專(zhuān)利名稱(chēng)：一種防霧涂層及其專(zhuān)用防霧涂料組合物與防霧制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防霧涂層及其專(zhuān)用防霧涂料組合物與防霧制品。
背景技術(shù)：
生活中有大量與光學(xué)相關(guān)的物件或材料，例如，汽車(chē)玻璃，建筑物的窗玻璃， 浴室鏡子，儀表儀盤(pán)，眼鏡，防護(hù)眼鏡等等。然而，在高濕度或者存在較大溫差的 地方，這些或透光或反光的光學(xué)表面上就會(huì)容易形成影響視線的霧。霧給人們的日 常生活帶來(lái)了很多的不便，有時(shí)甚至是災(zāi)難性的。例如在行駛著汽車(chē)的車(chē)窗，通常 在雨季或者低溫的冬季，表面結(jié)霧是不可避免的。現(xiàn)在一般的做法是利用空調(diào)吹風(fēng) 加熱車(chē)窗表面，提高水的凝點(diǎn)，從而使車(chē)窗表面處于干燥的狀態(tài)，以此來(lái)防止結(jié)霧 確保能見(jiàn)度。
霧的形成是由于水汽在溫差的驅(qū)動(dòng)下于物體表面凝結(jié)形成了直徑100nm至 400nm的水珠。這些水珠因其尺寸可以與可見(jiàn)光的波長(zhǎng)發(fā)生衍射和干涉，影響到光 的傳播，從而致使清晰的視覺(jué)表面發(fā)生模糊。表面結(jié)霧無(wú)疑給生產(chǎn)和生活帶來(lái)了很 多的不便，因此近年來(lái)防霧技術(shù)逐步受到人們的重視。防霧的方法目前來(lái)講主要分 為電熱法和使用防霧功能涂層法。前者效果好，但造價(jià)高，且需要以消耗額外的能 源為代價(jià)，這與當(dāng)今節(jié)能環(huán)保的主題有悖。因此，目前更多的工作集中在對(duì)功能防 霧涂料的開(kāi)發(fā)研究。而對(duì)于防霧功能涂層又可分為疏水型和親水型兩種。然而迄今 為止疏水型的防霧涂層還停留于概念的階段，現(xiàn)實(shí)之中很難實(shí)現(xiàn)，即便可以實(shí)現(xiàn)也 由于成本太高，工藝太復(fù)雜而無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中。親水型的防霧涂料研究 非常之多。從原理上講可以分為兩種1、表面活性劑法；2、親水分子涂層。表面
活性劑法可以是表面活性劑直接涂覆或者通過(guò)將表面活性劑共混于其它的成膜基
質(zhì)中。成膜基質(zhì)可以是有機(jī)材料也可以是無(wú)機(jī)材料，其工作原理都是源于表面活性 劑分子的"溶出"。由于表面活性劑分子的溶出于冷凝在其表面的水中，從而降低 了該水的表面張力(減小了水在表面的接觸角)，使水珠更易于在表面鋪展形成水 膜而非水珠。因無(wú)法形成納米級(jí)的小水珠，就不會(huì)影響到表面的光學(xué)性能。這種方 法固然效果很好，可是源于它這種"犧牲"式的方式——不斷將表面活性劑分子溶 出，注定了這種防霧涂層的效果一定是不持久的，即非永久性的防霧。如果說(shuō)表面活性劑是通過(guò)降低對(duì)手——水的表面能，那么親水分子涂層法則是通過(guò)提高'自身的 表面能來(lái)實(shí)現(xiàn)表面冷凝水的鋪展(水在高表面能表面接觸角小，而低表面能表面接 觸角大)，效果一樣也是讓水珠轉(zhuǎn)變成水膜，但是這種方法得到的確是一種永久性 的防霧功能涂層。所以親水分子涂層的方法被認(rèn)為是一種最為實(shí)際的方法而受到了 最廣泛的關(guān)注與研究。
親水分子通?？煞譃闊o(wú)機(jī)親水分子，有機(jī)親水高分子和有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化的親水分 子三類(lèi)。無(wú)機(jī)親水分子可以是二氧化硅或二氧化鈦。二氧化硅的親水性因其表面極 性基團(tuán)硅羥基數(shù)量有限，使得其防霧效果非常一般。通過(guò)已有的一些專(zhuān)利可以了解 到其往往需要配合表面活性劑使用才能得到較好的防霧效果，例如
WO1996018691、 US 20050163924、 JP2007126672 A、 US005997621A 、 JP2007126672、 US005873931A2和US005753373A，但隨著表面活性劑分子的流走， 其防霧性也逐漸降低。另外，二氧化鈦表面在紫外線輻照下可以產(chǎn)生非?；顫姷淖?由基，(US6013372)這些自由基可以將表面的水分子鍵合到它的表面從而提高表 面的表面能，可一旦紫外停止輻照，該表面將逆行回原來(lái)較低表面能的狀態(tài)。所以 這種具有較高依賴性的物質(zhì)在實(shí)際應(yīng)用中也往往難以推廣。目前來(lái)說(shuō)，在防霧功能 涂層領(lǐng)域研究最多的還是親水性高分子聚合物。這些聚合物通常都帶有一些極性基 團(tuán)，例如羥基、羧基、氨基、酰胺基、磺酸基等等。高分子成膜基質(zhì)可以分為丙烯 酸酯或聚氨酯系列。這類(lèi)專(zhuān)利有WO 1993023471 Al、 US 3700487、 US4567221 A、 US 3484157、 US 6531215 B、 EP 770658 Bl、 JP10212471 A、 CN 1265408A、 CN 1662466A、 CN 1472268A、 CN 1070219C、 CN 101238187A、 CN 1098429A、 CN 17246 08A和CN 1158881A等等。另外一類(lèi)有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化的親水分子防霧涂層也 同樣有非常多的專(zhuān)利。例如US4478909A、 EP52427A1和US3773776等等。
這些已報(bào)導(dǎo)的防霧涂層都有一定的防霧效果，但是每種方法都存在不足之處， 或防霧持續(xù)時(shí)間不夠，或防霧表面硬度太差，或耐水性不好，抑或生產(chǎn)成本太高。 用親水性高分子形成的高表面能的表面，其親水性和硬度往往是矛盾的兩個(gè)方面， 很難將其完美的統(tǒng)一在同一個(gè)體系中。這也是為什么迄今有關(guān)防霧的專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào) 導(dǎo)那么多，而從產(chǎn)品市場(chǎng)角度來(lái)看，成熟的防霧功能涂料至今仍未見(jiàn)廣泛的推廣的 原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防霧涂層及其專(zhuān)用防霧涂料組合物。本發(fā)明所提供的防霧涂料組合物，其組成包括下述組分0.5-58質(zhì)量#的以丙 烯酸或甲基丙烯酸為單體的均聚物或共聚物，0. 05-6質(zhì)量份的氮丙啶交聯(lián)劑， 0. 5-58質(zhì)量份的無(wú)機(jī)納米粒子和40-98質(zhì)量份的溶劑。
其中，所述均聚物或共聚物的平均分子量可為500-50000Da，優(yōu)選 1000-10000Da。
所述共聚物具體由丙烯酸單體或甲基丙烯酸單體和下述至少一種單體聚合而 成丙烯酸(2-羥乙基)酉旨、丙烯酸(2-羥丙基)酯、甲基丙烯酸(2-羥乙基)酉旨、 甲基丙烯酸(2-羥丙基)酉旨、丙烯酸(3-羥丙基)酯、甲基丙烯酸(3-羥丙基)酯、 丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸、甲基丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰 胺、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯基垸醚羥磺酸鈉、乙烯醇和 式I所示的化合物；
式I中，
為H或CH3;
R2為Cn' H2n' +1 n'為0-12的整數(shù)，或(CH2CH20) n n 〃為1-20的整數(shù)； R3為OH 、 NH2、 S03H或Cn' H2n. +1， n'為0-12的整數(shù)； X為O、 NH或NR2R3;
n為1-100的整數(shù)，m為1-100的整數(shù)；
所述氮丙啶交聯(lián)劑為水性多官能團(tuán)交聯(lián)劑，所述氮丙啶交聯(lián)劑中的官能團(tuán)數(shù)大 于等于2。優(yōu)選使用已經(jīng)商品化的產(chǎn)品，如CX100、 Sal00等。
所述無(wú)機(jī)納米粒子具體可為氧化物納米粒子；所述氧化物納米粒子的粒徑范圍 為2-200nm，優(yōu)選為2-lOOnm，更優(yōu)選為2-50nm。
所述氧化物納米粒子具體可為二氧化硅納米粒子、二氧化鈦納米粒子或兩者的 混合物。
所述溶劑可為水、醇或兩者的混合物；所述醇可以是甲醇、乙醇、異丙醇等這 些常用的醇。
所述防霧涂料組合物的組分還可包括0.01-0.1質(zhì)量份的催化劑。所述催化劑可
(式I )為無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸，如鹽酸，硝酸，磷酸，硫酸，冰醋酸或者其它的雜多酸。
本發(fā)明所述防霧涂料組合物的組分，除了上述組分外，還可包括涂料中常用的
添加劑，如流平劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和成膜助劑。常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑，偶
聯(lián)劑的加入可促進(jìn)有機(jī)相高分子和無(wú)機(jī)納米粒子相之間的相互作用，從而增加由涂
料所形成的涂層的強(qiáng)度。
本發(fā)明所提供的防霧涂層，是由下述方法制備得到的將本發(fā)明所提供的防霧
涂料組合物涂覆在基質(zhì)上，經(jīng)固化后形成所述防霧涂層。
其中，所述基質(zhì)可為樹(shù)脂，所述樹(shù)脂可為熱塑性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂，包括聚對(duì)
苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚碳酸酯(PC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚丙烯(PP) 或其它透明高分子樹(shù)脂。
所述涂覆的方法可根據(jù)樹(shù)脂基質(zhì)的情況，采用浸涂、噴涂、滾涂或刷涂的方法; 所述固化的方法是在50-15(TC干燥2-30min。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種防霧制品。
本發(fā)明所提供的防霧制品，是涂布有本發(fā)明的防霧涂層的透明樹(shù)脂制品；所述 防霧涂層的厚度為0. 2-100,，具體可為0.5-80|im， 0.5-50,， 0.5-30,， 0.5-10pm等。
本發(fā)明所提供的涂料組合物具有優(yōu)異的防霧性、良好的耐水性，該涂料與基質(zhì) 的粘結(jié)強(qiáng)度高，并且用該涂料涂覆基質(zhì)形成的防霧涂層具有良好的表面硬度。涂布 有所述防霧涂層的防霧制品具有良好的表面光滑性和清晰性，且外觀優(yōu)良、表面強(qiáng) 度高、耐磨性好，可將用于浴室鏡、眼鏡、頭盔、安全防護(hù)眼鏡、汽車(chē)車(chē)燈罩和儀 表儀盤(pán)等等。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例僅用于更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。 下述實(shí)施例中所使用的百分比，都是指質(zhì)量百分比；所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊 說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。 實(shí)施例制得的防霧制品的物理性質(zhì)用下述方法來(lái)評(píng)價(jià)。 1)防霧性
將樣品放置于5(TC飽和水蒸汽之上，通過(guò)觀察，如果l分鐘不起霧，則視為防 霧合格。2) 耐磨性
a) 按照J(rèn)IS K 5651-1966有關(guān)方法測(cè)定鉛筆硬度的相關(guān)條目測(cè)定硬度。
b) 按照ASTM D3363-92a或ECCAT4方法，用儀器JM-IV型磨耗儀，在荷 重750g的條件下往復(fù)摩擦500次，以測(cè)涂層的變化率表示其Taber磨損性。
3) 粘接性
用交叉切割涂膜，形成10x10的方格。用3M-610壓敏膠帶(cello t叩e)粘附 于最外層表面，然后沿90度方向撕去膠帶。計(jì)算被撕去的涂層的格子數(shù)，如果小 于5%則被視為合格。
4) 耐水性
將樣品浸泡于5(TC的蒸餾水中300小時(shí)，如果其防霧性保持不變，則視為合格。
5) 耐紫外性
QUV測(cè)試500小時(shí)，測(cè)試參照標(biāo)準(zhǔn)ASTM G-155，第一個(gè)循環(huán)于62'C氤弧光源 的紫外燈照射120分鐘后，噴水18分鐘。總的測(cè)試時(shí)間為500小時(shí)。如果紫外照 射后的防霧性不下降表明防霧涂層的耐紫外性能通過(guò)。
實(shí)施例l、制備具有防霧涂層的PET制品
將100g60。/。聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(山東泰和水處理有限公司) (平均分子量為2000Da)的水溶液，1.5g氮丙啶交聯(lián)劑CX100 (帝斯曼公司)， 10g粒徑為20nm的二氧化硅納米粒子(日本日產(chǎn)公司Nissan Chemical Industries ， Ltd.)的水溶膠(濃度為50%)混合，在上述混合物中加入少量濃度 為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另外再加入0.3g硅烷偶聯(lián)劑TEOS (正硅 酸乙酯)(北京精益化工)。用線棒將上述混合物涂布于PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯)表面，將PET于12(TC干燥5分鐘，得到防霧涂層厚度為l]im的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格；
表面硬度2H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.01;
粘結(jié)性>95%，合格； 耐水性>300小時(shí)，合格； 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例2、制備具有防霧涂層的PC制品將100g40。/。聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯酸(2-羥乙基)酯(山 東泰和水處理有限公司)(平均分子量為2000Da)的水溶液，4g氮丙啶交聯(lián)劑 CXIOO， 200g粒徑為8nm的二氧化硅納米粒子水溶膠(濃度為30%)混合，在上 述混合物中加入少量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另外再加入3g 硅垸偶聯(lián)劑KH560 (縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅垸)(南京能德化工有限公司) 攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PC (聚碳酸酯)表面，將PC于15(TC干燥 2分鐘，得到防霧涂層厚度為5pm的PC制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.03;
粘結(jié)性>95%，不合格； 耐水性>300小時(shí)，合格。 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例3、制備具有防霧涂層的PMMA制品
將100g 30%聚丙烯酸-丙烯基垸醚羥磺酸鈉(Aldrich進(jìn)口試劑)(平均分子量 為7000Da)的水溶液，0.3g氮丙啶交聯(lián)劑CX100， 100g粒徑為5nm的二氧化硅納 米粒子水溶膠(濃度為30%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為lmol/L的鹽 酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另外再加入2.5g硅烷偶聯(lián)劑TEOS (正硅酸乙酯)攪拌 均勻，用線棒將上述混合物涂布于PMMA表面，將PMMA于IO(TC干燥15分鐘， 得到防霧涂層厚度為2|am的PMMA制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格；
表面硬度H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.03;
粘結(jié)性<95%，不合格；
耐水性>300小時(shí)，合格。
耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例4、制備具有防霧涂層的PET制品
制備聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯酸縮水甘油酯將10g丙烯酸，4g丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2g丙烯酸縮水甘油酯溶解于25g 水中，加熱至65'C，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入100毫克過(guò)硫酸胺，反應(yīng)聚合6小時(shí)，得 到平均分子量為2000Da的聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯酸縮水甘油 酯。
將100g 37%聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯酸縮水甘油酯(平均分 子量為2000Da)的水溶液，2g氮丙啶交聯(lián)劑CX100， 10g粒徑為60nm的二氧化 硅納米粒子水溶膠(濃度為50%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為lmol/L 的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另外再加入0.15g硅烷偶聯(lián)劑TEOS (正硅酸乙酯) 攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PET表面，將PET于120。C干燥5分鐘，得 到防霧涂層厚度為0.5pm的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度2H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0. 01; 粘結(jié)性>95%，不合格； 耐水性>300小時(shí)，合格 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例5、制備具有防霧涂層的PET制品
制備聚丙烯酸-丙烯酸縮水甘油酯將10g丙烯酸，4g丙烯酸縮水甘油酯溶解 于25g水中，加熱至65oC，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入50毫克過(guò)硫酸胺，反應(yīng)聚合6小 時(shí)，得到平均分子量為4000的聚丙烯酸-丙烯酸縮水甘油酯。
將100§40%聚丙烯酸-丙烯酸縮水甘油酯(平均分子量為4000Da)的水溶液， 3g多官能團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑CXIOO， 15g粒徑為90nm的二氧化硅納米粒子水溶膠(濃 度為30%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2 至4，另外在加入0.1g硅垸偶聯(lián)劑TEOS (正硅酸乙酯)攪拌均勻，用線棒將上述 混合物涂布于PET表面，將PET于12(TC干燥5分鐘，得到防霧涂層厚度為5pm 的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性〉1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度2H;耐磨性(750g， 500r) g: 0.01;
粘結(jié)性>95%，合格； 耐水性>300小時(shí)，合格； 耐紫外性〉500小時(shí)，合格。
實(shí)施例6、制備具有防霧涂層的PET制品
制備聚丙烯酸-聚乙烯醇(參考文獻(xiàn)《化學(xué)研究與應(yīng)用》2009年第四期)，具 體制備方法如下將VAc醋酸乙烯酯加入三口瓶中，充入氮?dú)馀懦磻?yīng)器內(nèi)的氧氣， 水浴加熱，控溫于65。C， IO分鐘以后加入丙烯酸和偶氮二異丁腈的甲醇溶液，反應(yīng) 5小時(shí)后，加入過(guò)量的NaOH的甲醇溶液，中和羧基后，多余的NaOH催化醇解反應(yīng)， 得到丙烯酸-聚乙烯醇P(VA-co-AA)，最后產(chǎn)品放入75T烘箱干燥2小時(shí)，再于100 °C真空烘箱中干燥1小時(shí)，得固體稱(chēng)重。
將100g20。/。聚丙烯酸-聚乙烯醇(平均分子量為5000)的水溶液，1.5g多官能 團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑CX100，30g粒徑為45nm的二氧化硅納米粒子水溶膠(濃度為30%) 混合，在上述混合物中再加入少量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另 外在加入0.2g硅烷偶聯(lián)劑KH560 (縮水甘油丙基三甲氧基硅烷)攪拌均勻，用線 棒將上述混合物涂布于PET表面，將PET于80。C干燥3O分鐘，得到防霧涂層厚度 為2pm的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度HB;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.05;
粘結(jié)性<95%，不合格； 耐水性<300小時(shí)，不合格； 耐紫外性<500小時(shí)，不合格。
實(shí)施例7、制備具有防霧涂層的PET制品
將100g6(P/。聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(山東泰和水處理有限公司) (平均分子量為2000Da)的水溶液，1.5g多官能團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑CX100， 100g粒 徑為100nm的二氧化鈦納米粒子水溶膠(濃度為20%)混合，在混合物中加入1400g 水稀釋?zhuān)偌尤肷倭繚舛葹閘mol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，另外加入0.5g硅 烷偶聯(lián)劑TEOS (正硅酸乙酯)攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PET表面，將PET于12(TC干燥5分鐘，得到防霧涂層厚度為1,的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度2H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.01;
粘結(jié)性>95%，合格； 耐水性>300小時(shí)，合格； 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例8、制備具有防霧涂層的PMMA制品
將100g60n/。聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(山東泰和水處理有限公司) (平均分子量為2000) ， 1.5g氮丙啶交聯(lián)劑SalOO， 10g粒徑為2nm的二氧化硅納 米粒子水溶膠(濃度為50%) ， 50g粒徑為100nm的二氧化鈦納米離子水溶膠(濃 度為20%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)值pH為2 至4，在加入0.5g硅垸偶聯(lián)劑TEOS (正硅酸乙酯)攪拌均勻，用線棒將混合物涂 布于PMMA表面，將PMMA于120"C干燥5分鐘，得到防霧涂層厚度為2pm的 PMMA制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度2H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.01;
粘結(jié)性>95%，合格； 耐水性〉300小時(shí)，合格； 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例9、制備具有防霧涂層的PC制品
制備聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯基烷醚羥磺酸鈉10g丙烯酸， 4g丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2g丙烯基烷醚羥磺酸鈉溶解于25g水中，加熱至65 'C，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入50毫克過(guò)硫酸銨，反應(yīng)聚合6小時(shí)，得到平均分子量為 3000的聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯基烷醚羥磺酸鈉。
將100§35%聚丙烯酸-聚丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-聚丙烯基垸醚羥磺酸鈉35% (平均分子量為3000Da)的水溶液，2g多官能團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑SaC100， 100g粒徑為2nm的二氧化硅納米粒子水溶膠(濃度為15%)混合，在上述混合物中加入少 量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，再加入2g硅烷偶聯(lián)劑TEOS (正硅 酸乙酯)攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PC表面，將PC于IO(TC干燥15 分鐘，得到防霧涂層厚度為2pm的PC制品。 物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度H;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.02;
粘結(jié)性<95%，不合格； 耐水性>300小時(shí)，不合格； 耐紫外性<500小時(shí)，不合格。 實(shí)施例10、制備具有防霧涂層的PET制品
將100g40y。聚丙烯酸-聚丙烯基烷醚羥磺酸鈉(Aldrich進(jìn)口試劑)(平均分 子量為7000)的水溶液，1.5g多官能團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑CX100， 10g粒徑為8nm的 二氧化硅納米粒子水溶膠(濃度為30%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為 lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2至4，再加入少量0.15g硅烷偶聯(lián)劑KH560 (縮水 甘油醚基丙基三甲氧基硅垸)攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PET表面，將 PET于12(TC干燥5分鐘，得到防霧涂層厚度為3,的PET制品。
物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度HB;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.05; 粘結(jié)性<95%，不合格； 耐水性>300小時(shí)，合格； 耐紫外性>500小時(shí)，合格。
實(shí)施例ll、制備具有防霧涂層的PET制品
將100g30"/。聚丙烯酸(Aldrich進(jìn)口試劑)(平均分子量為5000)的水溶液， 1.5g多官能團(tuán)氮丙啶交聯(lián)劑CX100， 15g粒徑為13nm的二氧化硅納米粒子水溶膠 (濃度為20%)混合，在上述混合物中加入少量濃度為lmol/L的鹽酸，調(diào)節(jié)pH值 為2至4，再加入少量0.25g硅烷偶聯(lián)劑KH560 (縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷)攪拌均勻，用線棒將上述混合物涂布于PET表面，將PET于12(TC干燥5分鐘，得 到防霧涂層厚度為5pm的PET制品。 物理性能測(cè)定
防霧性>1分鐘(5(TC水蒸汽)，合格； 表面硬度HB;
耐磨性(750g， 500r) g: 0.6;
粘結(jié)性<95%，不合格； 耐水性<300小時(shí)，不合格； 耐紫外性<500小時(shí)，不合格。
權(quán)利要求
1、一種防霧涂料組合物，其組成包括下述組分0.5-58質(zhì)量份的以丙烯酸或甲基丙烯酸為單體的均聚物或共聚物，0.05-6質(zhì)量份的氮丙啶交聯(lián)劑，0.5-58質(zhì)量份的無(wú)機(jī)納米粒子和40-98質(zhì)量份的溶劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述共聚物由丙烯 酸或甲基丙烯酸單體和下述至少一種單體聚合而成丙烯酸(2-羥乙基)酯、丙烯 酸(2-羥丙基)酯、甲基丙烯酸(2-羥乙基)酯、甲基丙烯酸(2-羥丙基)酯、丙 烯酸(3-羥丙基)酯、甲基丙烯酸(3-羥丙基)酯、丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸、甲 基丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸縮水甘油酯、甲基 丙烯酸縮水甘油酯、丙烯基垸醚羥磺酸鈉、乙烯醇或式I所示的化合物；<formula>formula see original document page 2</formula>(式I)式I中，!^為H或CH3;R2為Cn, H2n, +1 n'為0-12的整數(shù)，或(CH2CH20) n n 〃為1-20的整數(shù)；R3為OH 、 NH2、 S03H或Cn'H2n.+p n'為0-12的整數(shù)；X為O、 NH或NR2R3;n為1-100的整數(shù)，m為1-100的整數(shù)；所述氮丙啶交聯(lián)劑中的官能團(tuán)數(shù)大于等于2;所述均聚物或共聚物的平均分子量為500~50000Da，優(yōu)選1000~10000 Da。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述無(wú)機(jī)納米 粒子為氧化物納米粒子；所述氧化物納米粒子的粒徑范圍為2-200nm，優(yōu)選為2-100nm，更優(yōu)選為2-50nm;所述溶劑為水和/或醇。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述氧化物納米粒 子為二氧化硅納米粒子和/或二氧化鈦納米粒子。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述防霧涂料組合物的組分還包括0.01-0.1質(zhì)量份的催化劑；所述催化劑為無(wú)機(jī)酸或有機(jī)亂
6、 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述防霧 涂料組合物的組分還包括下述至少一種流平劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和成膜助劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防霧涂料組合物，其特征在于所述防霧涂料組合 物由以丙烯酸或甲基丙烯酸為單體的均聚物或共聚物、氮丙啶交聯(lián)劑、無(wú)機(jī)納米粒 子、溶劑、催化劑和偶聯(lián)劑組成。
8、 一種防霧涂層，由下述方法制備得到將權(quán)利要求1-7中任一所述的防霧涂 料組合物涂覆在基質(zhì)上，經(jīng)固化后形成所述防霧涂層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防霧涂層，其特征在于所述基質(zhì)為樹(shù)脂，所述涂覆的方法為浸涂、噴涂、滾涂或刷涂；所述固化的方法是在50-15(TC干燥2-30min。
10、 一種涂布有權(quán)利要求8或9所述防霧涂層的透明樹(shù)脂制品；所述防霧涂層 的厚度為0. 2-100pm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防霧涂層及其專(zhuān)用防霧涂料組合物與防霧制品。本發(fā)明所提供的防霧涂料組合物，其組成包括下述組分0.5-58質(zhì)量份的以丙烯酸或甲基丙烯酸為單體的均聚物或共聚物，0.05-6質(zhì)量份的氮丙啶交聯(lián)劑，0.5-58質(zhì)量份的無(wú)機(jī)納米粒子和40-98質(zhì)量份的溶劑。本發(fā)明所提供的涂料組合物具有優(yōu)異的防霧性、良好的耐水性，該涂料與基質(zhì)的粘結(jié)強(qiáng)度高，并且用該涂料涂覆基質(zhì)形成的防霧涂層具有良好的表面硬度。涂布有所述防霧涂層的防霧制品具有良好的表面光滑性和清晰性，且外觀優(yōu)良、表面強(qiáng)度高、耐磨性好，可將其用于浴室鏡、眼鏡、頭盔、安全防護(hù)眼鏡、汽車(chē)車(chē)燈罩和儀表儀盤(pán)等等。
文檔編號(hào)C09D133/02GK101591494SQ200910088318
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者張紅娟, 蔣宇揚(yáng), 陳振昌 申請(qǐng)人:北京瑞博奧生物科技有限公司