[发明专利]一种高硬度耐摩擦防雾涂料及制备方法

说明书

本发明提供一种高硬度耐摩擦防雾涂料，组分包括亲水环状聚硅氧烷、聚硅氮烷、固化剂、流平剂、溶剂。该涂料以亲水改性的聚硅氧烷为主体，聚硅氧烷具有刚性环状结构，表面既含有亲水基团发挥亲水防雾作用，又含有环氧基团可与固化剂交联固化，环氧基团开环后形成的羟基又可以参与聚硅氮烷的交联固化，形成聚硅氧烷和聚硅氮烷的互穿网络结构，这种刚性的以无机结构为主的致密网络，赋予防雾涂层高硬度和高耐摩擦性，对玻璃和塑料基材的附着力强，并且在常温下即可完成固化过程。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防雾涂料及其制备方法和应用。

背景技术

透明玻璃和聚合物材料具有优异的光学性能，在日常生活中应用广泛。但是这些材料在实际使用时，由于环境改变产生温差变化，空气中的水蒸气很容易在这些材料表面凝结成水滴，产生雾气，导致其透明性和能见度急剧下降。起雾现象不但降低了材料本身的透明度,影响相关产品的使用,还会给设备的运行安全带来隐患。

因此,如何防雾逐渐引起研究人员和产业届的关注。常见的防雾技术有自动擦拭、热力防雾、表面涂层等。其中,具有主动防雾性能的超亲水表面涂层技术在施工简便性、持续防护性及运行维护成本的经济性等方面具有独特优势,是最有发展潜力的防雾技术。

目前，在众多超亲水涂层的制备方法中，化学涂料涂覆具有操作简便，成本低，适合大规模生产等优点，因此最受瞩目。由于具有防雾功能的化学涂料通常为有机聚合物，容易在塑料基材上附着，但难以在玻璃基材上附着，固化后形成的涂层硬度普遍较低，不耐摩擦，造成使用寿命短。无机聚硅氧烷聚合物的硬度高，耐磨性优异，近年来备受瞩目。虽然国内外学者也陆续报道了有机无机杂化防雾涂料，但有机物的含量仍占主体地位，难以根本解决防雾涂料硬度和耐磨差的问题。因此，开发以无机组分为主的高硬度耐摩擦的防雾涂料是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，本发明提供一种高硬度耐摩擦防雾涂料，该涂料以亲水改性的聚硅氧烷为主体，聚硅氧烷具有刚性环状结构，表面既含有亲水基团发挥亲水防雾作用，又含有环氧基团可与固化剂交联固化，环氧基团开环后形成的羟基又可以参与聚硅氮烷的交联固化，形成聚硅氧烷和聚硅氮烷的互穿网络结构，这种刚性的以无机结构为主的致密网络，赋予防雾涂层高硬度和高耐摩擦性，对玻璃和塑料基材的附着力强，并且在常温下即可完成固化过程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，本发明提供一种高硬度耐摩擦防雾涂料，包括以下质量份的组份：亲水环状聚硅氧烷50-80份、聚硅氮烷20-50份、固化剂5-20份、流平剂0.1-1.0份、溶剂100-500份。

优选的，所述环状聚硅氧烷端基含环氧基团，能够与氨基进行开环反应。

优选的，所述环状聚硅氧烷为缩水甘油醚氧丙基环四硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状聚倍半硅氧烷、八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧中的至少一种。

所述有机聚硅氮烷(OPSZ)的侧链或端基由一个或多个乙烯基，甲基，苯基，环氧基等基团组成。

优选的，所述聚硅氮烷包括全氢聚硅氮烷(PHPS)，有机聚硅氮烷(OPSZ)的任意一种。

优选的，所述固化剂为热固型环氧固化剂，能够与亲水环状聚硅氧烷中的环氧基发生交联反应，从而实现交联固化；优选的，包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、聚醚胺(D230)、聚醚胺(D400)、聚醚胺(ED600)中的至少一种。

优选的，所述流平剂包括氟素润湿流平剂(FSWET1010)、含氟流平剂(FS3100)、聚醚硅氧烷流平剂(TEGO410)中的至少一种。

优选的，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醚、环己酮中的一种或多种的组合。

一种高硬度耐摩擦防雾涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：