一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法。該制備方法通過采用多官能團(tuán)丙烯酸酯與氨基硅烷反應(yīng)，然后加入鹽酸、去離子水和溶劑進(jìn)行水解和縮聚反應(yīng)，在真空脫除低分子揮發(fā)物后，再加入光引發(fā)劑，即制成透明耐磨涂料，其中多官能度丙烯酸酯是雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的混合物。本發(fā)明制備出的涂料涂覆于塑料基材表面固化后所形成的涂層，耐磨性能好，同時(shí)可以與基材一起成型出復(fù)雜曲面，適用于復(fù)雜外形的透明塑料件，如火車風(fēng)擋、汽車車窗、塑料燈具、光學(xué)鏡頭和鏡片等。
【專利說明】一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)交通工具，例如火車、汽車和輪船的透明窗多采用無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃，但該類材料抗沖擊強(qiáng)度低，容易碎裂，同時(shí)密度大。與無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃相比，一些透明塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機(jī)玻璃)、聚碳酸酯等，韌性大幅度提高，同時(shí)重量更輕，有利于提高安全性能和節(jié)能減排，目前透明塑料窗已在開始進(jìn)入應(yīng)用階段。此外手機(jī)顯示屏、眼鏡、透鏡等光學(xué)制品也越來越多地采用透明塑料。
[0003]透明塑料本身也有明顯的缺點(diǎn)，例如耐磨性能差、硬度低等，使用時(shí)易擦傷和劃傷，從而導(dǎo)致光學(xué)質(zhì)量惡化，例如透光率下降和霧度上升，并影響制品的外觀。在透明塑料的表面涂覆耐磨涂層是改善透明塑料耐磨性能差的有效方法之一，目前國(guó)內(nèi)外有大量關(guān)于透明塑料耐磨涂層材料的合成和制備方法的專利和其它文獻(xiàn)資料，并已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0004]透明塑料的耐磨涂料中，大部分是含硅的涂料，該涂料一般是烷氧基硅烷在酸性條件下，通過水解產(chǎn)生羥基，羥基之間進(jìn)一步脫水縮合，形成低聚物，加入固化劑后涂覆于塑料基材，在加熱條件下固化形成耐磨涂層，如美國(guó)專利USP3986986、USP4309319、USP4436851，中國(guó)專利 CN183418、CN101445701、CN101051092 等。
[0005]但上述耐磨涂層往往存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即涂層在透明塑料基材表面固化后，不能實(shí)現(xiàn)大幅度的變形，即可成型性差。所謂可成型性差，是指表面涂覆有涂層的塑料板材成型時(shí)，涂層容易出現(xiàn)銀紋、裂紋或剝落。因此對(duì)于一些曲面透明窗，必須現(xiàn)將板材成型成所需要的曲面，然后再涂覆耐磨涂層。先成型后涂覆涂層，很容易在平板的運(yùn)輸和成型過程中，劃傷塑料板材；此外與平面制品相比，曲面制品的涂層涂覆，工藝設(shè)備復(fù)雜、技術(shù)難度大。如果涂層本身具有可成型性，就可以先對(duì)平面板材進(jìn)行涂層涂覆，然后再成型。
[0006]因此在本領(lǐng)域中，具有一定可成型性且耐磨性好的涂層材料是極具應(yīng)用前景的。但迄今為止，關(guān)于該類涂層制備方法的報(bào)道很少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供了一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法。該方法涉及利用多官能度丙烯酸酯與氨基硅烷反應(yīng)，生成物再進(jìn)行水解、縮合和溶劑脫除，最后加入光引發(fā)劑制備成可進(jìn)行光固化的涂料，其中多官能度丙烯酸酯是雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的混合物。本發(fā)明制備出的涂料涂覆于塑料基材表面固化后所形成的涂層，耐磨性能好，同時(shí)可以與基材一起成型出復(fù)雜曲面，適用于復(fù)雜外形的透明塑料件，如火車風(fēng)擋、汽車車窗、塑料燈具、光學(xué)鏡頭和鏡片等。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于該制備方法采用多官能團(tuán)丙烯酸酯與氨基硅烷反應(yīng)，然后加入鹽酸、去離子水和溶劑進(jìn)行水解和縮合反應(yīng)，在真空脫除低分子揮發(fā)物后，再加入光引發(fā)劑，即制成透明耐磨涂料。
[0009]所述的多官能度丙烯酸酯為雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的混合物，雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的摩爾比為0.5:1~1:1，其中雙丙烯酸酯為1,6-己二醇雙丙烯酸酯、1,4-丁二醇雙丙烯酸酯、乙二醇雙丙烯酸酯或二甘醇雙丙烯酸酯中的一種，三丙烯酸酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇一羥基三丙烯酸酯。
[0010]所述的氨基硅烷，具有下列分子式:

【權(quán)利要求】
1.一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于該制備方法采用多官能團(tuán)丙烯酸酯與氨基硅烷反應(yīng)，然后加入鹽酸、去離子水和溶劑進(jìn)行水解和縮聚反應(yīng)，在真空脫除低分子揮發(fā)物后，再加入光引發(fā)劑，即制成透明耐磨涂料。
2.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述多官能度丙烯酸酯為雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的混合物，雙丙烯酸酯和三丙烯酸酯的摩爾比為0.5:1~1: 1，其中雙丙烯酸酯為1，6-己二醇雙丙烯酸酯、1，4- 丁二醇雙丙烯酸酯、乙二醇雙丙烯酸酯或二甘醇雙丙烯酸酯中的一種，三丙烯酸酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇一羥基三丙烯酸酯。
3.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述的氨基硅烷，具有下列分子式:
式中R、R1和R2均是烷基，m+n=3，m是I~3的整數(shù)，η是O~2的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述多官能度丙烯酸酯和氨基硅烷的摩爾比為2:1~3:1。
5.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述去離子水和氨基硅烷的摩爾比為2:1~10:1。
6.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述溶劑為異丙醇、乙醇、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙酮醇、環(huán)己酮、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或幾種混合而成。
7.如權(quán)利要求1所述的固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于所述光引發(fā)劑為芳香族酮化合物、苯偶姻、苯偶?？s酮或酰基氧化瞵中的一種或幾種混合而成，加入量按重量計(jì)為2~5%。
8.一種固化后可成型的透明耐磨涂料的制備方法，其特征在于制備包括以下步驟: 將雙丙烯酸酯、三丙烯酸酯和溶劑加入反應(yīng)容器中混合15~25分鐘，在攪拌的情況下慢慢加入含氨基硅烷，反應(yīng)60~90分鐘后，降溫至30°C以下；然后加入去離子水后，逐滴加入鹽酸，升溫至60°C，保溫2~4小時(shí)后，升溫至70°C抽真空，真空度為10~20Pa，脫除溶劑和水降溫至30°C以下；最后加入光引發(fā)劑攪拌60~90分鐘，即制成可成型的透明耐磨涂料。
【文檔編號(hào)】C09D183/08GK104178024SQ201410405735
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】陳東杰, 陳宇宏 申請(qǐng)人:陳東杰