[发明专利]一种透明光固化涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种填料改性分散及其光固化有机无机杂化涂层的制备方法，属于光固化有机无机杂化涂层制备技术领域。本发明结合填料改性分散技术与光固化技术于一体，通过调节填料表面接枝基团及填料分散方式来改善填料在光固化涂层中的分散性。再通过调节填料表面基团和改性填料的添加量来调节光固化涂层的与金属基材的附着力、硬度、耐磨性及透明性。本发明所制备得到的加入MMT的光固化涂层较未加入MMT的涂层铅笔硬度提高1‑2个等级；拉拔附着力提高了0‑60％；在1000g负载下的500次橡胶砂轮磨损质量损失降低了0‑30％；60μm涂层在600nm的紫外透过率仍然可以维持在80‑88％。

技术领域

本发明涉及一种填料改性分散及其光固化有机无机杂化涂层的制备方法，属于光固化有机无机杂化涂层制备技术领域。

背景技术

光光固化涂料具备“5E”的特性，在汽车、光学器件、手机、电器和木器等方面已取得广泛的应用。涂层主要用于保护基材表面，防止受到外界作用的损伤和破坏，这些损伤会使涂层产生光学雾度、影响产品的外观、使基材失去附着力、甚至完全破坏涂层。因此，硬度及耐磨性是涂层重要的应用指标之一。向光固化树脂体系中引入无机纳米粒子，是增强涂层的硬度、耐磨性及热稳定性等性能简便的方法。而在无机填料上引入极性基团又可以提高涂层与金属基材的附着力。但是工业上填料是通过直接加入干燥粉末的方式而加入的，这样会存在一些问题，比如填料加入过多会导致其在涂层中团聚从而导致涂层性能下降且涂层不再透明。

因此，需要开发一种新的填料改性及分散方法以制备得到一种增强硬度、附着力和耐磨性的透明涂层。

发明内容

为了提高光固化涂层的硬度、附着力和耐磨性且保证涂层的透明性，本发明提供一种填料的改性分散及其杂化涂层的制备方法，通过该分散方法可以避免干燥粉末在光固化涂料中分散困难的问题，从而改善其在涂料中的分散性，进而在保证涂层透明性的前提下，提高涂层的硬度和耐磨性。

本发明的第一个目的是制备改性MMT(蒙脱石)/活性稀释剂分散液，以避免干燥对MMT的分散性造成影响，所述方法包括以下步骤：

改性MMT的制备：分别使用阳离子表面活性剂、(甲基)丙烯酸和硅烷偶联剂改性MMT，所述的阳离子表面活性剂为一端带有甲基丙烯酸酯基的长链阳离子表面活性剂，硅烷偶联剂为一端带有氨基的硅烷偶联剂，将最后得到的改性MMT分散在溶剂中(过程中避免干燥)，所述的最终改性MMT为改性MMT/溶剂分散液；

改性MMT/活性稀释剂分散液的制备：将改性MMT/溶剂分散液与活性稀释剂混合均匀(优选超声搅拌的混合方式)，采用蒸发的方式将溶剂除去(优选旋转蒸发的方式)，所述的活性稀释剂为光固化活性稀释剂。

在一种实施方案中，所述的MMT包括但不限于天然MMT及无机改性MMT中的一种。

在一种实施方案中，所述的MMT可以是：天然MMT、钠基MMT、钙基MMT、锂基MMT、K10、KSF等。

在一种实施方案中，所述的阳离子表面活性剂为一端带有甲基丙烯酸酯基的长链阳离子表面活性剂中的一种，硅烷偶联剂为一端带有氨基的硅烷偶联剂中的一种；溶剂包括但不限于一类易于改性MMT分散且沸点小于80℃的溶剂中的一种。

在一种实施方案中，所述的阳离子表面活性剂可以是：十六烷基(甲基丙烯酸乙酯基)二甲基溴化铵。

在一种实施方案中，所述的硅烷偶联剂可以是：3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷等。

在一种实施方案中，所述的分散溶剂可以是：乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、醋酸甲酯、四氢呋喃等。

在一种实施方案中，所述光固化活性稀释剂包括但不限于一类结构中含有1个或1个以上丙烯酸酯基团，粘度小于200cp的丙烯酸酯类化合物中的任意一种或两种以上的组合。