[发明专利]一种抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层及其制备方法，包括涂覆在玻璃基底上的聚氨酯涂层，以及涂覆在聚氨酯涂层上的硬质抗冲蚀涂层；所述硬质抗冲蚀涂层为聚甲基丙烯酸甲酯涂层或聚碳酸酯涂层。本发明通过在聚氨酯涂层上复合硬质抗冲蚀涂层，即通过多层涂层的结构来提高聚氨酯涂层的抗冲蚀性能，且不会影响玻璃基底的透光性。

技术领域

本发明属于聚合物涂层领域，具体是指一种抗冲蚀、耐磨性优良且保持一定透光性的聚合物涂层及其制备方法。

背景技术

在航天和水下环境中，玻璃的服役条件相对恶劣，而冲蚀就是玻璃在特殊条件下服役面临的一大挑战。玻璃受到冲蚀的原因是由于玻璃表面接触到外部介质(例如水、沙尘、风沙等)或其它物质时，会受到不同程度的化学或物理反应，导致表面发生磨损和腐蚀。这些介质或物质会对玻璃表面造成化学侵蚀、电化学侵蚀、机械冲击等，引起表面的磨损和损伤。水下玻璃受冲蚀主要是由于水中存在的各种固体颗粒、海藻、海洋生物、海盐等物质对玻璃表面的冲击和磨蚀。这些物质可能会在水流的冲刷下，不断地撞击玻璃表面，其在造成磨损的同时导致玻璃透光率的下降。而航天玻璃在高空飞行中会受到大气中的高速固体颗粒的撞击，导致表面产生冲蚀。这些固体颗粒主要包括沙尘、石子、冰晶等，其对航空航天器表面造成的撞击能量很大。这些固体颗粒在撞击玻璃表面时会形成微小的凹坑和裂纹，并可能直接镶嵌到玻璃中。这些问题会导致玻璃表面粗糙度的增加和透明度的降低，在降低玻璃安全性的同时进一步影响航天器的视野和安全性能。

为了保障玻璃的安全稳定性并维持其透光性，通常需要对玻璃表面进行特殊处理，而聚合物涂料具有良好的耐磨性和抗冲击性能，能够在机械冲击和磨损作用下保护基材表面。聚氨酯涂层具有良好的耐候性、耐化学腐蚀性和耐磨性，同时聚氨酯涂层的弹性和韧性优越。但是聚氨酯涂层抗冲蚀性能相对较弱，这是因为聚氨酯涂层本身的硬度和刚度相对较低，易受到冲击力的破坏。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层及其制备方法，本发明能改善聚合物涂层的抗冲蚀性能，并维持所涂玻璃的透光性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层，包括涂覆在玻璃基底上的聚氨酯涂层，以及涂覆在聚氨酯涂层上的硬质抗冲蚀涂层；所述硬质抗冲蚀涂层为聚甲基丙烯酸甲酯涂层或聚碳酸酯涂层。

优选的，所述聚氨酯涂层的厚度为0.5-1mm，所述硬质抗冲蚀涂层的厚度为0.1-0.5mm。

优选的，所述聚氨酯层的弹性模量为20-50MPa。

所述的抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在玻璃基底上制备聚氨酯涂层

步骤2，在聚氨酯涂层上制备硬质抗冲蚀涂层。

优选的，步骤2具体为：

1)将聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯溶解于溶剂中，得到溶解液；

2)将溶解液涂覆在聚氨酯涂层上；

3)将步骤2)得到的样品干燥，得到抗冲蚀耐磨透光聚合物涂层。

进一步的，步骤1)中，所述溶剂为二氯甲烷或四氢呋喃。

进一步的，步骤3)中，所述干燥具体是在60-80℃烘干2-4h。

优选的，步骤1具体为：

1)取多元醇，于真空下进行热处理以去除水分；

2)将30-50℃去除水分的多元醇与二异氰酸酯混合，氮气保护下反应1-2h后升温至80-90℃继续反应4-5h，生成聚氨酯预聚体；