光热双重固化的亲水防雾涂料组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光热双重固化涂料领域，具体涉及一种具有光热双重固化的亲水防雾 涂料组合物。
【背景技术】
[0002] 在日常生活中，由于玻璃两侧存在明显温差及湿度差。温度较高一侧的空气中的 汽化液体遇到玻璃时会凝结在玻璃表面形成流动性较差的小液滴，使玻璃表面产生雾气。 玻璃表面的小液滴可使光线产生不规则的散射、反射和衍射，从而显著影响了光线的透射 能力。
[0003] 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。疏水常用为全氟树 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处理方法不但施工方便， 而且价格低廉。
[0004] 现在国内外主要集中在超亲水的研究，如涂层表面引入能形成氢键的基团如羧 基、氨基、巯基、羟基，或是一些离子基团：羧酸根、磺酸根、铵根、磷酸根等，当引入这些基团 或是离子时，涂层的表面达到超亲水的状态，水汽冷凝后在基材表面高度铺展，形成一层均 匀的水膜，消除了微小水珠对光线的漫反射而达到防雾的目的。目前制备超亲水的途径主 要是通过物理共混、化学表面修饰、化学键接法。目前市场上的防雾涂层持续防雾性能与耐 磨性能无法平衡，使用一段时间后，防雾性能便下降明显。
[0005] 国内专利CN 102795791A公开了 一种耐磨超亲水增透涂层，该涂层通过反复沉积 聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚苯乙烯磺酸钠制备5~20层的双层结构，再通过反复沉积聚 二稀丙基二甲基氯化铵和含有粒径为10~40nm的Si02球形纳米粒子的悬浮液制备3~ 8层的双层结构，再通过100~140°C的水热处理和在600~800°C的马弗炉中淬火100~ 300s制得所需涂层。尽管该方法制得的涂层能够达到5H的高硬度且水接触角也很小，但步 骤复杂，持续防雾性一般，能耗大，只是对性能有特殊高要求的用户合适。
[0006] 国内专利CN102086348A公开了一种聚氨酯固化丙烯酸酯树脂防雾涂料的制备方 法，该涂料由亲水性丙烯酸树脂，封闭型聚醚异氰酸酯固化剂和催化剂二月桂酸二丁基锡 组成。该涂层硬度大于2H，耐磨性能好，但持续防雾性能一般，固化过程需要时间较长，且需 分段固化（50°C~120°C )，工艺较为复杂。
[0007] 为克服市面上传统防雾涂料持续防雾性能和耐磨性能的矛盾，本发明公开一种光 热双重固化的亲水防雾涂料。该涂料首先通过热固化，之后采用光固化，固化后的涂层，亲 水性极佳且持续防雾性能出色，同时不会损失耐磨性能，因此克服了市面上防雾涂料的一 些弊端，非常适合做车窗、浴室镜等具有防雾要求的领域。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种光热双重固化的亲水 防雾涂料组合物。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0010] 本发明提供一种光热双重固化的亲水防雾涂料组合物，所述组合物包括如下组分 及重量份数：
[0011] 亲水热固化树脂 32~50份； 水性固化剂 10~15份； 含羟基的丙烯酸酯单体 10~20份； 可聚合表面活性剂 10~20份; 光引发剂 0. 5~1份； 助溶剂 5~10份； 去离子水 400份。
[0012] 优选地，所述亲水热固化树脂包括亲水聚氨酯树脂、亲水环氧树脂、亲水聚酯树 月旨、亲水羟基丙烯酸树脂的一种或几种的组合。
[0013] 进一步地，所述亲水热固化树脂为亲水羟基丙烯酸树脂，因为亲水羟基丙烯酸树 脂耐候性，耐化性优异，可与异氰酸酯固化剂反应，配方可调性高，涂层清透光泽好。
[0014] 进一步地，所述亲水羟基丙烯酸树脂添加比例在32~50份，在整个配方中该部分 的作用是提供持续防雾性能，低于32份时比例太低，持续防雾性能不理想；高于50份亲水 树脂太多，导致硬度和耐磨性能无法达到要求。
[0015] 优选地，所述水性固化剂包括甲醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂，甲醇醚化的苯代三 聚氰胺树脂，甲醇醚化的脲醛树脂的一种或几种的组合。
[0016] 进一步地，所述水性固化剂为甲醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂，因其水溶性好，且交 联密度高，硬度耐磨性能优异。
[0017] 进一步地，所述甲醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂添加比例在10~15份，在配方中该 组分的作用是与亲水羟基丙烯酸树脂交联反应，添加量小于10份，有过量的羟基丙烯酸树 脂未参与反应，而高于15份添加比例过多，二者情况均导致涂层交联密度下降，从而硬度 和防雾性能的平衡不能达到一个理想值。
[0018] 优选地，所述含羟基的丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸羟乙酯，羟乙基丙烯酰胺，丙烯 酸羟丙酯的一种或几种的组合。该类组分中的羟基可以与水性固化剂发生热固化，而结构 中的双键可以参与光固化反应，是光热双重固化中的桥连组分，该组分添加比例在10~20 份之间，添加量与可聚合表面活性剂一致，起到中间的链接部分，添加过多影响涂层的机械 性能，添加太少影响初始防雾性能。
[0019] 优选地，所述可聚合表面活性剂选自3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾，2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸，烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵的一种或几种的组合，该 类组分可以大大降低亲水角度，且可参与光固化反应，具有极佳的持续亲水效果，添加比例 与含羟基的丙烯酸酯单体一致。
[0020] 优选地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮，1-[4-(2-羟乙氧 基）-亚苯基]-2-羟基-2'，2< -二甲基乙酮，1-羟基环己基苯基甲酮，2-甲基-1-(4-甲 硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮中的一种或两种以上的组合物。
[0021] 优选地，所述助溶剂为丙二醇丁醚，乙二醇丁醚，丙二醇甲醚醋酸酯，醇酯-12,丙 二醇苯醚，苯甲醇中的一种或两种以上的组合物。
[0022] 第二方面，本发明提供一种所述光热双重固化的亲水防雾涂料组合物的使用方 法；所述使用方法包括：将所述涂料组合物涂布于基材上，经热固化、UV固化双重固化，即 可；
[0023] 优选地，所述热固化的条件为130°C、2min ;所述热固化的设备包括烘箱；
[0024] 优选地，所述UV固化的能量为500mJ/cm2。
[0025] 优选地，所述基材包括PET。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0027] 市面上的防雾涂料若持续亲水性能优异，就无法保证耐磨性能；相反在硬度耐磨 优异的同时，持续防雾效果一般。而本发明中在热固化的基础上，进一步进行光固化，通过 增加涂层的交联密度，使得耐磨和硬度有效增强，同时持续防雾性能也大大提高，因为在长 期水环境中，高交联程度可以阻碍亲水成分溶于水中降低防雾性，此外光固化涂料由于固 化时会产生收缩，附着力下降，通过在组分中添加热固化树脂，可以极大的降低体系的收 缩，提尚附着力。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0029] 实施例1~5
[0030] 实施例1~5涉及一种光热双重固化的亲水防雾涂料组合物，包括表1所示的组 分及重量份数。
[0031] 以PET作为基材，将涂料（30%固含）用10号线棒涂布在其表面，放入130°C烘箱 2min，之后经过UV固化，能量为500mJ/cm2。
[0032] 对比例1~8
[0033] 本对比例1~3涉及一种热固化的亲水防雾涂料组合物，包括表2所示的组分及 重量份数。
[0034] 以PET作为基材，将涂料（30%固含）用10号线棒涂布在其表面，放入180°C