紫外光固化防雾涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及紫外光固化防雾涂料领域，特别地，涉及一种紫外光固化防雾涂料。
【背景技术】
[0002] 在日常生活中，由于塑胶或玻璃两侧存在明显的温差和湿度差。温度较高一侧的 空气中，汽化液体遇到塑胶或玻璃等材料时会凝结在其表面形成流动性较差的小液滴，使 塑胶或玻璃表面产生雾气。这些小液滴可使光线产生不规则的散射、反射和衍射，影响了塑 胶或玻璃等材料对光线的透射能力。
[0003] 为了减少上述现象的发生，现有技术中存在多种针对塑胶或玻璃表面进行改进的 方法。例如（1)表面活性剂直接渗入法；（2)表面活性剂直接涂覆法；（3)高分子材料涂覆 法。第1)~2)种方法所形成的防雾涂层稳定性较差，防雾效果难以持久，需经常重复多次 在塑胶或玻璃表面进行活性剂处理。方法3)的防雾效果好，且防雾涂层耐磨，防雾效果持 久。高分子材料涂覆法是利用高分子聚合物材料所具有的亲水性，使其在塑胶或玻璃表面 形成具有高度亲水性的膜，使塑胶或玻璃材料对水的接触角变小，液滴在塑胶或玻璃表面 极易润湿铺展，形成极薄水膜，防止液滴在塑胶或玻璃材料表面形成，从而实现防雾。然而， 高分子材料具有亲水效果的同时，如兼顾良好导热散热性，从而减小塑胶或玻璃两侧存在 的明显温度差，则更有利于防雾效果快速体现。
[0004] 现有石墨由于其具有较好的导热能力和亲水性，因而日益受到研宄关注，但将氧 化石墨加入各成膜高分子物料中后，在存储过程中，氧化石墨容易出现迀移上浮等问题，导 致涂料的防雾效果受到影响。例如CN201410494465. 7中公开的含氧化石墨烯的防雾涂料 仅为氧化石墨烯的水溶液，该水溶液用于制备涂料时是否会发生上述迀移、团聚和上浮没 有任何说明。而CN201410461156.X中公开的防雾涂料必须通过制备乳液才能将接枝改性 后的氧化石墨烯牢牢的锁定在涂料中，防止上述问题的出现。该方法复杂，对氧化石墨烯的 接枝改性过程繁杂。无法满足直接混合制得防雾涂料的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种紫外光固化防雾涂料，以解决现有技术中氧化石墨用于 紫外光固化防雾涂料时无法得到具有较好成膜性和分散性的紫外光固化涂料的技术问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种紫外光固化防雾涂料，由15~40重量份的接 枝氧化石墨、10~15重量份的水性聚氨酯丙烯酸酯、3~6重量份的双官能丙烯酸单体、 30~60重量份的溶剂、1~6重量份的引发剂和0. 2~1. 5重量份的助剂组成；接枝氧化 石墨按以下步骤制得：以质量比为10 :1~5 :30~100的氧化石墨、丙烯酸羟乙酯和乙醇 作为反应原料，向反应原料中加入氧化石墨质量〇. 01~〇. 05%的催化剂，进行缩合反应得 到接枝氧化石墨。
[0007] 进一步地，反应原料为质量比为10:3:60的氧化石墨、丙稀酸轻乙醋和乙醇。
[0008] 进一步地，催化剂为二月桂酸二丁基锡，催化剂的加入量为氧化石墨质量的 0? 03%〇
[0009] 进一步地，缩合反应条件为首先升温至40~50°C，搅拌反应2~4小时，再升温至 95°C搅拌反应0. 5~1小时，降温至60°C抽除乙醇后，降至室温得到接枝氧化石墨；缩合反 应在惰性气体保护下进行。
[0010] 进一步地，缩合反应条件为首先升温至45°C，搅拌反应3小时，再升温至95°C搅拌 反应1小时，降温至60°C抽除乙醇后，降至室温得到接枝氧化石墨。
[0011] 进一步地，由30重量份的接枝氧化石墨、10~15重量份的水性聚氨酯丙烯酸酯、 3~6重量份的双官能丙烯酸单体、30~60重量份的溶剂、1~6重量份的引发剂和0. 2~ 1. 5重量份的助剂组成。
[0012] 进一步地，由30重量份的氧化石墨接枝化合物、12重量份的水性聚氨酯丙烯酸 酯、4重量份的双官能丙烯酸单体、41重量份的稀释剂、3重量份的引发剂和1重量份的助剂 组成。
[0013] 进一步地，由30重量份的氧化石墨接枝化合物、14重量份的水性聚氨酯丙烯酸 酯、5重量份的双官能丙烯酸单体、41重量份的稀释剂、5重量份的引发剂和0. 2重量份的助 剂组成。
[0014] 进一步地，紫外光固化防雾涂料所得涂层的水接触角为6°，RCA耐磨500次，对塑 胶或玻璃的附着力为5B，铅笔硬度为F。
[0015] 本发明具有以下有益效果：
[0016] 本发明提供的紫外光固化防雾涂料中所用氧化石墨通过接枝改性称为含有丙烯 酸基团的氧化石墨，使得所制得的紫外光固化防雾涂料各项成膜性能均较优，无需制备乳 液仅需简单混合即可得到具有较好成膜性能的紫外光固化防雾涂料。而且成膜后紫外光固 化防雾涂料还能保留该氧化石墨本身所具有的亲水性和导热性，提高所得防雾涂层的稳定 性和延长防雾涂层的有效期。可用于手机视窗、汽车和浴室镜子等塑胶和玻璃表面防雾处 理，并具有持久地使用稳定性能。所得涂层表面RCA耐磨可达500次，对塑胶或玻璃的附着 力可达5B，铅笔硬度可达F。同时所得涂层的防雾效果较优，液滴在涂层表面的水接触角仅 为6°。易于形成液流流走，难以形成水膜附着其上而雾化。
[0017] 本发明提供的该防雾涂层的制备方法，均采用可水溶或水分散的物质组成，无 VOC，因此更加环保。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将对本发明作进一步详细的说明。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖 的多种不同方式实施。
[0020] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0021] 本文中涉及到的百分号" ％"，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比， 除另有规定外，是指溶液l〇〇ml中含有溶质若干克；液体之间的百分比，是指在20°C时容量 的比例。本发明提供紫外光固化防雾涂料成膜固化时，所需固化能量为900~2000mJ/cm2， 具体可由汞灯提供该能量。
[0022] 本文中基体是指具有光滑表面且需要防雾的各类高分子材料表面，如透光灯罩、 显示屏、玻璃、仪器仪表盘面或镜子，其中显示屏是指各类电子器件的屏幕如手机屏幕、 LED/LCD电视屏幕或幕墙屏幕，透光灯罩是指汽车灯罩等。
[0023]本发明提供了一种紫外光固化防雾涂料，该涂料由15~40重量份的接枝氧化石 墨、10~15重量份的水性聚氨酯丙烯酸酯、3~6重量份的亲水性双官能丙烯酸单体、30~ 60重量份的溶剂、1~6重量份的引发剂和0. 2~1. 5重量份的助剂组成。其中所用接枝 氧化石墨按以下步骤制得：按质量比为10 :1~5 :30~100的氧化石墨、丙烯酸羟乙酯和 乙醇作为反应原料，加入氧化石墨质量〇. 01~〇. 05%的催化剂，进行反应得到接枝氧化石 墨。反应原料的混合方法：将氧化石墨分散于乙醇中，在搅拌条件下将丙烯酸羟乙酯加入所 得混合溶液中。按此方法加入，能使氧化石墨与丙烯酸羟乙酯充分混合接触，避免混合困难 的发生。提高缩合反应效率。所用乙醇优选为无水乙醇，此时可有效避免副反应的发生。
[0024] 本发明提供的方法以氧化石墨为接枝改性的对象。通过接枝改性用于紫外光涂料 后，能有效提高所得涂料的导热能力，防止由于热量传导不均导致材料表面产生雾气。克服 了氧化石墨用于涂料中后，导热和亲水能力下降的问题。本发明提供方法不适用于石墨烯 类材料。按此方法制备得到的接枝氧化石墨，能充分利用氧化石墨原料中所含的大量羧基， 通过缩合反应使得单个氧化石墨颗粒表面均可携带上适合数量的丙烯酸酯结构单元。提高 所得膜层的附着力和防雾效果。增加接枝氧化石墨与紫外光固化漆中的其他组分的混合 相容性，防止接枝氧化石墨在涂料储存过程中发生迀移或团聚。由丙烯酸羟乙酯提供丙烯 酸酯结构单元，能使所得接枝氧化石墨的成膜性能和各项性能均能得到增强。还能增强接 枝氧化石墨在涂料中的分散均匀性，成膜后接枝氧化石墨与膜层的结合力得到增强，防止 氧化石墨在膜层中发生迀移。按上述方法制备得到的接枝氧化石墨尤其适于紫外光固化涂 料，能有效增强所得涂层的亲水性和导热性，提高所得涂层的防雾效果和防雾涂层持久性。
[0025] 按此比例加入各物质作为反应原料，进行缩合反应后得到的接枝氧化石墨，还 可以有效提高所得防雾涂料的耐磨性能、硬度等各项性能。优选的反应原料为质量比为 10:3:60的氧化石墨、丙烯酸羟乙酯和乙醇。此时所得接枝氧化石墨用于紫外光固化涂料中 时成膜性能达到最优。
[0026] 所用原料通常认为催化剂加入量越多越有利于反应的进行，而本发明通过实验发 现，当催化剂的加入量为氧化石墨原料的〇. 01~〇. 05%时，催化反应程度最深，能尽可能 的避免副反应的发生，在未对氧化石墨原料进行开双键反应的情况下，达到最优的接枝率。 更优选的，催化剂的加入量为氧化石墨原料的〇. 03%，此时所得接枝氧化石墨成膜性能最 优。
[0027] 缩合反应为按常规反应条件进行即可。优选缩合反应条件为为首先升温至40~ 50°C，搅拌反应2~4小时；再升温至95°C搅拌反应0. 5~1小时，降温至60°C抽除乙醇 后，降至室温得到接枝氧化石墨；反应在惰性气体保护下进行。按此条件进行缩合反应，可 以有效降低副反应的发生比例，提高所得产物中具有优良成膜效果的接枝氧化石墨比例， 从而提高所得接枝氧化石墨制成漆膜后的附着力。延长防雾涂层的使用时间。