[发明专利]一种光-热双重固化无溶剂耐磨防雾涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光‑热双重固化无溶剂耐磨防雾涂料及其制备方法和应用，该防雾涂料包括以下组份：光‑热双固化树脂、稀释单体、固化剂和光引发剂；所述的双固化树脂为本发明设计得到的超支化亲水树脂，既可以UV固化，又可以热固化，将其应用到防雾配方中得到高耐磨无溶剂防雾涂料，该涂料安全无毒，在紫外光照射下先形成基础光固化，然后自然放置能够较快实现深层次热固化，形成的涂膜在各种基材上均具有良好的附着力、透明度、耐磨性和耐化学品性，并具有优异持久的防雾性能。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防雾涂料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来防雾技术逐步受到人们的重视，以亲水型防雾涂层的研发进展最快，已经形成了一系列先进的技术和相对成熟的产品。亲水防雾涂料是一种功能性材料，它是以具有亲水基团的高分子材料为主要成分，配以相应比例的稀释剂和其他助剂调配而成的具有防雾功能的化工产品，能够获得比防雾喷剂更持久的防雾效果，是现阶段防雾的最有效途径之一。

按照固化方式不同，有热固化型防雾涂料和UV(紫外线)光固化型防雾涂料。虽然热固化型防雾涂料可以提供良好的耐磨性，但它们需要长固化时间和高能量消耗以便溶剂蒸发，生产效率低。而UV(紫外线)光固化型防雾涂料的透光率一般要比热固化防雾涂料高，在紫外光下能够实现瞬间固化，非常适合连续工业化生产，但它们的耐磨性通常低于热固化涂料。

为克服以上问题，不少研究者提出了光-热双重固化的方式，将光固化的便捷性与热固化良好的耐磨性结合在一起，发挥各自的优点。CN105315735采用先热固化，再光固化的方式，得到防雾性能优异和耐磨性好的防雾涂料，但体系需要超过100oC高温固化才能实现所述的性能。CN112391112采用光-热双重固化，同时引入亲水无机纳米粒子来提高防雾和耐磨性。但是同样需要高温固化工艺，能耗高，且需引入大量有机溶剂实现纳米粒子的分散。现有报道都难以得到无溶剂、低能耗、耐磨性好、防雾性能优异的室温固化涂层。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，本发明提供一种光-热双固化树脂，该树脂为一种超支化结构，表面既含有双键可供光固化，又含有羟基可进行热固化，同时含有亲水链段提供防雾性能，涂布完毕后无需加热烘烤，在常温下即可完成光固化和热固化，适用于多种基材，特别是不耐高温的塑料表面。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，本发明提供一种光-热双重固化无溶剂耐磨防雾涂料，由以下质量份的组份制成：光-热双固化树脂30-70份、稀释单体20-40份、固化剂5-15份、光引发剂3-5份和流平剂0.5-1.0份。

具体的，所述光-热双固化树脂由二异氰酸酯与醇1反应得到预聚体1，再与醇2反应得到超支化树脂，将羟基丙烯酸酯单体与二异氰酸酯反应得到部分封端的预聚体2，最后将超支化树脂与预聚体2混合反应，得到光-热双固化树脂。

在某些实施例中，所述醇1为小分子多元醇，醇2为二元醇。

在某些实施例中，所述醇1为二元醇，醇2为小分子多元醇。

优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、改性二苯基甲烷二异氰酸酯（液化MDI）中的一种或至少两种的组合；

所述的二元醇包括1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇（分子量200-1000）中的至少一种；

所述的小分子多元醇包括季戊四醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的至少一种；

所述羟基丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、4-羟基丁基丙烯酸酯(4HBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的至少一种。