CN114456700A - 一种防护面罩用uv防雾涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防护面罩用UV防雾涂料及其制备方法，防雾涂料包括以下重量份组分：亲水性丙烯酸酯低聚物20～50份；亲水性活性稀释剂15～45份；高官活性稀释剂1～10份；光引发剂1～8份；溶剂19.5～40份；流平剂0.1～0.5份。制备方法为将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂混合，再加入流平剂，得到所述的防护面罩用UV防雾涂料。与现有技术相比，本发明制备的UV固化超亲水防雾涂料，可快速固化，涂层稳定性好，原料的亲水性物质含量高，亲水性能优异，高官活性稀释剂使得耐水耐磨性能优越，采用已工业生产的带多羟基UV稀释剂替代亲水性丙烯酸酯低聚物，成本低。

Description

一种防护面罩用UV防雾涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防雾涂料技术领域，具体涉及一种防护面罩用UV防雾涂料及其制备方法。

背景技术

雾是气象环境中一种常见的自然现象。空气中的水蒸气在温度达到或接近露点温度时，便会凝结成微小的液滴而成雾。透明材料表面水滴雾化的结果，不仅透光率下降影响视觉，有时甚至产生危害。

为了防止透明材料表面雾化，人们采取了多种措施以消除雾滴的凝结。较为理想选择是在透明材料表面涂覆一层UV防雾涂料，以阻止雾状水滴的冷凝，从而保持透明材料的光学通透性。此种亲水性UV防雾涂料是因为涂膜表面具有超亲水结构，当雾状水滴冷凝在涂膜表面，会立即迅速地润湿并铺展开来而不能凝聚，从而起到良好的防雾作用，而且因是UV固化，耗能少，且涂层稳定。

防护面罩作为医生护士工作时惯用的防护装置，主要用于避免眼睛被飞溅物品、化学药品、传染性体液以及强光导致的伤害。但防护面罩在使用时，易因温差等因素出现镜面起雾的现象，严重遮挡了视野，影响使用体验。因此防护面罩需要优越的防雾性，防护面罩在当前抗疫情形下，都是一次性。所以需要涂料成本低。并且还需要满足在一次使用过程中防雾性能不下降，不脱落。针对于此，专门开发一种防护面罩用UV防雾涂料是必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种防护面罩用UV防雾涂料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种防护面罩用UV防雾涂料，包括以下重量份组分：

针对防护面罩开发的涂料，首先就是优越的防雾性，本发明选用了亲水活性稀释剂，目前大多数的专利都没有用亲水活性稀释剂，例如：CN103980455A，CN108715698A。但是亲水活性稀释剂的单位质量中含有的亲水基团是更多的。因为亲水的齐聚物分子量更大，通常分子量都是亲水活性稀释剂的10倍以上，选用亲水活性稀释剂更能保障防护面罩优越的防雾性。

优选地，所述的亲水性丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物的一种。

优选地，所述的亲水性活性稀释剂为聚乙二醇(400)双丙烯酸酯(PEG(400)DA)、聚乙二醇(600)双丙烯酸酯(PEG(600)DA)、聚乙二醇(400)双甲基丙烯酸酯(PEG(400)DMA)、聚乙二醇(600)双甲基丙烯酸酯(PEG(600)DMA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(3EO-TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(9EO-TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(3EO-TMPTMA)、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

优选地，所述的亲水性丙烯酸酯低聚物和亲水性活性稀释剂的重量比为1：(1～2.25)。

优选地，所述的高官活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。

优选地，所述的亲水性丙烯酸酯低聚物和亲水性活性稀释剂的总重量与高官活性稀释剂的重量之比为(6.5～14):1。

优选地，所述的光引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(2959)、1-羟基环己基苯基酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、a,a,-二甲基苯偶酰缩酮(651)、活性叔胺(P115)、2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化磷(TPO)、4-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)、二苯甲酮(BP)中的一种或几种的混合物。

优选地，所述的溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇、异丁醇、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的混合物。

优选地，所述的流平剂为BYK-333、EFKA3777、BYK-306、BYK-331、TEGO270、TEGO450中的一种或几种的混合物。

一种上述防护面罩用UV防雾涂料的制备方法，将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂混合，再加入流平剂，得到所述的防护面罩用UV防雾涂料。

进一步优选地，依次将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂投入反应器，先高速搅拌，然后低速搅拌，再加入流平剂，继续搅拌，调节粘度，静置后过滤，得到所述的防护面罩用UV防雾涂料。

所述的静置时间优选为10～15min。

更进一步优选地，所述的高速搅拌转速为300～500rpm，搅拌时间为20～30min；

所述的低速搅拌转速为100～300rpm，再加入流平剂，搅拌5～15min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明涂料可解决防护面罩表面防雾性能差、防雾持久性不好、成本高等技术问题；

2.本发明选用并大量使用亲水活性稀释剂能显著降低成本，亲水活性稀释剂成本比亲水齐聚物要低很多；

3.本发明选用高官活性稀释剂，提高了耐水性，抗刮性，可以满足使用过程中防雾性能不下降，不脱落；

4.本发明制备的UV固化超亲水防雾涂料，可快速固化，涂层稳定性好，原料的亲水性物质含量高，亲水性能优异，高官活性稀释剂使得耐水耐磨性能优越，采用已工业生产的带多羟基UV稀释剂替代亲水性丙烯酸酯低聚物，成本低；

5.本发明配方中将亲水性活性稀释剂和高官活性稀释剂复配使用，辅以亲水性丙烯酸酯低聚物，可使表面防雾性能优越，各组分发生协同作用，提高产物的耐水性，防雾持久性。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

该防护面罩用UV防雾涂料通过以下方法得到：

依次将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂投入反应器，按照400rpm高速搅拌25min，然后降低转速至150rpm，再加入流平剂，搅拌10min，调节粘度，静置12min，过滤，即可得防护面罩用UV防雾涂料。

实施例2

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

实施例3

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

实施例4

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

将上述实施例1～4涂覆后得到的涂层进行附着力、泡水附着力测试、硬度、防雾性能测试。测试方法如下：

附着力按照GB9286-1998标准测试。

泡水附着力测试，在防雾涂层表面用金属锐物划一条深的划痕，放入自来水中浸泡10分钟，取出后马上用手指甲与上述划痕垂直抠、划，如果手指甲抠不掉防雾涂层，即判定为防雾涂层附着力合格，这是表征防雾持久性的指标。

铅笔硬度测试按GB/T 6739-2006标准测试，负重1000g；附着力测试按GB9286-1998标准测试。

防雾性能测试是根据涂层试样在温差50℃温热水杯上保持15s，肉眼测试雾化/透光性而加以评价的。

若涂层完全雾化，透光度极低，被认定该涂料无防雾功能，评价为1；若涂层完全雾化，能见度为零，透光性弱，评价为2；若涂层部分雾化，能见度弱，评价为4；若涂层部分雾化，形成不连续的水膜，评价为6；若涂层部分形成不连续的水膜，大部分透光，评价为8；如涂层完全不雾化，保持涂层通体透明，则涂料的防雾功能评价为10。

实施例1～4涂覆在透明玻璃上后得到的涂层，性能测试结果如表1所示。

表1实施例1～4涂覆后得到的涂层性能测试结果

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					素材附着力	5B	5B	5B	5B
泡水附着力	OK	OK	NG	OK
					铅笔硬度	F	HB	2B	F
防雾性能	6	8	10	10

由表1可知，实施例1～4的涂层，均表现出良好的表面性能；实施例1～4的涂料防雾性能尤其显著，并同时具有良好的附着力。随着亲水活性稀释剂百分比的增加，亲水低聚物百分比的降低，成本越来越低，防雾性能越来越好，但它的硬度，和泡水附着力变差了，而高官活性稀释剂的增加，又改善了硬度与泡水附着力。

实施例5

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(3EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

实施例6

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本实施例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，高官活性稀释剂选用二季戊四醇六丙烯酸酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

对比例1

一种防护面罩用UV防雾涂料，其组分及质量份如下：

在本对比例中，亲水性丙烯酸酯低聚物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物，亲水性活性稀释剂选用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(15EO-TMPTA)，低官活性稀释剂选用二丙烯酸己二醇酯，光引发剂为引发剂2959，溶剂为乙酸乙酯，流平剂为BYK-333。

实施例5～6及对比例1的防雾涂料涂覆在透明玻璃上后得到的涂层，性能测试结果如表2所示。

表2实施例5～6及对比例1涂覆后得到的涂层性能测试结果

性能	实施例5	实施例6	对比例1
				素材附着力	5B	5B	5B
泡水附着力	OK	NG	NG
				铅笔硬度	F	B	2B
防雾性能	4	6	8

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，包括以下重量份组分：

2.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的亲水性丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物的一种。

3.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的亲水性活性稀释剂为PEG(400)DA、PEG(600)DA、PEG(400)DMA、PEG(600)DMA、3EO-TMPTA、9EO-TMPTA、15EO-TMPTA、3EO-TMPTMA、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的高官活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的光引发剂为引发剂2959、引发剂184、引发剂1173、引发剂651、引发剂P115、引发剂TPO、引发剂EDAB、引发剂BP中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、异丙醇、异丁醇、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的防护面罩用UV防雾涂料，其特征在于，所述的流平剂为BYK-333、EFKA3777、BYK-306、BYK-331、TEGO270、TEGO450中的一种或几种的混合物。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的防护面罩用UV防雾涂料的制备方法，其特征在于，将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂混合，再加入流平剂，得到所述的防护面罩用UV防雾涂料。

9.根据权利要求8所述的防护面罩用UV防雾涂料的制备方法，其特征在于，依次将亲水性丙烯酸酯低聚物、亲水性活性稀释剂、高官活性稀释剂、溶剂、光引发剂投入反应器，先高速搅拌，然后低速搅拌，再加入流平剂，继续搅拌，调节粘度，静置后过滤，得到所述的防护面罩用UV防雾涂料。

10.根据权利要求9所述的防护面罩用UV防雾涂料的制备方法，其特征在于，所述的高速搅拌转速为300～500rpm，搅拌时间为20～30min；

所述的低速搅拌转速为100～300rpm，再加入流平剂，搅拌5～15min。