亲水改性硅溶胶及其在制备亲水防雾耐磨涂料中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于亲水性防雾耐磨涂料技术领域，具体设及一种可增加涂料膜层耐磨强 度并有效增加表面亲水性的亲水改性娃溶胶及其在制备亲水耐磨防雾涂料中的应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着有机透明光学材料研究和应用的飞速发展，其在国民生产生活中发 挥着越来越重要的作用。然而，有机透明光学材料在高湿度环境下的上雾现象和不耐磨损 等缺点对实际应用造成了诸多不便，乃至于危及人民生命财产。从上世纪=四十年代开始， 人们对有机透明光学材料及其制品的防雾性能有所关注。随着研究的深入，人们找出了多 种办法解决材料的上雾问题。其中亲水性高分子，由于其优良的防雾效果、低成本、加工工 艺简单等优点成为了简单高效解决有机透明光学材料表面上雾的办法。
[0003] 具有吸水亲水性质的高分子防雾材料分子中通常都含有大量的亲水基团，比如氨 基、駿基、哲基等。纤维素醋、豆粉（聚糖）、聚丙締酸（醋）、聚脈烧等都得到了应用。其中 聚丙締酸W及丙締酸醋类亲水性高分子，因其在基材表面良好的润湿性和结构内大量的亲 水基团受到了尤为广泛的关注。尽管亲水性高分子防雾材料具有防雾效果理想、防雾效果 持久等显著优点。但较差的耐磨性质，严重的影响了其在实际生产生活中的应用。
[0004] 为解决亲水高分子防雾材料的耐磨问题，现今普遍使用的方法是向材料内加入正 娃酸己醋水解液。无机溶胶的加入确实可W提高材料的耐磨性，但材料的表面亲水性和防 雾性也随之降低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一系列合成方法简单、制作工艺简便的能用于制作亲水防雾 耐磨涂料的亲水改性娃溶胶。并可W通过调节亲水性基团修饰的硅烷偶联剂的种类和含 量，改善防雾涂层表面的亲水性。随着娃溶胶的加入，膜层的耐磨性显著提高。
[0006] 本发明所述的一种亲水改性娃溶胶，其为结构式如下所示的A结构单体（PEG修饰 的硅烷偶联剂）和B结构单体（正娃酸己醋、正娃酸甲脂）的无规水解液，且由如下方法制 备得到：
[0007] 室温下，将A结构单体和B结构单体W1~10 ;1的质量比例加入到有机溶剂中， 体系固含量为5~30%;再加入A结构单体和B结构单体总质量0. 1 %~3%的水、0. 1 %~ 3%的醋酸，揽拌10~24小时，然后陈化10~72小时，得到亲水改性娃溶胶；
[000引A结构单体为如下结构式之一所示的化合物，
[0009]
【主权项】
1. 一种亲水改性硅溶胶，其特征在于：该亲水改性硅溶胶为结构式如下所示的A结构 单体和B结构单体的无规水解液，且由如下方法制备得到， 室温下，将A结构单体和B结构单体以1~10 :1的质量比例加入到有机溶剂中，体系 固含量为5~30%。再加入A结构单体和B结构单体总质量0. 3%~3%的水、0. 3%~3% 的醋酸，搅拌10~24小时，然后陈化10~72小时，得到亲水改性硅溶胶； A结构单体为如下结构式之一所示的化合物，
^ > I I T V/ ? B结构单体为如下结构式之一所示的化合物，
2. 如权利要求1所述的亲水改性硅溶胶，其特征在于：有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、 丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、正丁酮、4-甲 基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ -丁内酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙 醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
3. 权利要求1或2所述的亲水改性硅溶胶在制备亲水防雾耐磨涂料中的应用。
4. 如权利要求3所述的亲水改性硅溶胶在制备亲水防雾耐磨涂料中的应用，其特征在 于：是将亲水改性硅溶胶加入到有机防雾涂料中，搅拌后得到粘度为100~700cps混合涂 料。
5. 如权利要求4所述的亲水改性硅溶胶在制备亲水防雾耐磨涂料中的应用，其特征在 于：用于制备防雾耐磨涂层。
6. 如权利要求5所述的亲水改性硅溶胶在制备亲水防雾耐磨涂料中的应用，其特征在 于：是将透明光学材料于混合涂料中浸泡1~10分钟，然后将透明光学材料缓慢取出，静 置，使混合涂料自然流平；再将得到的透明光学材料在80~300°C下烘0. 5~5小时进行 热固化，从而在透明光学材料表面上得到防雾耐磨涂层。
【专利摘要】亲水改性硅溶胶及其在制备亲水耐磨防雾涂料中的应用，属于亲水性防雾耐磨涂料技术领域。其为PEG修饰的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯或正硅酸甲脂的无规水解液，是在室温下将PEG修饰的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯或正硅酸甲脂以1～10：1的质量比例加入到有机溶剂中，体系固含量为5～30％；再加入单体总质量0.1％～3％的水、0.1％～3％的醋酸，搅拌10～24小时，然后陈化10～72小时，得到亲水改性硅溶胶。本发明所述的亲水改性硅溶胶可以在制备亲水防雾耐磨涂料中得到的应用。具体是将亲水改性硅溶胶加入到有机防雾涂料中，搅拌后得到粘度为100～700cps混合涂料。
【IPC分类】C08G77-06, C09D133-14, C09D7-12, C08G77-26
【公开号】CN104725640
【申请号】CN201510140908
【发明人】崔占臣, 李尧, 史作森
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月27日