一种含氧杂环丁烷的光固化防污疏水涂层材料及其应用
【专利摘要】本发明公开了一种含氧杂环丁烷的光固化防污疏水涂层材料配方。光固化涂料主要由低聚物、活性稀释剂、光引发剂组成。低聚物采用环氧含氟丙烯酸酯，含氟低聚物具有低表面能,摩擦系数,粘附性,生物相容性、生物稳定性,以及一系列的优良的耐化学性。活性稀释剂对光固化低聚物起到溶解稀释作用，对于粘度较大的低聚物，加入活性稀释剂可以降低体系粘度，并且其为反应过程的参与组分，对光聚合的反应速率，反应完成后形成的涂膜的性质都有很大影响。光固化体系中的活性稀释剂为氧杂环丁烷，其体积收缩小，固化速率快，稳定性好，毒性低，有很大的应用前景。
【专利说明】
一种含氧杂环丁烷的光固化防污疏水涂层材料及其应用
技术领域
[0001 ]本发明涉及环境友好光固化材料领域。
【背景技术】
[0002] 随着环保要求的提高，低碳生活的倡导，光固化涂料作为一种环境友好、无污染， 经济、高效、节能，适应性广，可自动化生产的绿色产品，在涂料行业得到越来越广泛的应 用。同时新型的高性能具有特殊功能的光固化涂料也在被不断的开发出来，以满足更高的 要求和更广阔的应用领域。光固化涂料是指在高能量紫外光照射下发生光化学反应，在涂 层部分快速交联聚合，进而固化形成固态涂层，其主要由低聚物、活性稀释剂、光引发剂组 成。阳离子光聚合体积收缩小、附着力强、耐磨、硬度高。
[0003] 低聚物在光固化体系占据主体地位，是光固化后材料主体性能的基本决定部分。 含氟低聚物具有低表面能，低摩擦系数，抗粘附性，良好的生物相容性、生物稳定性，以及一 系列的优良的耐化学性。光固化体系中的活性稀释剂，在光固化涂料中起重要作用，活性稀 释剂不同于低聚物，它是具有光活性基团并能够与低聚物进行聚合的有机小分子。活性稀 释剂对光固化低聚物起到溶解稀释作用，对于粘度较大的低聚物，加入活性稀释剂可以降 低体系粘度，并且其为反应过程的参与组分，对光聚合的反应速率，反应完成后形成的涂膜 的性质都有很大影响。可以知道，合适的单体对光固化产品配方设计十分重要。氧杂环丁烷 稀释剂单体具有粘度低，粘接强度高，固化速度快，毒性低等优点，且氧杂环丁烷单体会和 多官的环氧单体活性差不多，甚至活性更好，而且氧杂环丁烷体积收缩更低。
【发明内容】
[0004] 本发明公开了一种含氧杂环丁烷的光固化防污疏水涂层材料配方。本发明从稀释 剂单体的选择出发，我们选用不同结构不同官能度的氧杂环丁烷稀释剂单体与环氧含氟丙 烯酸酯进行不同比例的配比，配成涂料配方进行测试。具体操作方法如下：
[0005] 将环氧含氟丙烯酸酯与稀释剂单体按照0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的质量 比，加入3wt%三芳基六氟锑酸硫鑰盐阳离子引发剂配成涂料配方，用线棒涂布器将配好的 配方涂在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短曝光时间。测试最 短曝光时间下固化膜在载玻片上的水接触角及防污性能。我们做了茶、咖啡、可乐、墨水在 膜表面lh，5h，12h后的防污测试。结果表明其防污性能良好，表面为疏水表面。
【具体实施方式】
[0006] 实施例1
[0007] (1)将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3-甲基-3-羟甲基氧杂丁烷(ΤΜΡ0)按0:100，20: 80，40:60，60:40，80: 20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑酸硫鑰盐阳离子引发剂配成涂 料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。用线棒涂布器将配好的配方涂 在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短曝光时间。测试最短曝光 时间下固化膜在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含量的增加，接触角随之增大，接触 角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的防污性能，做了茶、咖啡、可乐、墨 水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即使在12h后均没有留下任何痕迹， 表明配方的防污性能良好。
[0008] 实施例2
[0009] (2)将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3-乙基-3-[ (2-乙基己氧基）甲基]氧杂丁烷 (M0X-102)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑酸硫鑰 盐阳离子引发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。用线棒 涂布器将配好的配方涂在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短 曝光时间。测试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含量的增 加，接触角随之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即使在12h 后均没有留下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
[0010] 实施例3
[0011] (1)将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷(M0X-103) 按0:100，20:80，40:60，60:40，80:20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑酸硫鑰盐阳离子引 发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。用线棒涂布器将配 好的配方涂在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短曝光时间。测 试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含量的增加，接触角随 之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的防污性能，做了茶、 咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即使在12h后均没有留 下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
[0012] 实施例5
[0013] (1)将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3-乙基_3[(苯基甲氧基）甲基]氧杂环丁烷 (M0X-104)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑酸硫鑰 盐阳离子引发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。用线棒 涂布器将配好的配方涂在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短 曝光时间。测试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含量的增 加，接触角随之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即使在12h 后均没有留下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
[0014] 实施例4
[0015] ⑴将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3,3'_[氧基双亚甲基]双[3-乙基]氧杂环丁烷 (D0X-101)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑酸硫鑰 盐阳离子引发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。用线棒 涂布器将配好的配方涂在载玻片上，厚度为30μηι，在25mW/cm 2的全波长萊灯下测试出最短 曝光时间。测试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含量的增 加，接触角随之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即使在12h 后均没有留下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
[0016] 实施例6
[0017] ⑴将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3,3'-[l，4-亚苯基双(亚甲基氧亚甲基）]双3- 乙基氧杂环丁烷(D0X-103)按0:100,20:80,40:60,60:40,80:20的质量比，加入3wt%三芳 基六氟锑酸硫鑰盐阳离子引发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好 的相容性。用线棒涂布器将配好的配方涂在载玻片上，厚度为30μπι，在25mW/cm 2的全波长汞 灯下测试出最短曝光时间。测试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟 低聚物含量的增加，接触角随之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载 玻片上的防污性能，做了茶、咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结 果表明即使在12h后均没有留下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
[0018] 实施例7
[0019] (1)将含氟环氧丙烯酸酯低聚物与3,3'-[[1，1'-联苯]-4,4'-二基双(亚甲氧基氧 基甲基）]双3-乙基按0:100，20:80，40:60，60:40，80:20的质量比，加入3wt %三芳基六氟锑 酸硫鑰盐阳离子引发剂配成涂料配方，体系澄清透明，表明低聚物与ΤΜΡ0有良好的相容性。 用线棒涂布器将配好的配方涂在载玻片上，厚度为30μπι，在25mW/cm 2的全波长汞灯下测试 出最短曝光时间。测试固化膜最短曝光时间下在载玻片上的接触角，发现随含氟低聚物含 量的增加，接触角随之增大，接触角均在90°以上，属于疏水表面。测试固化膜在载玻片上的 防污性能，做了茶、咖啡、可乐、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕迹的测试，结果表明即 使在12h后均没有留下任何痕迹，表明配方的防污性能良好。
【主权项】
1. 本发明中公开了一种含氧杂环丁烷的光固化防污疏水涂层材料的配方，配方中包括 含氟低聚物、稀释剂单体及引发剂，将低聚物与稀释剂单体按照0:100，20:80，40:60，60: 40,80:20的质量比，加入3wt%三芳基六氟锑酸硫鑰盐阳离子引发剂配成涂料配方。2. 根据权利要求1所述的含氟低聚物结构其中，x、y、z分别为1~600的整数； R1为氢原子或甲基；R3为碳原子数为1~20的烷基； R4为亚甲基。3. 根据权利要求1所述的选用稀释剂单体其中，m和a分别为0~600的整数;η为1-600的整数； R5为碳和R6原子数为0~20的烷基。4. 根据权利要求1所述的选用的引发剂，本发明中选用引发剂为芳基重氮盐，二芳基碘 鑰盐，三芳基六氟锑酸硫鑰盐，三芳基六氟磷酸硫鑰盐，三芳基苯乙酰基锍鑰盐，三芳基磺 酸盐，芳氧基二芳基磺酸盐，二芳基苯乙酰基磺酸盐。
【文档编号】C09D7/12GK105925025SQ201610291929
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】何勇, 魏梦颖, 聂俊
【申请人】北京化工大学常州先进材料研究院