/ZnO耐紫外涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高分子材料的改性与加工应用领域，尤其是设及一种用于PC的纳米 Ti化/ZnO耐紫外涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸醋是使用增长速度最快的通用工程塑料。其强度高、抗冲击性能好、耐疲劳 性能好、电气特性好，具有高度透明性及自由染色性，且无毒无害无味，因而被广泛应用于 玻璃装配业、汽车工业和电子电器工业等。但其耐紫外线性能较差，长期在紫外线作用下， 制品表面发黄，尺寸发生变化，力学性能下降，使用寿命降低。因此，对PC材料进行耐紫外 改性显得非常重要。
[000引PC的耐紫外改性在国外的研究较为深入，使用也较为广泛。目前国内的研究还较 少，而市场需求量很大，对其进行研究开发和应用具有很大的理论价值和实际意义。
[0004] PC的耐紫外改性主要有W下S种途径：
[0005] (1)在合成过程中，加入紫外线吸收剂或紫外线屏蔽剂。该种方法实现较为困难， 且不能体现重点部位的重点防范，实际效果较差。尤其是在较长时间暴露在太阳光下的场 合，PC制品容易变黄；
[0006] (2)通过共混改性，在PC的加工过程中引入紫外线吸收剂或紫外线屏蔽剂。该种 方法虽较易实现，但也不能重点保护制品直接暴露于光照下的部位，且助剂的分散难W均 匀，造成制品的局部光老化。
[0007] (3)在PC制品的表面形成耐紫外线的涂层。涂层中含有紫外线吸收剂或紫外线屏 蔽剂，使紫外线在制品表面即被吸收或阻隔。该种方法容易实现，且效率高，效果好。目前 来看，涂层在制品表面的附着力及无机粒子在涂层中的分散性有着很大的改善空间。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种用于PC的纳米Ti化/ZnO耐紫外涂层，本发明得到的 复合涂层成型后具有良好的抗紫外线功能，有一定的透明度，且纳米Ti化/ZnO与涂层基体 间，涂层与PC塑料表面间，都形成了有效的牢固粘接，使涂层不易脱落。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种制备上述用于PC的纳米Ti化/ZnO耐紫外涂层的 制备方法。
[0010] 本发明的目的及要解决的技术问题是通过如下的技术方案实现的。
[0011] 依据本发明制备的用于PC的纳米Ti化/ZnO耐紫外涂层，包括如下质量成分：聚醋 丙締酸醋低聚物为20~50份，活性单体为20~50份，纳米Ti〇2为2~4份，纳米ZnO为 2~4份，光敏剂为1~10份，表面活性剂为0. 5~1份。
[0012] 其中其中所述聚醋丙締酸醋低聚物为分子量M小于2500的预聚物；所述活性单体 为多官能度的无離键的S哲甲基丙烷S丙締醋或己二醇二甲基丙締酸醋。
[0013] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用W下技术措施进一步实现。
[0014] 较优的，所述经异了酸沉淀法修饰的亲油性纳米Ti化馨合物的粒径在40nm~ lOOnm之间；所述经稳定剂包覆处理的纳米ZnO粒径为20nm~lOOnm之间；所述光敏剂为 苯甲酬或安息香双甲離；所述表面活性剂为两性表面活性剂，所述两性表面活性剂为N-烧 基天冬氨酸-0 -烷基醋或N0 -酷基-k赖氨酸化二十二烷基），其中所用稳定剂为焦磯 酸二辛醋铁。
[001引较优的，前述的用于PC的纳米Ti02/ZnO耐紫外涂层的制备方法包括如下步骤：
[0016]a、将所述聚醋丙締酸醋低聚物与所述活性单体混合并在40~60°C下进行一次揽 拌，揽拌20min，调节粘度至300~500CPS;
[0017]b、将待备用的纳米ZnO和纳米Ti化加入上述混合液中，升温至100~120°C进行 二次揽拌混合，揽拌化；
[0018] C、然后降低温度至40~60°C后，在无光环境下加入所述光敏剂和所述表面活性 剂，进行=次揽拌，揽拌20min;
[0019]t将混合液采用喷涂法在PC表面施作涂层后，涂层厚度为50~200ym时，先施 W短波福射，待表面层厚度固化30%~50%时，改作长波光源福照至涂层完全成型。
[0020] 较优的，前述的用于PC的纳米Ti化/ZnO耐紫外涂层的制备方法中的工艺条件如 下：
[0021] 所述揽拌混合工艺中，一次揽拌温度为40~60°C，速度30r/min，时间20min左 右；二次揽拌温度为100~120°C，速度50r/min，时间化；S次揽拌温度为40~60°C，速度 SOr/min，时间 20min左右。
[0022] 所述喷涂法采用不透明的喷涂设备，PC塑料表面水平放置，倾角不大于40° ;
[0023] 所述短波福射采用254nm的光源；所述长波福照采用313nm或366nm的光源。
[0024] 本发明的目的还在于提供一种表面涂有上述纳米Ti〇2/ZnO耐紫外涂层的PC制 品。
[00巧]借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
[0026] 1、该涂层能大幅度降低PC材料的紫外线吸收量及吸收速度；
[0027] 2、制备及喷涂过程中，纳米Ti化/ZnO微粒在涂层中有效分散，且纳米粒子在固化 中参与交联结构的形成，有助于分散结构的稳定。
[0028] 3、通过结构设计，涂层与PC制品表面形成较强结合，涂层附着性好。本法制得的 耐紫外涂层在PC上的附着性。百格测试采用ISO2409-1992标准，测得的附着力程度为1 级。
[0029] 4、纳米微粒加入量小，能在一定程度上保持PC材料的透明性能。当涂层厚度为 5ym时，仍能保持60%W上的透明度。
【附图说明】
[0030] 图1为纳米Ti化在涂层中成膜后的电镜图显示分散效果图；
[0031] 图2为纳米ZnO在涂层中成膜后的电镜图显示分散效果图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实例对本发明作进一步的说明：
[0033] 实施例1
[0034] 将纳米Ti化采用异了酸修饰，沉淀法制得馨合物，为亲油性纳米微粒，粒径 40皿~100皿；纳米ZnO采用稳定剂焦磯酸二辛醋铁包覆处理，粒径20皿~100皿。处理 好的纳米Ti〇2和纳米ZnO放入真空烘箱中，40°C~60°C下干燥2化备用。
[00巧]将50kg聚醋丙締酸醋低聚物与35kg活性单体于揽拌器中混合，升温至40~60°C后，W30r/min的速度揽拌20min，调节粘度至400CPS。然后称取带备用的经表面修饰的纳 米化0 2kg和稳定剂处理的纳米Ti化2kg加入上述混合液中，升温至100~120°C后进行 二次揽拌混合，揽拌速度50r/min，时间化。降低温度至40~60°C后，在无光环境下加入 10kg苯甲酬或安息香双甲離和化gN-烷基天冬氨酸-0 -烷基醋或N0 -酷基-k赖氨酸 巧二十二烷基），进行20min的S次揽拌，速度降为30r/min。转移混合液至喷涂设备中， 放平PC制品，其倾角为40度，喷涂约100ym厚度后，施W254nm的短波福射，待表面层厚 度（占涂层厚度1/3)固化30%~50%时，改用313nm或者366nm的长波光源福照至完全 成型，于是在PC制品表面得到耐紫外线涂层。
[003引 实施例2
[0037] 将纳米Ti化采用异了酸修饰，沉淀法制得馨合物，为亲油性纳米微粒，粒径 40皿~100皿；纳米ZnO采用稳定剂焦磯酸二辛醋铁包覆处理，粒径20皿~100皿。处理 好的纳米Ti〇2和纳米ZnO放入真空烘箱中，40°C~60°C下干燥2化备用。
[0038] 将50kg聚醋丙締酸醋低聚物与35kg活性单体于揽拌器中混合，升温至40~60°C 后，W30r/min的速度揽拌20min，调节粘度至400cps。然后称取带备用的经表面修饰的纳 米化0 2kg和经稳定剂处理的纳米Ti化4kg加入上述混合液中，升温至100~120°C后进 行二次揽拌混合，揽拌速度50r/min，时间化。降低温度至40~60°C后，在无光环境下加入 8kg苯甲酬或安息香双甲離和化gN-烷基天冬氨酸-0-烷基醋或N0-酷基-心赖氨酸巧 =十二烷基），进行20min的S次