[发明专利]超亲水抗脏污的自修复涂料、涂层的制备方法及涂层

说明书

本发明提供了一种超亲水抗脏污的自修复涂料、涂层的制备方法及涂层,涂料的制备方法包括以下步骤：步骤1，向反应容器中加入溶剂，在惰性气体保护下，向反应器中加入引发剂、聚己内酯改性的丙烯酸树脂、反应性磺酸盐、聚酯多元醇、扩链剂，在85℃～100℃温度下反应8h～48h，得到含有碳碳双键的合成树脂，反应性磺酸盐的反应性官能团至少包含碳碳双键；步骤2，在惰性气体保护下，再向反应容器中加入异氰酸酯固化剂持续搅拌10min～30min，经过过滤、去除气泡、刮涂、干燥，制备出超亲水抗脏污的自修复涂料，将涂料涂覆在物体表面，待固化成膜后形成涂层，本发明的涂层具有超亲水性、抗脏污、低雾度、高透光率和高光泽度。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种超亲水抗脏污的自修复涂料、涂层的制备方法及涂层。

背景技术

目前国内外很多隐身车衣以及改色车衣都具有自修复功能，这些自修复涂层极大的提高了保护膜的光泽度以及自修复能力，并且不断的被使用到其他更多的领域如飞机、直升机、战斗机或者风电叶片、等表面的防护领域，在实际使用中我们发现表面防护涂层不仅需要具备优异的自修复性能，还需要其具备优异的超亲水性能，实现自清洁、抗脏污行提高涂层表面的光泽度和清晰度。

高分子自修复材料可以通过加热、光照等方式，向材料提供能量，然后借助材料分子化学键的可逆特性，实现弱键的重新修复，这类自修复材料，具有修复条件温和、可重复修复等优点。为了提高高分子自修复能力，现有技术中，采用通过提高化学交联密度来提高自修复，如CN110713781 A中日本荒川化学通过在丙烯酸树脂中引入羟基再与一些聚酯多元醇混合，然后用带有异氰酸酯基团的物质对其交联形成网状结构从而制备出具有优异自修复功能的涂层；CN109354689A中通过胺丙基双封端聚二甲基硅氧烷与丙烯酸进行迈克尔加成反应；将前述得到的寡聚物提高温度，引发体系发生缩聚反应；交联固化得到新型有机硅弹性体，从而制备出化学交联的自修复(自愈合)弹性体。CN109765C中3M采用了异氰酸酯固化含硅含氟类聚合物从而制备出具有自愈合及抗划伤的涂料等。

而现有超亲水涂层的技术方案中，多是采用改性丙烯酸类聚合物，添加有机硅烷、有机氟硅烷、硅烷偶联剂等有机物，形成超亲水表面。常用有机硅化合物改善胶层其耐水性、耐候性、耐氧化性、耐溶剂性、耐紫外光性和使用寿命等方面有一定程度提高，但涂层耐水性、耐候性等方面总不能使人十分满意是因为其表面的微结构在使用过程中极易受到破坏，难以维持稳定的超亲水性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超亲水抗脏污的自修复涂料、涂层的制备方法及涂层。本发明的制备方法制得的涂层具有超亲水性、抗脏污、低雾度、高透光率和高光泽度。

本发明提供了一种超亲水抗脏污的自修复涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，向反应容器中加入溶剂，在惰性气体保护下，向反应器中加入引发剂、聚己内酯改性的丙烯酸树脂、反应性磺酸盐、聚酯多元醇、扩链剂，在85℃～100℃温度下反应8h～48h，得到含有碳碳双键的合成树脂，其中，所述反应性磺酸盐的反应性官能团至少包括碳碳双键；

步骤S2，在惰性气体保护下，再向反应容器中加入异氰酸酯固化剂持续搅拌10min～30min，经过过滤、去除气泡、刮涂、干燥，制备出超亲水抗脏污的自修复涂料。

本发明利用在聚氨酯-丙烯酸树脂链上引入反应性磺酸盐，由于磺酸盐具有高亲水性，因此可提高涂层的亲水性，且反应性磺酸盐由于分子结构中的反应性官能团在一定条件下与树脂基中的不饱和键丙烯酸基、异氰酸酯基可进行聚合反应，以化学键方式结合到聚合物分子链中，形成稳定的化学结合，在接触水分时，其亲水基团在涂层表面形成的微观结构也不易被破坏，进一步提升涂层的亲水性。反应性磺酸盐上的碳碳双键，在光引发或热引发下向材料提供能量，然后借助材料分子化学键的可逆特性，重新键合实现材料的重新修复。