[发明专利]一种光固化纳米复合涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别涉及一种耐划伤、透明、防紫外线的光固化纳米复合涂料。

背景技术

透明、耐刮伤涂层在日常生活中用途广泛。如在汽车工业中，透明、耐刮伤涂层可以作为汽车表面的罩光涂料，保证汽车表面漆膜不易被刮伤，以提高其寿命及美观性。透明、耐刮伤涂层也可以用于家具、树脂眼镜、显示器表面，以提高这些表面的耐擦拭性和耐刮伤性。另外，有机玻璃等透明高聚物材料的耐紫外线性能往往较差，在紫外光长期照射下，材料易泛黄、变脆。而采用纳米颗粒改性的涂层可以显著改善有机材料的耐紫外线能力，延长被保护材料的使用寿命。

传统提高漆膜耐刮伤性的主要方法是增加聚合物中硬单体的含量，或者向聚合物中填充硬质粉体。上述方法在提高涂膜耐刮伤性的同时，也会降低涂膜的其他一些性质，如透明性、附着力、柔韧性及其它表面性能。

目前，应用纳米颗粒改善漆膜的耐刮伤性已有专利申请，如在申请号为95101913.9的中国专利“耐磨涂料”中，采用了含有胶体二氧化硅的多官能团的丙烯酸酯制成的耐磨涂料，涂层中纳米颗粒的含量不高，涂层的耐划伤性提高有限。在申请号为200410013860.5的中国专利“纳米透明耐膜复合涂料”中，采用了机械分散的方法制得了透明耐划伤涂料。由于纳米颗粒比表面积大，易团聚，采用机械分散方法纳米颗粒的添加量不高，体系粘度大，分散不易均匀；而且涂层的硬度较低、透光性有较大损失。在申请号为02111699.7的中国专利“高耐刮伤纳米复合聚氨酯涂料的制备方法”中，纳米颗粒通过原位聚合法或共混法制得，但无机纳米颗粒添加量也不高，涂层的硬度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透明、耐划伤、防紫外线的光固化纳米复合涂料；其特点是纳米颗粒添加量高、分散均匀、体系粘度较低，适合多种涂装技术的要求；其涂层的耐磨性、透明性更好，而且具有一定的紫外光吸收功能，从而可使纳米复合涂层具有一定的耐老化特征。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的光固化纳米复合涂料，其由齐聚物、无机纳米颗粒、活性稀释剂、引发剂、涂料助剂和溶剂组成，所述各组分的配比为：

成膜物(齐聚物)            0-64wt％

无机纳米颗粒              1-60wt％

活性稀释剂                1-56wt％

引发剂                    1-9.3wt％

涂料助剂                  0-8wt％

溶剂                      0-31wt％；

所述的成膜物为聚氨脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的一种或多种；

所述的无机纳米颗粒为无机准球形纳米颗粒、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中一种或多种；

所述无机准球形纳米颗粒为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、CaCO₃、ZnO、ZrO₂或SiC纳米颗粒中一种或多种；

所述活性稀释剂为多官能团丙烯酸酯稀释剂中的一种或几种；

所述引发剂为光引发剂；

所述涂料助剂为由流平剂、消泡剂和分散剂组成；

所述溶剂为四氢呋喃、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮和环己酮中的一种或几种。

本发明提供的光固化纳米复合涂料各组分的最佳配比为：

成膜物(齐聚物)        20-30wt％

无机纳米颗粒          10-40wt％

活性稀释剂            20-50wt％

引发剂                       3-5wt％

涂料助剂                     0.5-5wt％

溶剂                         0-10wt％。

所述的多官能团丙烯酸酯稀释剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。

所述的光引发剂为苯偶酰缩酮、1-羟基环己基苯乙酮、α，α-二甲基-α-羟基苯乙酮和二苯甲酮中的一种或几种。

所述的流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯EFKA-3777；所述的消泡剂为氟碳改性聚丙烯酸酯EFKA-2722；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基苯磺酸钠。所述无机准球形纳米颗粒的尺寸为1—100nm。