[发明专利]一种可自修复聚碳酸酯表面防雾涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚碳酸酯表面防雾涂层及其制备方法，包括：1)制备醇的低聚物反应单体与丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体、乙烯基硅烷单体共聚，作为成膜树脂；2)加入硅溶胶与成膜树脂进行水解交联；3)加入无机金属盐，形成丙烯酸离聚体，经涂覆干燥后，即得到一种可自修复聚碳酸酯表面防雾涂层；该涂层材料具有亲水的聚醇链段以及丙烯酸离聚体，在聚碳酸酯板材上能够形成超亲水表面；另外该涂层材料为共价与非共价键杂交体系，使得涂层具有优异的机械强度和耐磨性的同时，兼具良好的自愈合性能，具有综合性能优势。

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种聚碳酸酯表面防雾涂层及其制备方法。

背景技术

芳香族聚碳酸酯具有良好的透明性、强度和韧性，广泛应用于光学材料的制备，特别是作为交通工具的透光材料，如飞机座舱窗户、汽车挡风玻璃等。当聚碳酸酯板两面处于较大温差时，会产生雾气，从而造成视线模糊，因此制备聚碳酸酯的表面防雾涂层有一定的现实需要。

CN110281613公布了一种表面防雾化聚碳酸酯板，发明人通过乳胶粘合剂将增强层复合在聚碳酸酯板材上，然后将具有防雾化功能的防雾层涂覆在增强层表面，改善了聚碳酸酯板材的耐磨性的同时赋予其防雾性能。但该方法步骤繁杂，且未考虑到乳胶粘合剂的失效问题。

CN201501141U公布了一种具有防雾性的聚碳酸酯薄膜或片材，发明人通过在聚碳酸酯薄膜或片材本体的表面直接喷涂、辊涂、浸渍或旋涂防雾剂，防雾剂的主要有效成分是表面活性剂，再经加热固化后制得具有防雾的表面。该方法形成的防雾表面不具有耐久性，且其耐磨性没有得到改善。

CN 108485326A公布了一种有机-无机杂化聚碳酸酯表面涂层，无机硅溶胶的添加有效提高了有机涂层的硬度、耐磨性和热稳定性，但该涂层不具有自修复性，表面刮伤时将受到了不可逆的损坏，且不具有防雾性能。

发明内容

针对现有技术的以上不足之处，本发明提供一种可自修复的聚碳酸酯表面防雾涂层及其制备方法，该涂层是以有机硅改性丙烯酸离聚体作为成膜树脂，能够形成超亲水表面，改善现有聚碳酸酯表面涂层的防雾性能；另外，无机金属盐作为体系非共价交联的固化剂，能够赋予涂层自修复性能。

本发明提供一种可自修复的聚碳酸酯表面防雾涂层及其制备方法，该涂层按以下步骤制备：

(1)柔性反应单体的制备：在氮气环境下，将二元醇聚合物、二官能度异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡投入反应釜中混合均匀，在70～80℃下搅拌反应1h后加入丙烯酸羟乙酯，继续保温反应1h，得到柔性反应单体。

所述二官能度异氰酸酯可以是异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种。

所述二元醇聚合物可以是聚丁二醇、聚丙二醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇中的一种或两种(分子量为200～1000g/mol)。

所述二元醇聚合物、二官能度异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯的投料摩尔比为1:2.2:2.5，二月桂酸二丁基锡投入量为二官能度异氰酸酯质量的2％。

(2)硅溶胶改性丙烯酸树脂溶液的制备：按比例称取各原料，将柔性反应单体、不饱和酸、不饱和酯、有机硅反应单体放入反应釜中，加入无水乙醇，充分搅拌10min后加入引发剂，升温至60～70℃反应3h；待反应物冷却至40-50℃，加入固含量34％的酸性硅溶胶、用盐酸将体系pH调至2～4，搅拌下缓慢滴入硅烷偶联剂，滴完后搅拌水解3h；按GB/T1725-2007测量硅溶胶改性丙烯酸树脂的的固含量C；

所述的不饱和酸是指丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。

所述的不饱和酯是指丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类中的至少一种；

所述的有机硅反应单体是指γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。

所述的引发剂是指过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。