含氟表面活性低聚物及其制備方法、紫外光固化防霧涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種表面活性低聚物以及紫外光固化涂料，具體是一種含氟表面活性 低聚物及其制備方法，以及一種包含該含氟表面活性低聚物的紫外光固化防霧涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在寒冷的冬季或存在溫度差時(shí)，玻璃、塑料或者其它透明的高分子材料表面均會(huì) 出現(xiàn)起霧現(xiàn)象，這給生產(chǎn)和生活帶來(lái)了諸多不便。解決起霧的方法目前主要有兩種，分別是 電加熱法和使用防霧涂料。通過(guò)電熱法消除霧氣的裝置復(fù)雜、造價(jià)昂貴，存在浪費(fèi)資源、高 能耗等缺點(diǎn)，因此目前主要集中在防霧涂料的研究。防霧涂料有兩種，親水性防霧涂料和疏 水性防霧涂料，疏水性涂料由于樹(shù)脂合成工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴等原因，限制了其使用，因此 目前防霧涂料的研究重點(diǎn)主要集中于親水性防霧涂料。但將親水性防霧涂料涂布在基材 上，因親水涂膜表面有大量極性的親水基團(tuán)，導(dǎo)致涂膜表面有高的表面能，從而容易被油 月旨、灰塵等吸附污染，破壞表面的親水防霧性。
[0003] 含氟涂料具有很低的表面能，油污和灰塵等污染物難以附著或者附著不牢，借助 水或其它外力可以很容易使污染物脫除，所以其被廣泛的應(yīng)用在涂料的抗沾污性能方面。 兩親性的含氟物質(zhì)具有良好的親疏水環(huán)境響應(yīng)性，這種物質(zhì)在不同的介質(zhì)中表現(xiàn)不同的親 水疏油性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種新型的含氟表面活性低聚物。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供該含氟表面活性低聚物的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種包含該含氟表面活性低聚物的紫外光固化防霧涂 料。
[0007] 為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種含氟表面活性低聚物，按照重量份數(shù)，所述含氟表面活性低聚物的原料包括 30~100份聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯、17~26份二異氰酸酯、46~56份全氟烷基乙醇和/或 1H，1H，2H，2H-全氟烷基硫醇、0.2~0.5份催化劑、0.1~0.3份阻聚劑和50~100份溶劑。
[0009] 進(jìn)一步地，所述聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯的分子量為300、400、500或1000。
[0010] 進(jìn)一步地，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷 二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和間苯二甲基異氰酸酯中的 至少一種，其中甲苯二異氰酸酯可為甲苯-2,6-二異氰酸酯或甲苯-2,4-二異氰酸酯。所述 二異氰酸酯最優(yōu)選的是異佛爾酮二異氰酸酯或甲苯-2，4-二異氰酸酯。
[0011] 進(jìn)一步地，所述全氟烷基乙醇為全氟辛烷基乙基醇、全氟壬烷基乙基醇和全氟葵 烷基乙基醇中的至少一種;所述1H，1H，2H，2H-全氟烷基硫醇為1H，1H，2H，2H-全氟十二烷硫 醇。
[0012] 進(jìn)一步地，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
[0013] 進(jìn)一步地，所述阻聚劑為對(duì)苯二酚或?qū)αu基苯甲醚。
[0014] 進(jìn)一步地，所述溶劑為甲苯、丙酮、二氯甲烷和乙酸乙酯中的至少一種。
[0015] 前面所述的含氟表面活性低聚物的制備方法，具體為:加入聚（乙二醇）甲基丙烯 酸酯、二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑和溶劑，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，在50~60°C恒溫反應(yīng)2~4h，再加入 全氟烷基乙醇和/或1H，1H，2H，2H-全氟烷基硫醇，在60~80°C恒溫下反應(yīng)2~4h，得到含氟 表面活性低聚物。
[0016] 一種紫外光固化防霧涂料，按照重量份數(shù)，所述紫外光固化防霧涂料包括0.01~ 0.5份含氟表面活性低聚物、20~40份親水性樹(shù)脂、10~40份疏水性單體、2~5份光引發(fā)劑、 0.2~1份流平劑、0.2~0.5份消泡劑和40~60份溶劑。
[0017] 進(jìn)一步地，所述親水性樹(shù)脂為既含有羥基、羧基、酰胺基、氨基和磺酸基中的一種 或多種親水性基團(tuán)，又含有（甲基)丙烯酸酯雙鍵的可聚合單體中的一種或兩種以上的組合 物。
[0018] 其中，既含羥基又含（甲基）丙烯酸酯的可聚合單體可以是羥乙基（甲基）丙烯酸 酯、羥丙基（甲基）丙烯酸酯等；既含羧基又含（甲基)丙烯酸酯的可聚合單體可以是（甲基） 丙烯酸、羧乙基（甲基）丙烯酸酯等；既含氨基又含（甲基）丙烯酸酯的可聚合單體可以是丙 烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等;既含磺酸基又含（甲基)丙烯酸酯的可聚 合單體可以是丙烯酰胺丙烷磺酸鈉(銨)鹽、甲基丙烯酸羥丙磺酸鈉等。
[0019] 進(jìn)一步地，所述疏水性單體為含乙氧基多官能團(tuán)的油性丙烯酸酯單體，可以是乙 氧化雙酚A二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化-2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯 酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。
[0020]進(jìn)一步地，所述光引發(fā)劑為 Irgacurel84、Irgacurel27、Irgacure2959、Irgacure TPO、Irgacurel60 和 Irgacurell73 中的至少一種。
[0021] 進(jìn)一步地，所述流平劑為 BYK-3500、BYK-3510、BYK-3530、BYK-3570 和 BYK-3535 中 的至少一種。
[0022] 進(jìn)一步地，所述消泡劑為BYK-065、BYK-066N、BYK-071和BYK-072中的至少一種。 [0023] 進(jìn)一步地，所述溶劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、甲苯、丙酮和4-甲基-2-戊酮中的至少一種。
[0024]前面所述的紫外光固化防霧涂料的制備方法，具體是:將含氟表面活性低聚物、親 水性樹(shù)脂、疏水性單體、光引發(fā)劑、流平劑、消泡劑和溶劑加入到錐形瓶中，高速攪拌〇. 5~ lh即得。
[0025]本發(fā)明具有以下有益效果：
[0026] 本發(fā)明合成了一類新型的含氟表面活性低聚物并將之用于制備紫外光固化防霧 涂料，含氟表面活性低聚物含有聚乙二醇親水性鏈段以及全氟烷基鏈?zhǔn)杷枣湺?，因此?具有兩親性。且該低聚物親水性鏈段和疏水性鏈段不在同一側(cè)，能夠快速的進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)換， 對(duì)環(huán)境具有快速的響應(yīng)性;該低聚物兼具表面活性劑以及可聚合的特點(diǎn)，能夠使表面活性 劑通過(guò)共價(jià)鍵的方式固定在聚合物中，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通小分子表面活性劑因易迀移 流失而導(dǎo)致的功效喪失等問(wèn)題。
[0027] 本發(fā)明的紫外光固化防霧涂料的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高且能耗低;產(chǎn)品在紫 外光照射下可快速固化，不需要高溫烘烤，可適用于各種熱敏性的透明基材;紫外光固化后 形成兩親性的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，防霧性能優(yōu)異，持久防霧抑霧，附著力、硬度等機(jī)械性能好，并具有 良好的環(huán)境響應(yīng)性，且克服了現(xiàn)有技術(shù)中親水性涂料普遍存在的高表面能、容易被污染等 問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0029] 以下實(shí)施例的份數(shù)均指重量份;所用疏水性單體為含乙氧基多官能團(tuán)的油性丙烯 酸酯單體，可以是乙氧化雙酚A二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化-2-甲 基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種;所用親水性樹(shù)脂是 既含有羥基、羧基、酰胺基、氨基和磺酸基中的一種或多種親水性基團(tuán)，又含有（甲基)丙烯 酸酯雙鍵的可聚合單體，比如羥乙基（甲基)丙烯酸酯、羥丙基（甲基)丙烯酸酯、（甲基)丙烯 酸、羧乙基（甲基)丙烯酸酯等、丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N_二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺 丙烷磺酸鈉(銨)鹽、甲基丙烯酸羥丙磺酸鈉等。
[0030] 實(shí)施例1
[0031 ] -種含氟表面活性低聚物，按照以下方法制備：向三口燒瓶中加入30份分子量300 的聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯、23份異佛爾酮二異氰酸酯、0.2份二月桂酸二丁基錫、0.2份對(duì) 苯二酚和70份甲苯，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，在50°C恒溫反應(yīng)4h，再加入46份全氟辛烷基乙基醇，在70 °C恒溫下反應(yīng)4h，得到含氟表面活性低聚物。
[0032]紫外光固化防霧涂料，包括0.01份以上含氟表面活性低聚物、40份親水性樹(shù)脂、10 份疏水性單體、5份Irgacurel60、0.2份BYK-3500、0.2份BYK-065和50份溶劑;將以上原料加 入到錐形瓶中，高速攪拌〇.5h即得。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 一種含氟表面活性低聚物，按照以下方法制備：向三口燒瓶中加入40份分子量400 的聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯、25份二苯基甲烷二異氰酸酯、0.3份二月桂酸二丁基錫、0.3份 對(duì)羥基苯甲醚和90份乙酸乙酯，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，在55°C恒溫反應(yīng)3h，再加入51份全氟壬烷基乙 基醇，在70°C恒溫下反應(yīng)3h，得到含氟表面活性低聚物。
[0035]紫外光固化防霧涂料，包括0.05份以上含氟表面活性低聚物、35份親水性樹(shù)脂、15 份疏水性單體、4份Irgacurel84、0.4份ΒΥΚ-35ΠΚ0.3份消BYK-066N和50份乙酸丁酯；將以