本发明涉及一种高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料的制备方法，属于化工涂料生产领域。
背景技术：
1、随着科技的发展，触屏电子产品使用越来越多，在对触屏的耐磨透光等性能外提出了新的要求，由于触屏显示器需要使用手指来交互，很容易在显示器表面附着皮脂、汗、指纹等，影响屏幕的美观和使用，所以急需开发具有抗指纹、防污性能的新涂层。
2、目前主要是在传统的钝化剂中加入与强酸及强氧化性铬酸盐相容性好的丙烯酸树脂，该方法工艺简单，成本低廉。随着环保检查力度加大，人们对身心健康更注重的今天，铬酸盐会严重危害人体健康，具有强致癌及诱变作用，因此研发不含铬的耐指纹涂料是涂料行业面临的一次大的挑战。本专利采用纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和硅溶胶协同作用，可以大幅度提高涂层的耐指纹性。
3、传统的耐指纹涂料主要为有机溶剂型的，市面上水性耐指纹涂料，硬度、附着力、耐水性都不能满足日益提高的使用要求，针对此本专利采用氟、硅改性环氧丙烯酸酯，大幅度提高了树脂的各项性能，增加了树脂的使用场景和使用寿命。
技术实现思路
1、发明目的：本专利采用含氟一元酸开环环氧树脂，然后与聚氨酯预聚物反应，得到多官能度的含氟环氧树脂，在乳化剂、引发剂的存在下，再与丙烯酸酯单体经种子乳液聚合制备一种高支化水性环氧丙烯酸酯；含氟高支化水性环氧丙烯酸酯比线型高分子的分子间缠绕少，易迁移至涂层表面，可以赋予树脂表面防水、防油、防污性。再利用有机/无机杂化方式制备出抗指纹剂，与支化水性环氧丙烯酸酯混合后，经固化剂固化后得到高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料。涂层具有较好的抗指纹性、耐水、油性，同时还具有较高的透光性、耐磨性、抗刮性，在电子产品、体育用品、建筑、汽车部件、包装材料等领域具有较好的应用前景。
2、本发明采用的技术方案是：
3、一种高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料的制备方法，其包括步骤如下：
4、(1)环氧树脂开环反应：向带有搅拌装置、温度计的三口烧瓶中加入一定量环氧树脂、含氟一元酸、催化剂、溶剂，升温至一定温度后，保温一段时间，取样测酸值低于0.1mgkoh/g时停止反应，，得到含氟环氧树脂，样品记作：a；
5、(2)聚氨酯预聚物的制备：向带有搅拌装置、温度计的三口烧瓶中加入一定质量的异氰酸酯、扩链剂、催化剂、阻聚剂后升温至一定温度，用恒压漏斗滴加一定量的同时含有-oh和-c＝c基团的单体，控制滴加的速度，滴加完成后保温一段时间后取样测异氰酸根含量，至红外吸收峰中异氰酸根吸收峰完全消失，停止反应，制得聚氨酯预聚物，样品记作：b；
6、(3)多官能度的含氟环氧树脂的制备：向带有搅拌装置、温度计的三口烧瓶中加入一定量样品a、催化剂、阻聚剂后升温至一定温度，用恒压漏斗滴加样品b，控制滴加速度，滴加完成后保温一段时间后取样测异氰酸根含量，直至红外吸收峰中异氰酸根吸收峰完全消失，停止反应，制得多官能度的含氟环氧树脂，样品记作：c；
7、(4)高支化水性环氧丙烯酸酯的制备：带有搅拌装置、温度计的三口烧瓶中加入一定量样品c、乳化剂、水、少量的溶剂、丙烯酸酯单体，高速搅拌均匀，缓慢升温至一定温度后，用恒压漏斗滴加丙烯酸酯单体和引发剂的混合物，滴加完成后升温，继续保温一段时间后，冷却至室温，加入胺中和，调节ph至中性，加去离子水高速搅拌，得到一定浓度的高支化水性环氧丙烯酸酯；
8、(5)高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料的制备：在带有搅拌的三口烧瓶中加入步骤(4)得到的高支化水性环氧丙烯酸酯、改性纳米二氧化硅(sio2)、硅烷偶联剂、硅溶胶、流平剂、消泡剂、分散剂、固化剂高速剪切一段时间后，制得高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹乳液，乳液经80～100℃烘烤4～10小时后，得到高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂层。
9、作为优选方案，以上步骤(1)所述环氧树脂开环反应，所述的环氧树脂为：脂环族和芳香族环氧中的至少一种或几种的混合物；催化剂为：三苯基膦、二甲氨基苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种或几种的混合物；含氟一元酸为：全氟己酸、全氟辛酸中的至少一种或几种的混合物；溶剂为：甲苯、二甲苯、dmf、环己烷、石油醚、正己烷、正庚烷中的至少一种或几种的混合物；反应温度：80～140℃；反应时间：4～10h；含氟一元酸与环氧树脂中环氧基团摩尔比为：(0.9～1.1)：1；溶剂占总质量的15～30％，催化剂占1～3％。
10、作为优选方案，以上步骤(2)中催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或有机锡中至少一种或几种的混合物，占总质量的1～5％；扩链剂为二羟甲基丙酸(dmpa)、二羟甲基丁酸(dmba)或3-二甲基氨基-1,2-丙二酸(dmapd)中至少一种或几种的混合物；异氰酸酯为：异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)中至少一种或几种的混合物；同时含有-oh和-c＝c基团的单体为：三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(peta)、双季戊四醇五丙烯酸酯中至少一种或几种的混合物；阻聚剂：对羟基苯甲醚、氯化铜、吩噻嗪或者对苯二酚中至少一种或几种的混合物；温度：40～60℃；滴加速度：2～3d/s；扩链剂占总质量的4～12％；同时含有-oh和-c＝c基团的单体中羟基与异氰酸酯的摩尔比为：1:(2.2～3)；阻聚剂用量为同时含有-oh和-c＝c基团的单体质量的300～1000ppm。
11、作为优选方案，以上所述步骤(3)多官能度的含氟环氧树脂的制备中的催化剂与阻聚剂同步骤(2)；所述反应温度为：60～110℃；滴加速度：2～3d/s；
12、作为优选方案，以上所述步骤(4)中的高支化水性环氧丙烯酸酯的制备，乳化剂为：op-10、聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中至少一种或几种的混合物，质量分数为1～5％；溶剂为：乙二醇甲醚、乙二醇丙醚中至少一种或几种的混合物，质量分数为：5～20％；丙烯酸酯单体为：总质量分数2～10％丙烯酸、1～5％甲基丙烯酸、5～10％丙烯酸丁酯、3～7％丙烯酸羟乙酯、4～8％丙烯酸羟丙酯、3～15％四氢糠醇丙烯酸酯、5～20％聚乙二醇400二丙烯酸酯、5～10％二缩三乙二醇二丙烯酸酯；搅拌速度：3000～10000r/min；温度：80～120℃；保温时间：4～10h；滴加速度：2～4d/s；胺为：三乙胺、二乙醇胺、氨水、苯胺中至少一种或几种的混合物；引发剂：过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中至少一种或几种的混合物，质量分数为1～5％。
13、作为优选方案，以上所述步骤(5)高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料的制备，各组分占比：40～70％高支化水性环氧丙烯酸酯、15～20％改性纳米二氧化硅(sio2)、5～15％硅烷偶联剂、1～5％硅溶胶、1～5‰流平剂、1～5‰消泡剂、1～5‰分散剂、5～20％的固化剂；硅烷偶联剂为：乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、γ(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅烷中至少一种或几种的混合物；搅拌转速为：3000～10000r/min。
14、本发明的有益效果是：本发明提供的一种高支化水性环氧丙烯酸酯耐指纹涂料的制备方法，将氟元素引入环氧树脂中，同时利用聚氨酯预聚物制备了高支化环丙酯，高支化聚合物导入了分支结构，与线型高分子相比分子间的缠绕少，显示微粒行为，在作为基质的树脂中含氟高支化聚合物易于移动至表面，对树脂表面易于赋予防污性、防水性、防油性。
15、同时，采用有机/无机杂化的方式，制备了抗指纹剂，相比传统的抗指纹效果更好，无毒性，大大增加了涂层的应用范围。这些改进使得涂层具有较好的抗指纹性、耐水、油性，同时还具有较高的透光性、耐磨性、抗刮性，在电子产品、体育用品、建筑、汽车部件、包装材料等领域具有较好的应用前景。