一种抗静电透明耐磨涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，具体涉及一种抗静电透明耐磨涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着聚合物透明材料的广泛应用，与之配套使用的耐磨涂料出现新的需求和要 求，在对涂层耐磨性以及涂装耐磨涂料后聚碳酸酯塑料的耐老化性能提出更高的要求的基 础上，对涂层提出了一定的功能性要求，比如涂层还应该具备抗静电功能。
[0003] 目前用于聚合物透明件表面的透明耐磨涂料虽然具有良好的透明性、耐磨性、耐 湿热、耐盐雾、耐紫外等性能，但均不具备抗静电功能。具备抗静电功能的涂层透明性差，不 能满足透明件的使用要求。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种抗静电透明耐磨涂料及其制备方法，使 得涂层能够在满足透明、耐磨以及耐紫外老化性能的基础上还具有抗静电功能。
[0005] 本发明要求保护一种抗静电透明耐磨涂料，主要是由以下重量份数的原料制备而 成：
[0006] 烷氧基硅烷单体水解液 45?75% 抗静电剂 12?40% 紫外线吸收剂 0. 1?5% 流、K·剂 0.0卜 0.5% 固化剂 0 1?1%
[0007] 硅烷偶联剂 5?10% 溶剂 0?20%。
[0008] 优选的，所述抗静电透明耐磨涂料主要是由以下重量份数的原料制备而成：
[0009] 烷氧基硅烷单体水解液 55?65% 抗静电剂 18?30% 紫外线吸收剂 0. 8?3% 流平剂 0. 1?0.3% 固化剂 0. 3?8% 硅烷偶联剂 6?8% 溶剂 0?15%。
[0010] 优选的，所述烷氧基硅烷单体水解液主要是由以下重量份数的原料制备而成：
[0011] 至少两个官能度的烷氧基硅烷 20?70% 碱性硅溶胶 15?60% 蒸馏水 0?15% 乙酸 0. 5?5% 醇类溶剂 0?8%。
[0012] 优选的，所述的碱性硅溶胶颗粒直径为5?20nm，所述的碱性硅溶胶为水性硅溶 胶。
[0013] 优选的，所述的至少两个官能度的烷氧基硅烷选自甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲 氧基娃烧、^甲基^乙氧基娃烧、^甲基^甲氧基娃烧、苯基二乙氧基娃烧、苯基二甲氧基 硅烷中的至少一种。
[0014] 优选的，所述醇类溶剂选自乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇中的至少一种。
[0015] 优选的，所述抗静电剂主要是由以下重量份数的原料制备而成：
[0016] 含多烷氧基基团的聚合物 40?70%
[0017] 抗静电材料 20?50%
[0018] 极性非质子溶剂 5?15%。
[0019] 优选的，所述的含多烷氧基基团的聚合物数均分子量在10000?100000之间。其 中Imol含多烷氧基基团的聚合物中所含烷氧基的量介于25mol?150mol之间
[0020] 优选的，所述的抗静电材料为纳米氧化铟锡、纳米氧化锡锑、纳米氧化锌铝、纳米 银、多壁碳纳米管中的至少一种。
[0021] 优选的，所述的极性非质子溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、3-甲基四氢呋喃、 乙腈、丙酮、丁酮、环己酮中的至少一种。
[0022] 优选的，所述紫外线吸收剂为有机紫外线吸收剂或无机紫外线吸收剂中的至少一 种。
[0023] 优选的，所述有机紫外线吸收剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正 辛氧基二苯甲酮、2- (4, 6-双（2, 4-二甲基苯基）-1，3, 5-三嗪-2-基）-5-辛氧基酚、2- (4， 6-二苯基-1，3,5_三嘆-2)-5-正己烧氧基苯酷中的至少一种。
[0024] 优选的，所述无机紫外线吸收剂选自纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米氧化错中的至 少一种。
[0025] 优选的，所述流平剂为聚硅氧烷改性的聚丙烯酸酯、丙烯酸共聚物、醇的烷氧基化 合物、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
[0026] 优选的，所述的固化剂为四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、N，N-二甲基苄胺中的 至少一种。
[0027] 优选的，所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环 氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、γ -巯丙基三甲氧基硅烷、γ -巯丙基三乙氧基硅烷、γ -巯丙 基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。
[0028] 优选的，所述溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲 醚、二丙酮醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙二醇乙醚醋酸酯中的至少一种。
[0029] 本发明还要求保护抗静电透明耐磨涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步 骤：
[0030] 在反应器中加入烷氧基硅烷单体水解液、抗静电剂升温回流，体系回流1?3小时 后，降温当体系的温度小于50°C时加入硅烷偶联剂，搅拌1?2小时后，加入紫外线吸收剂、 流平剂、固化剂、溶剂并搅拌均匀，得到涂料。
[0031] 优选的，所述抗静电剂的制备方法为：将含多烷氧基基团的聚合物、抗静电材料与 极性非质子溶剂置于反应器中回流反应3?8小时，冷却至室温。
[0032] 优选的，所述烷氧基硅烷单体水解液的制备方法：在反应器中加入碱性硅溶胶、蒸 馏水和乙酸的混合液，升温使体系的温度达到60°C时开始滴加至少两个官能度的烷氧基硅 烷与醇类溶剂的混合物，1?3小时滴加完毕，滴加过程中控制反应体系的温度介于60°C? 72°C之间，滴加完毕后升温回流0. 5?2小时，降温冷却。
[0033] 本申请与现有技术相比具有的有益效果是：
[0034] 本发明针对聚合物透明件表面透明耐磨防护，对聚合物透明件提供较好耐磨性、 耐湿热、耐盐雾、耐紫外等性能的基础上具备抗静电功能。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合实施例对本发明做出具体说明：
[0036] 实施例1
[0037] 烷氧基硅烷单体水解液的制备：在反应器中加入50g碱性硅溶胶和2. 5g乙酸的混 合液，升温使体系的温度达到60°C时开始滴加50g甲基三乙氧基硅烷，2小时滴加完毕，滴 加过程中控制反应体系的温度介于60°C?72°C之间，滴加完毕后升温回流0. 5小时，降温 冷却。
[0038] 抗静电剂的制备：在反应器中加入60. Og含多烷氧基基团的聚合物、26. Og的纳米 氧化铟锡、与12. Og的四氢呋喃，升温至体系回流后，反应7小时，冷却至室温。
[0039] 抗静电透明耐磨涂料制备方法：在反应器中加入70. Og烷氧基硅烷单体水解液、 30. Og抗静电剂升温回流，体系回流2小时后，降温至45°C时加入8. Og的γ - (2,3-环氧丙 氧）丙基二甲氧基娃烧，揽样1小时后，加入2. Og纳米氧化钦、0. 4g聚_甲基娃氧烧、0. 9g 四丁基氢氧化铵、5. Og乙二醇乙醚醋酸酯搅拌均匀，得到涂料编号1#。
[0040] 实施例2
[0041] 烷氧基硅烷单体水解液的制备：在反应器中加入50g碱性硅溶胶和2. 5g乙酸的 混合液，升温使体系的温度达到60°C时开始滴加30g甲基三乙氧基硅烷与IOg乙醇的混合 物，2小时滴加完毕，滴加过程中控制反应体系的温度介于60°C?72°C之间，滴加完毕后升 温回流2小时，降温冷却。
[0042] 抗静电剂的制备：在反应器中加入60. Og含多烷氧基基团的聚合物、26. Og的纳米 氧化铟锡、与12. Og的四氢呋喃，升温至体系回流后，反应7小时，冷却至室温。
[0043] 抗静电透明耐磨涂料制备方法：在反应器中加入70. Og烷氧基硅烷单体水解液、 35. Og抗静电剂，升温回流，体系回流3小时后，降温至45°C时加入8. Og的γ - (2,3-环氧丙 氧）丙基三甲氧基硅烷，搅拌1小时后，加入2. Og纳米氧化锌、0. 4g聚二甲基硅氧烷、0. 9g 四丁基氢氧化铵、5. Og乙二醇丁醚搅拌均匀，得到涂料编号2#。
[0044] 实施例3
[0045] 烷氧基硅烷单体水解液的制备：在反应器中加入50g碱性硅溶胶和2. 5g乙酸的混 合液，升温使体系的温度达到60°C时开始滴加50g甲基三乙氧基硅烷，2. 5小时滴加完毕， 滴加过程中控制反应体系的温度介于60°C?72°C之间，滴加完毕后升温回流1小时，降温 冷却。
[0046] 抗静电剂的制备：在反应器中加入60. Og含多烷氧基基团的聚合物、26. Og的纳米 氧化铟锡、与12. Og的四氢呋喃，升温至体系回流后，反应3小时，冷却至室温。
[0047] 抗静电透明耐磨涂料制备方法：在反应器中70. Og加入烷氧基硅烷单体水解液、 26. Og抗静电剂升温回流，体系回流2小时后，降温至45°C时加入8. Og的γ - (2,3-环氧丙 氧）丙基三乙氧基硅烷、γ -巯丙基三甲氧基硅烷、γ -巯丙基三乙氧基硅烷、γ -巯丙基甲 基二甲氧基硅，搅拌1小时后，加入3. 0g2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0. 4g聚二甲基硅氧 烷、0. 9g四甲基氢氧化铵、5. Og乙二醇乙醚醋酸酯