[发明专利]一种紫外光固化超疏水透明耐磨涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种紫外光固化超疏水透明耐磨涂层及其制备方法，属于光固化涂料技术领域。所述制备方法包括透明基材活化预处理、含有活性纳米颗粒的分散液制备；在含有活性纳米颗粒的分散液中加入活性氟单体、活性稀释剂和光引发剂，然后均匀施涂在经过第一步活化预处理后的透明基材上，在获得紫外光能量作用下固化得到超疏水透明耐磨涂层。所述制备方法具有高效、适应性广、经济、节能和环境友好等特点，同时制备所得到的紫外光固化超疏水透明耐磨涂层具有表面自清洁、表面防腐、疏水、防雾性、抗结冰等特点，具有对基材有良好的附着力。

技术领域

本发明属于光固化涂料技术领域，具体涉及一种适合在玻璃上使用的具有高耐久性、抗水滴冲刷、超疏水自清洁纳米透明涂层及其制备方法。

背景技术

紫外光(UV)固化涂料第一份专利诞生在1947年，经过半个多世纪的发展，紫外光(UV)固化涂料已经成为较为成熟的技术，特别是随着人们环保意识的提高，生产和研究人员更加注意UV固化涂料的开发和应用。上世纪60年代末，拜耳公司基于不饱和树脂和安息香体系开发研究出一种新型环保节能的紫外光固化涂料。近年来，随着人们对能源利用以及环境保护等方面问题的不断重视，世界各国都在对传统挥发性有机化合物VOC排放严重的溶剂型涂料进行限制和改进，更加重视基于绿色环保理念的涂层技术开发。目前，中国已发展成为继美国、日本之后，全球第三大辐射固化产品产地，这其中又以光固化涂料产量最大。在过去的几年中，紫外光(UV)固化涂料在光纤涂层、激光唱片(CD)涂层、数字化视频光盘(DVD)粘合剂、信用卡、木材、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。

由于疏水和超疏水表面独特的表面特性使其在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面存在着潜在的应用，在国防、日常生活和众多工业领域有着广泛的市场前景，现已成为各大行业公司的研究热点。公开号CN103587185A的专利文献中公开了用纳米颗粒与树脂混合制备的超疏水涂层，该超疏水涂层虽然具备了一定抗刮擦性能，但无法实现涂层的透光性。公开号CN 104987520 A的专利文献中公开了一种适合玻璃基材的光学透明超疏水涂层，但是却无法保证涂层在玻璃上的有效硬度，限制了其涂层商业化的应用。目前材料表面疏水技术仍未能实现大规模化应用，究其原因在于超疏水涂层中存在大量的低表面能纳米颗粒无法与整体涂层起化学反应，导致在保证超疏水效果的同时涂层强度不够高，通常在玻璃基材中应用的涂层材料对透光性又提出了更高的要求。如何在保证超疏水涂层性能的前提下，实现涂层的高透光性，对研发人员提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种紫外光固化超疏水透明耐磨涂层及其制备方法，所述制备方法具有高效、适应性广、经济、节能和环境友好等特点，同时制备所得到的紫外光固化超疏水透明耐磨涂层具有表面自清洁、表面防腐、疏水、防雾性、抗结冰等特点，具有对基材有良好的附着力。

本发明提供的紫外光固化超疏水透明耐磨涂层的制备方法，具体步骤如下：

第一步，透明基材活化预处理：透明基材表面预处理完后，将1～5％质量浓度的硅烷偶联剂加入到第一种有机溶剂中，然后将透明基材浸泡其中进行活化，在透明基材表面接枝上可参与反应的活性基团；所述的活性基团为含有不饱和官能团的丙烯酰氧基结构。

第二步，按照重量百分比，将0.5～10％纳米颗粒和2～6％硅烷偶联剂加入到第二种有机溶剂中，在pH 3～9的环境下进行水解反应，生成含有活性纳米颗粒的分散液。

第三步，在含有活性纳米颗粒的分散液中加入活性氟单体、活性稀释剂和光引发剂，然后均匀施涂在经过第一步活化预处理后的透明基材上，在获得紫外光能量作用下固化得到超疏水透明耐磨涂层。

与现有技术相比，本发明的优点在于：