：
测试方法：采用往复式摩擦试验机器进行测试，垂直增重1.5kg，在涂层上方使用聚酯纤维或者纯棉的抹布蘸取5％的洗洁精溶剂进行往复式擦拭。抹布应蘸有5％的洗洁精溶液，洗洁精采用普通的洗洁精(不得采用有强碱、强氧化性的威猛先生等强力洗涤剂)。抹布需要每200次换新抹布。
2、油性笔实验：
用油性笔在涂层上标记，用水浸润后，用干抹布擦拭，通过观察擦拭后油性笔标记的有无来判断涂层的易清洁性能。
图3为涂层1的清洁性能研究，图3A为涂层1的初始清洁性能，图3B为涂层1在2000次摩擦后的清洁性能，可以看出涂层1经过耐摩擦实验后仍然有非常好的清洁性能。
五、涂层光泽度实验
实验方法：将涂层放置于日光灯管下，观察涂层上灯管的倒影，如果倒影完全清晰则为高光涂层；轻微模糊则为半高光涂层，非常模糊为哑光涂层。
将涂层1、涂层2和涂层3置于日光灯下，观察光泽度，结果如图4所示，其中图4A为涂层1的光泽度情况，显示为高光涂层，图4B为涂层2的光泽度情况，显示为半高光涂层，图4C为涂层3的光泽度情况，显示为哑光涂层。说明纳米二氧化硅的比例可以影响本发明涂层的光泽度，可以根据实际需求选择纳米二氧化硅的添加量。
本领域技术人员应该理解的是，本发明的使用不受限于上述特定应用。就本文描述或描绘的特定元素和/或特征而言，本发明也不局限于其优选实施方案。应当理解的是，本发明不限于所公开的实施方案例或各个实施方案，且在不脱离由以下权利要求所阐述和限定的本发明的范围的情况下能够进行许多重新布置、修改和替换。

Claims (15)

1.一种易清洁涂料，其特征在于，以重量份计，包括：氟硅改性丙烯酸树脂20～30份、聚氨酯丙烯酸酯10～20份、分散剂0.5～7份、溶剂23～60份和固化剂0.7～1.5份。
2.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，所述氟硅改性丙烯酸树脂的官能度为2～4。
3.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为8～12。
4.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，所述分散剂为羟基丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的易清洁涂料，其特征在于，所述羟基丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯和4-羟基丁基-甲基丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，所述溶剂选自丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，所述固化剂选自1-羟基-环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，以重量份计，所述易清洁涂料还包括纳米二氧化硅0～3.8份。
9.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，以重量份计，所述易清洁涂料还包括消泡剂0.6～0.9份。
10.根据权利要求1所述的易清洁涂料，其特征在于，以重量份计，所述易清洁涂料还包括流平剂0.3～0.7份。
11.一种权利要求1至10中任一项所述的易清洁涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向溶剂中加入氟硅改性丙烯酸树脂混合均匀，再加入聚氨酯丙烯酸酯，得到混合液；
2)向混合液中依次加入分散剂和溶剂混合均匀；
3)最后加入固化剂至完全溶解，得到易清洁涂料。
12.权利要求1至10中任一项所述的易清洁涂料在工程塑料领域中的应用。
13.权利要求1至10中任一项所述的易清洁涂料在冰箱领域中的应用。
14.一种冰箱内饰塑料，其特征在于，所述冰箱内饰塑料表面设有涂层，所述涂层是由权利要求1至10中任一项所述的易清洁涂料形成。
15.一种冰箱，其特征在于：包括权利要求14所述的冰箱内饰塑料。
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