[發明專利]一種玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110395080.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113122101A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊建軍;朱建新;吳慶云;張建安;吳明元;劉久逸
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C09D133/10
• 分類號: C09D133/10;C09D7/62;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/32;C08F220/24
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

本發明公開了一種玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層及其制備方法，該氟硅聚丙烯酸酯防污涂層的制備方法為：制備硅烷偶聯劑改性納米二氧化硅；制備氟硅聚丙烯酸酯復合涂料；按質量份計，將氟硅聚丙烯酸酯復合涂料40～50份、分散劑1～5份、消泡劑1～5份、成膜助劑1～5份、增粘劑1～5份和光引發劑3～5份混合均勻得混合物料，混合物料涂覆在玻璃上，依次經過紫外固化、干燥即得。相比于現有丙烯酸酯類涂料，本發明制備的產品由于將紫外固化技術、納米二氧化硅和含氟丙烯酸酯結合在丙烯酸酯中，在提高固化效率的同時解決了丙烯酸酯防水性能和力學性能差的缺點；此外，本制備方法對環境更加友好、工藝更簡單、更加具有經濟性。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料領域，特別涉及一種玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層及其制備方法。

背景技術

目前，中國已經成為世界聚丙烯酸酯需求發展潛力最大的市場之一。丙烯酸酯類聚合物具有耐熱、耐水、透光性好等性能，用途廣泛，如高樓玻璃、戶外監控玻璃等防污涂料，但因具有固化速度較慢、不耐酸堿和有機極性溶劑等缺點，故其性能有待進一步改善。

紫外固化技術具有固化速率快、效率高、施工周期短、成本低和對環境友好等優點，但傳統的紫外光固化薄膜具有較差的表面性質，如疏水性，需要對其改性才能滿足更高的性能要求。

納米二氧化硅顆粒具有尺寸小、比表面積大和化學性質穩定的特點，可與聚丙烯酸酯進行雜化產生協同作用，能夠賦予其良好的力學性能和耐溶劑性能，但由于納米二氧化硅顆粒的比表面積大，表面能高與丙烯酸酯聚合物的相容性差，極易發生團聚。

有機氟類聚合物具有的穩定性高和憎水性能好等優點，同時在成膜的過程中氟原子向表面遷移、富集，可以賦予有機氟聚合物材料優良的耐水性等優點，但過高含量的氟可能對環境造成危害。

因此，如何將丙烯酸酯、納米二氧化硅、有機氟和光固化技術合理的結合制成復合涂料以提升產品的環保性和防水性能是當前急需解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層及其制備方法，以解決現有涂層的環保性不佳和耐水性差等技術問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層的制備方法，包括以下步驟：

制備硅烷偶聯劑改性納米二氧化硅：將干燥后的納米二氧化硅30～35份和20～30份無水乙醇加入反應釜中超聲分散5～6h，在磁力攪拌下用氨水調節pH＝10.0，得到納米二氧化硅分散液；取硅烷偶聯劑3～5份溶于無水乙醇中得到硅烷偶聯劑分散液；室溫下在攪拌條件下將硅烷偶聯劑分散液滴入納米二氧化硅分散液中，恒溫攪拌24～36h后，將分散液高速離心分離，再超聲分散到無水乙醇中，重復3～5次后，放入真空烘箱中45℃干燥40～50h，即得硅烷偶聯劑改性納米二氧化硅；

制備氟硅聚丙烯酸酯復合涂料：在氮氣氣氛下，向配有機械攪拌器、溫度計和回流裝置的反應釜中加入溶劑30～45份、含氟丙烯酸酯5～25份、丙烯酸酯混合單體70～75份、甲基丙烯酸縮水甘油酯15～20份、硅烷偶聯劑改性納米二氧化硅5～10份和引發劑1～5份，在80～85℃反應4～5h，冷卻至60～65℃，加入4-甲氧基苯酚0.1～1份，反應1h后，將催化劑0.1～1份和丙烯酸8～10份緩慢加入反應釜中，在90～95℃反應3～5h，在真空下除去溶劑，即得氟硅聚丙烯酸酯復合涂料；

制備玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂層：取氟硅聚丙烯酸酯復合涂料40～50份、分散劑1～5份、消泡劑1～5份、成膜助劑1～5份、增粘劑1～5份和光引發劑3～5份混合均勻得到混合物料，將混合物料涂覆在玻璃表面后，將其放置在裝有1000W汞燈和強度為80mW/cm²的紫外曝光系統下紫外固化10～12min，然后在室溫中干燥24～36h，即得。