一種光學塑料保護涂層及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光學塑料保護涂層及其制備方法。所述的光學塑料保護涂層，按重量份數計算，即將2份正硅酸乙酯、5～6.5份苯基三甲氧基硅烷、1.5～2份偶聯(lián)劑、3～4份蒸餾水、0.02～0.03份固化劑和0.02～0.04份催化劑依次加入到容器中，攪拌后室溫放置24h，將得到的無色透明的液體涂覆在光學塑料板上并于80℃烘干，在光學塑料板上形成的一層涂層即為光學塑料保護涂層。該光學塑料保護涂層具有高透光率、高硬度等特點，可廣泛用于光學塑料防護領域，也可用于涂料、油墨等領域。
【專利說明】一種光學塑料保護涂層及制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術領域】，具體涉及一種光學塑料保護涂層及其制備方法。

【背景技術】
[0002]與光學玻璃相比，光學塑料具有比重輕、抗沖擊力強、成本低、透光性好、安全可靠等諸多優(yōu)點而得到廣泛使用，用于制作眼鏡片、飛機和汽車上的風檔、照相機上的各種透鏡。但是光學塑料同樣也存在易擦傷、耐熱性差等問題。為克服上述缺點，張崇照以四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷的混合物經催化反應制備了耐磨光學塑料保護光學塑料保護涂層，耐磨光學塑料保護涂層具有一定的硬度和耐磨性，但其采用的硅氧烷均為甲基硅氧烷結構，導致其硬度偏低，加入二烷氧基硅烷也導致其硬度偏低[專利CN200410035837.6]。王占雷采用多種烷氧基硅烷在加熱的情況下制備了單組份聚碳酸脂表面耐磨增硬透明光學塑料保護涂層，但透光、耐磨性能不佳，且對其他光學塑料的適應性較差[專利 CN200810163975.0]。
[0003]基于以上背景，迫切需要發(fā)展一種同時具有高透光性、高硬度、制備簡單、易于規(guī)?；a的光學塑料保護涂層及其制備方法。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的光學塑料涂層硬度低、耐磨性差等技術問題而提供一種光學塑料保護涂層，該光學塑料保護涂層同時具有高透光性、高硬度的特點。
[0005]本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種光學塑料保護涂層的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案
一種光學塑料保護涂層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正硅酸乙酯2份
苯基三甲氧基硅烷5?6.5份
偶聯(lián)劑1.5?2份
蒸餾水3?4份
固化劑0.02?0.03份
催化劑0.02?0.04份；
所述的偶聯(lián)劑為Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷與Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷組成的混合物；
所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物。
[0007]上述的一種光學塑料保護涂層的制備方法，步驟如下:
將正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷、偶聯(lián)劑、蒸餾水、固化劑和催化劑依次加入到容器中，攪拌后室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻涂覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘干，在光學塑料板上形成的一層涂層，即為光學塑料保護涂層；
所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板或聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
[0008]上述所得的光學塑料保護涂層其透光率可達90?97%，涂膜的鉛筆硬度可達7H?9H。可廣泛用于光學塑料防護領域，也可用于涂料、油墨等領域。
[0009]本發(fā)明的有益成果
本發(fā)明的一種光學塑料保護涂層，由于苯基三甲氧基硅烷獨特所帶的三個甲氧基團的存在，可使得高透、高硬的光學塑料保護涂層具有三維網狀結構。進一步，由于正硅酸乙酯的加入，可大大改善了光學塑料保護涂層的化學結構，進一步，苯基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯共同作用下，光學塑料保護涂層的網絡結構在長期貯存的情況下更穩(wěn)定，這種強交聯(lián)結構賦予光學塑料保護涂層極高的耐劃傷性，依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，采用QHQ涂膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對所得的光學塑料保護涂層的涂膜的鉛筆硬度進行測試，其涂膜的鉛筆硬度可達Γ9Η。
[0010]進一步，本發(fā)明的一種光學塑料保護涂層，由于苯基三甲氧基硅烷的加入，最終所得的光學塑料保護涂層中引入了苯基，由于苯基的引入，因此該光學塑料保護涂層具有較好的耐高溫性能和高硬耐磨等性能。
[0011]進一步，本發(fā)明的一種光學塑料保護涂層，通過控制苯基三甲氧基硅烷等原料的組分的含量來實現(xiàn)對最終所得的光學塑料保護涂層中苯基含量的控制，由于苯基含量能很好的控制在5%_10%之間，因此最終所得的光學塑料保護涂層在不影響折光率的情況下、同時滿足高硬度、高透光率。
[0012]進一步，本發(fā)明的一種光學塑料保護涂層的制備方法，其制備方法簡便、易于實施，適于工業(yè)化生產的特點。

【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例對本發(fā)明進一步詳細描述，但并不限制本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明各實施例所用的原料中除特殊表明的廠家及型號外，其他原料均為市售，規(guī)格均為分析純；
所用的正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷為上海華硅化工新材料有限公司。
[0015]本發(fā)明所用的各種設備的型號及生產廠家的信息如下:
涂膜鉛筆劃痕硬儀QHQ，天津材料試驗機廠生產；
UV-2102PC紫外分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司。
[0016]實施例1
一種光學塑料保護涂層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正硅酸乙酯2份
苯基三甲氧基硅烷5份偶聯(lián)劑1.5份蒸餾水4份
固化劑0.02份
催化劑0.02份；
所述的偶聯(lián)劑為Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；
所述的固化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0017]上述的一種光學塑料保護涂層的制備方法，步驟如下:
將2份正硅酸乙酯、5份苯基三甲氧基硅烷、1.5份偶聯(lián)劑、4份蒸餾水、0.02份固化劑和0.02份催化劑依次加入到容器中，攪拌后室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻涂覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘干，在光學塑料板上形成的一層涂層，即為光學塑料保護涂層；
所述的光學塑料板為聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
[0018]按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和霧度的測定》的方法進行檢測，利用UV-2102PC紫外分光光度計對上述所得的光學塑料保護涂層的透光率進行了測定，其透光率為97% ；
依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，采用QHQ涂膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對上述所得的光學塑料保護涂層的涂膜的鉛筆硬度進行測試，結果表明，所得的光學塑料保護涂層的涂膜的鉛筆硬度為7H。
[0019]上述的結果表明，實施例1所得的光學塑料保護涂層具有高透、高硬等特性。
[0020]實施例2
一種光學塑料保護涂層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正硅酸乙酯2份
苯基三甲氧基硅烷6.5份偶聯(lián)劑2份蒸餾水3份
固化劑0.03份
催化劑0.04份；
所述的偶聯(lián)劑為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液；
所述的催化劑為辛酸亞錫。
[0021]上述的一種光學塑料保護涂層的制備方法，步驟如下:
將2份正硅酸乙酯、6.5份苯基三甲氧基硅烷、2份偶聯(lián)劑、3份蒸餾水、0.03份固化劑和0.04份催化劑依次加入到容器中，攪拌后室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻涂覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘干，在光學塑料板上形成的一層涂層，即為光學塑料保護涂層；
所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板。
[0022]按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和霧度的測定》的方法進行檢測，利用UV-2102PC紫外分光光度計對上述所得的光學塑料保護涂層的透光率進行了測定，其透光率為90% ；
依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，采用QHQ涂膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對上述所得的光學塑料保護涂層的涂膜的鉛筆硬度進行測試，結果表明，所得的光學塑料保護涂層的涂膜的鉛筆硬度為9H。
[0023]上述結果表明，實施例2所得的光學塑料保護涂層具有高透、高硬等特性。
[0024]綜上所述，本發(fā)明的一種光學塑料保護涂層，涂膜的鉛筆硬度為7、H，透光率為90?97%，因此具有良好的耐磨性和透光性，即解決了目前光學塑料涂層硬度低、耐磨性差等技術問題。且制備方法簡便、易于實施。
[0025]以上所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種光學塑料保護涂層，其特征在于所述的光學塑料的保護涂層的原料按重量份數計算，其組成及含量如下: 正硅酸乙酯2份 苯基三甲氧基硅烷5?6.5份 偶聯(lián)劑1.5?2份 蒸餾水3?4份 固化劑0.02?0.03份 催化劑0.02?0.04份； 所述的偶聯(lián)劑為Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷與Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷組成的混合物； 所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物。
2.如權利要求1所述的一種光學塑料保護涂層，其特征在于按重量份數計算，其組成及含量如下: 正硅酸乙酯2份 苯基三甲氧基硅烷5份 偶聯(lián)劑1.5份蒸餾水4份 固化劑0.02份 催化劑0.02份； 所述的偶聯(lián)劑為Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷； 所述的固化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
3.如權利要求1所述的一種光學塑料保護涂層，其特征在于按重量份數計算，其組成及含量如下: 正硅酸乙酯2份 苯基三甲氧基硅烷6.5份偶聯(lián)劑2份蒸餾水3份 固化劑0.03份 催化劑0.04份； 所述的偶聯(lián)劑為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷； 所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液； 所述的催化劑為辛酸亞錫。
4.如權利要求1、2或3所述的一種光學塑料保護涂層的制備方法，其特征在于步驟如下: 將硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷、偶聯(lián)劑、蒸餾水、固化劑和催化劑依次加入到容器中，攪拌后室溫放置24h，得到無色透明的液體； 將上述所得的無色透明的液體均勻涂覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘干，在光學塑料板上形成的一層涂層，即為光學塑料保護涂層。
5.如權利要求4所述的一種光學塑料保護涂層的制備方法，其特征在于所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板或聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
【文檔編號】C09D183/02GK104231914SQ201410471228
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權日:2014年9月16日
【發(fā)明者】張英強, 吳蓁, 陳麗, 顧亞峰, 崔邊廳 申請人:上海應用技術學院