[发明专利]高亲水高耐磨有机/无机杂化光固化涂料组合物

说明书

技术领域

本发明属于紫外光固化涂料领域，具体涉及一种高亲水高耐磨有机/无机杂化光固化涂料组合物。

背景技术

随着人民生活水平的日益提高，人们对一些传统的材料的性能有了更高的要求，其中对于一些透明材料，如玻璃，在高湿度或有水环境下的透明性有了更高的要求。其中，在汽车玻璃和浴室玻璃/镜子上的应用较为广泛。在汽车玻璃上，前后挡风玻璃可以有雨刷器保证其在雨天的不会影响视线，但后视镜及汽车侧窗玻璃则不具备这种功能，致使这两个部位的表面在雨天会有大量水滴粘附在表面，影响司机观察后车情况，存留安全隐患。同时，后视镜及汽车侧窗玻璃属于室外使用，浴室玻璃/镜子则需经常擦拭，这也对材料表面的耐磨性提出了一定的要求。

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，也可通过一些改性提高其耐磨性。使用有机亲水涂层相比于疏水处理不但施工方便，而且价格低廉。

传统有机亲水涂料主要采用水溶性高分子材料，以水或有机溶剂为介质涂覆在基材表面，烘干后高温交联反应得到亲水涂层。该方法的涂料生产工艺复杂，且有有机溶剂排放。虽然目前的亲水涂料大都以水为介质，但其中醇醚类溶剂仍占有相当的比例，有机排放不可忽视。另一方面，此类涂料需要较高的烘烤温度，特别是后期的高温交联反应，烘道温度往往设置在400℃以上，能源消耗非常巨大，另外也对基材耐热性有着较高要求。而紫外光固化涂层固化温度低，而且更加方便现场施工，不含溶剂的配方更能大大降低有机排放。

国内专利CN 102898036A公开了一种基于玻璃表面的超亲水薄膜的制备方法，该方法利用酸碱两步法制备的SiO₂溶胶与聚乙二醇超声混合后涂布在玻璃表面，再在450～500℃烧结1～3h。该涂层粘结力强，耐磨好，但是较高的温度和烧结时间会导致能耗提高。

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烯丙基二甲基氯化铵和含有粒径为10～40nm的SiO₂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℃的水热处理和在600～800℃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，能耗大，只是对性能有特殊高要求的用户合适。

国内专利CN1818004A公开了一种眼镜片用防雾耐磨涂膜溶液的制备方法，该溶液分为A和B两个组分，A组分为聚合得到的亲水树脂，B组分为无机耐磨氧化物的溶胶，将A，B两个组分用酸催化剂调节至同pH后按一定比例混合即可得到防雾耐磨涂料。该涂料中无机氧化物均匀分布在涂层中，亲水好，寿命长，虽然热处理温度仅为100℃，但热处理时间普遍较长(0.5～5小时)，同时其中还使用了溶剂，有一定的VOC排放。

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，防雾性能较为一般，固化过程需要时间较长，且需分段固化(50℃～120℃)，工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述亲水耐磨涂料存在的不足，提供一种高亲水高耐磨有机/无机杂化光固化涂料组合物。该涂料通过紫外光固化，固化速度快，无溶剂排放，无需高温烘烤，节能。固化后的涂层，亲水性极佳，耐磨好，非常适合玻璃表面应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种高亲水高耐磨有机/无机杂化光固化涂料组合物，所述组合物包括如下重量份数的各组分：

所述无机功能添加剂选自多乙烯基倍半硅氧烷、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷、丙烯酰氧基倍半硅氧烷。

优选的，所述亲水光固化低聚物包括亲水聚氨酯丙烯酸酯、亲水环氧丙烯酸酯、亲水聚酯丙烯酸酯、亲水丙烯酸改性聚丙烯酸酯的一种或几种的组合。更优选的，亲水光固化低聚物双键官能度大于等于3，该限定的官能度能提高涂层的交联密度，改善机械性能。更进一步优选的，亲水光固化树脂为乙氧基改性低聚物，该低聚物具有良好的稳定性。最优选的，乙氧基链段分子量大于等于800，进而保证具有良好的亲水性。