CN111849343A - 紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺 - Google Patents

紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺，其中组合物包括以下质量份数的组份，疏水性光固化树脂25‑50份；N‑丙烯酰吗啉75‑150份；纳米颗粒10‑20份；光引发剂1.5‑3.5份；偶联剂1‑2份。本发明提供的紫外光固化涂料组合物涂布于玻璃、PET薄膜等常见材料表面后，防雾效果明显，持续时间长，耐磨性能好，并且本发明无溶剂，环保不会造成环境污染。

Description

紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺
技术领域
本发明属于紫外光固化涂料技术领域，尤其涉及一种紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺。
背景技术
雾是生活中常见现象，由于空气中的水蒸气在温度露点附近时，会凝结成很小的液滴变成雾，严重影响光线的透过率、反射率。而传统的除雾方式有三种：加热法、对流法和涂料法
其中，涂料法是在材质表面进行涂布一层防雾涂层，相对前两种方便且效果好。目前，防雾涂料采用亲水材料，这样一来亲水涂层能够吸水，防雾效果较好，但是涂层随着吸水，整体会膨胀变软，防雾和机械性能急剧下降。而另一方面，随着环保要求的提高以及安全意识的增强，无溶剂型UV光固化被日益青睐，但是目前市场上普通的防雾涂层的防雾效果持续时间较短，有溶剂不环保，耐磨性差。
针对现有技术的不足，需要调配出一种全新的防雾涂料组合物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种持久防雾、耐磨、快速固化的紫外光固化涂料组合物及其涂布工艺。
为实现前述目的，本发明提供了一种紫外光固化涂料组合物，包括以下质量份数的组份，
疏水性光固化树脂 25-50份；
N-丙烯酰吗啉 75-150份；
纳米颗粒 10-20份；
光引发剂 1.5-3.5份；
偶联剂 1-2份。
作为本发明的进一步改进，所述疏水性光固化树脂包括聚氨酯丙烯酸酯，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为5-10。
作为本发明的进一步改进，所述纳米颗粒包括纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化硅中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述纳米颗粒的粒径范围小于100nm。
作为本发明的进一步改进，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述的偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇中的一种或几种。
本发明还提供了一种紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，包括以下步骤，
a、称取疏水性光固化树脂25-50份；N-丙烯酰吗啉75-150份；纳米颗粒10-20份；光引发剂1.5-3.5份；偶联剂1-2份，以上份数为质量份数；
b、将疏水性光固化树脂、N-丙烯酰吗啉、光引发剂置于搅拌器中搅拌，转速设定为1500-2000r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入偶联剂和纳米颗粒，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为128～132μm，匀速拉动离型膜的一端，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1000-2000mJ/cm2，固化完成后得到厚度3-7μm的防雾涂层。
作为本发明的进一步改进，所述基材的种类包括玻璃、PET薄膜。
作为本发明的进一步改进，所述步骤c中，拉动离型膜一端的速度保持在6～10m/min。
作为本发明的进一步改进，所述防雾涂层的硬度为B～2H。
本发明有益效果：
本发明提供的紫外光固化涂料组合物涂布于玻璃、PET薄膜等常见材料表面后，防雾效果明显，持续时间长，耐磨性能好，并且本发明无溶剂，环保不会造成环境污染。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细描述。
本实施方式提供了一种紫外光固化涂料组合物，包括以下质量份数的组份，
疏水性光固化树脂 25-50份；
N-丙烯酰吗啉 75-150份；
纳米颗粒 10-20份；
光引发剂 1.5-3.5份；
偶联剂 1-2份。
所述疏水性光固化树脂包括聚氨酯丙烯酸酯，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为5-10。所述纳米颗粒包括纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化硅中的一种或多种。所述纳米颗粒的粒径范围小于100nm。
所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯中的一种或几种。所述的偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇中的一种或几种。
本实施方式还提供了一种紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，包括以下步骤，
a、称取疏水性光固化树脂25-50份；N-丙烯酰吗啉75-150份；纳米颗粒10-20份；光引发剂1.5-3.5份；偶联剂1-2份，以上份数为质量份数；
b、将疏水性光固化树脂、N-丙烯酰吗啉、光引发剂置于搅拌器中搅拌，转速设定为1500-2000r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入偶联剂和纳米颗粒，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为128～132μm，匀速拉动离型膜的一端，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1000-2000mJ/cm2，固化完成后得到厚度3-7μm的防雾涂层。
所述基材的种类包括玻璃、PET薄膜，所述步骤c中，拉动离型膜一端的速度保持在6～10m/min，所述防雾涂层的硬度为B～2H。这里的基材除常用的玻璃和PET薄膜外，还适用于其他薄膜或钢化膜等表面。
为了更好的体现本发明的优势所在，以下通过具体实施例结合实验测试验证来作进一步的阐述。
实施例1
a、称取聚氨酯丙烯酸酯25份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉75份；纳米氧化锌20份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、苯乙酮酸甲酯1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为1500r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化锌，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为128μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在6m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1000mJ/cm2，固化完成后得到厚度3μm的防雾涂层。
实施例2
a、称取聚氨酯丙烯酸酯50份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉150份；纳米氧化锌10份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮置于搅拌器中搅拌，转速设定为2000r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化锌，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为132μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在10m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至2000mJ/cm2，固化完成后得到厚度7μm的防雾涂层。
实施例3
a、称取聚氨酯丙烯酸酯35份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉115份；纳米氧化锌12份；苯乙酮酸甲酯2份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷1份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为1800r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和纳米氧化锌，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为130μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在7m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1300mJ/cm2，固化完成后得到厚度5μm的防雾涂层。
实施例4
a、称取聚氨酯丙烯酸酯43份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉120份；纳米氧化铁16份；1-羟基环己基苯基甲酮3份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、1-羟基环己基苯基甲酮置于搅拌器中搅拌，转速设定为1800r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和纳米氧化铁，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为129μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在8m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1600mJ/cm2，固化完成后得到厚度4μm的防雾涂层。
实施例5
a、称取聚氨酯丙烯酸酯38份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉96份；纳米氧化硅17份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、苯乙酮酸甲酯1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为2000r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化硅，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为130μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在10m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至2000mJ/cm2，固化完成后得到厚度6μm的防雾涂层。
实施例6
a、称取聚氨酯丙烯酸酯45份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉130份；纳米氧化硅14份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、苯乙酮酸甲酯1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为1700r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化硅，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为130μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在8m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1300mJ/cm2，固化完成后得到厚度4μm的防雾涂层。
实施例7
a、称取聚氨酯丙烯酸酯30份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉105份；纳米氧化铁20份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、苯乙酮酸甲酯1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为1500r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化铁，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为128μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在7m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1200mJ/cm2，固化完成后得到厚度5μm的防雾涂层。
实施例8
a、称取聚氨酯丙烯酸酯37份，官能度5-10；N-丙烯酰吗啉120份；纳米氧化锌10份、纳米氧化铁3份、纳米氧化硅7份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、苯乙酮酸甲酯1.5份；3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1份、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇0.5份，以上份数为质量份数；
b、将聚氨酯丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯置于搅拌器中搅拌，转速设定为1750r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇和纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化硅，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为131μm，匀速拉动离型膜的一端，速度保持在9m/min，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1600mJ/cm2，固化完成后得到厚度6μm的防雾涂层。
实验测试
(1)防雾性能测试
------测试方法采用GB T 31726-2015塑料薄膜防雾性试验方法中的急速热雾法。
(2)耐擦伤性测试
------用负载500g的#000钢丝绒摩擦涂防雾涂层，肉眼观察表面的变化。
(3)硬度测试
------测试方法根据国家标准GB/T 6739-2006采用铅笔硬度法测定。
(4)耐老化性测试
------测试方法根据国家标准GB/T 1865-1997进行测定。
采用急速热雾法测试上述实施例1-8得到的防雾涂层，60s后观察底部标准对数近视力表字迹非常清晰，说明防雾非常好。
进行耐磨测试，只有局部擦伤，说明耐磨性能优良。
进行硬度测试，所述实施例1-8得到的防雾涂层的硬度为B～2H，说明硬度适中。
进行耐老化测试，所述实施例1-8的防雾涂层再进行防雾性能测试之后，经60s观察底部标准对数近视力表字迹依旧清晰，说明耐老化性能也非常好。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种紫外光固化涂料组合物，其特征在于：包括以下质量份数的组份，
疏水性光固化树脂25-50份；
N-丙烯酰吗啉75-150份；
纳米颗粒10-20份；
光引发剂1.5-3.5份；
偶联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于：所述疏水性光固化树脂包括聚氨酯丙烯酸酯，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为5-10。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于：所述纳米颗粒包括纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于：所述纳米颗粒的粒径范围小于100nm。
5.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于：所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯乙酮酸甲酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料组合物，其特征在于：所述的偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇中的一种或几种。
7.一种紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，其特征在于：包括以下步骤，
a、称取疏水性光固化树脂25-50份；N-丙烯酰吗啉75-150份；纳米颗粒10-20份；光引发剂1.5-3.5份；偶联剂1-2份，以上份数为质量份数；
b、将疏水性光固化树脂、N-丙烯酰吗啉、光引发剂置于搅拌器中搅拌，转速设定为1500-2000r/min，搅拌20-30min直至混合均匀，接着加入偶联剂和纳米颗粒，继续搅拌30-50min，然后出料；
c、采用辊式法，在基材和离型膜之间倒入步骤2中的混合物，调整两辊之间的间距为128～132μm，匀速拉动离型膜的一端，制得未固化的涂层；
d、将所述未固化的涂层放入紫外线固化其中，能量调至1000-2000mJ/cm2，固化完成后得到厚度3-7μm的防雾涂层。
8.根据权利要求7中所述的紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，其特征在于：所述基材的种类包括玻璃、PET薄膜。
9.根据权利要求7中所述的紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，其特征在于：所述步骤c中，拉动离型膜一端的速度保持在6～10m/min。
10.根据权利要求7中所述的紫外光固化涂料组合物的涂布工艺，其特征在于：所述防雾涂层的硬度为B～2H。
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