本發(fā)明涉及表面處理與新材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種抗菌防指紋UV光固化自潔組合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品功能性和外觀要求越來(lái)越高，除要求產(chǎn)品性能良好，功能化多樣外，對(duì)產(chǎn)品外觀顏色、手感等也提出了特殊要求，特別是對(duì)諸如筆記本電腦、手機(jī)、冰箱外殼面板等接觸頻次高、廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品外殼，在抗菌防指紋方面越來(lái)越重視，這不僅關(guān)乎消費(fèi)者對(duì)生活品質(zhì)的更高追求，還與消費(fèi)者健康息息相關(guān)。塑料外殼，塑料膜等制品表面容易吸附灰塵、油脂等，從而滋生細(xì)菌，因此，抗菌防指紋表面處理技術(shù)尤為重要?？咕乐讣y功能形成，首先需要賦予涂層低表面能，減少水、污漬、灰塵、油脂附著力，低表面能涂層中，含氟化合物和含氟聚合物是首選低表面能組分，而在材料表面形成一含氟鍍層，是制備低表面能表面最經(jīng)濟(jì)有效的方法，該方法既無(wú)需改變產(chǎn)品生產(chǎn)原有工藝，又實(shí)現(xiàn)了表面的功能化和特殊化處理。目前，也有一些含氟物質(zhì)涂層，這些涂層與材料基底間主要通過(guò)物理吸附作用沉積在材料表面，穩(wěn)定性和耐久性不佳，很容易受到溶劑腐蝕而損毀功能表面。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種抗菌防指紋UV光固化自潔組合物及其制備方法和應(yīng)用。采用本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔組合物制成的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，不僅具有良好的抗菌和防指紋功能，而且具有自潔功能，此外，還具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和耐久性的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法簡(jiǎn)便，且可方便地通過(guò)改變含氟鏈段和抗菌鏈段的結(jié)構(gòu)和數(shù)目，對(duì)制得的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行調(diào)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種抗菌防指紋UV光固化自潔組合物，所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物具有如下通式：其中，x為10-800的整數(shù)，y為10-800的整數(shù)，z為10-800的整數(shù)；m為10-800的整數(shù)；Rg為萬(wàn)能粘結(jié)單元，Rf為不飽和全氟烷基鏈單元，Rk為丙烯酸抗菌鏈單元，Rh為丙烯酸鏈單元，A、B、C和D均為氫或甲基。優(yōu)選的，所述Rg含有活性基團(tuán)和能發(fā)生自由基聚合的光敏不飽雙鍵。優(yōu)選的，所述Rg為不飽和脂肪族異氰酸酯、丙烯酸甘油酯和乙烯基硅氧烷中的至少一種。相應(yīng)的，所述活性基團(tuán)為不飽和脂肪族異氰酸酯中的異氰酸基團(tuán)(-NCO)、丙烯酸甘油酯中的環(huán)氧基團(tuán)和乙烯基硅氧烷中的硅氧基團(tuán)中的至少一種。當(dāng)將所述組合物涂覆在基材表面時(shí)，上述活性基團(tuán)能與基材表面活性羥基、氨基、羧基等快速反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)所述組合物與基材間的化學(xué)鍵合。優(yōu)選的，所述Rf為全氟苯乙烯、全氟正丙基乙烯基醚、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟庚基乙基丙烯酸酯、全氟十二烷基乙基甲基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟庚基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、全氟庚基乙基甲基丙烯酸酯中的至少一種。優(yōu)選的，所述Rk為甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶(MDPB)、6-溴己酸-2-(2-甲基丙烯酰氧)乙基酯吡啶鹽(MEBHPy)、11-溴十一酸-2(2-甲基丙烯酰氧)乙基吡啶鹽(MEBU-Py)、丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨(PEDAB)、3-烯丙氧基異噻唑、3-烯丙基-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲、N-烯丙基吡啶、溴化烯丙基三乙基銨中的至少一種。其中，所述Rh為丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙磺酸酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、新戊二醇聚甲基環(huán)氧乙烷二丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、甘油三羥丙基醚三丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、聚乙二醇鄰苯基苯醚丙烯酸酯、2，2-雙[4-(異丁烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、β-(丙烯酰氧)丙酸、2-惡庚酮的均聚物的2-[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯基)氧]乙酯、羥基己酸內(nèi)酯均聚物-2-[(2-丙烯?；?氧]乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯、十五乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三乙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧基乙基酯、五乙氧基季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯中的至少一種。本發(fā)明還提供一種如上所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法，該制備方法包括：將所述Rg、Rf、Rk、Rh、UV光敏劑、微納米粒子按重量比1-50：1-50：1-50：10-100：0.2-5：1-50混合，研磨均勻，即得所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物。優(yōu)選的，所述UV光敏劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DOUBLECURE173)、1-羥環(huán)己基苯酮(DOUBLECURE184)、α-氧代苯乙酸甲酯(DOUBLECURE200)、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、2，2-二甲氧基-苯基乙酮(DOUBLECUREBDK)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧化膦(DOUBLECURETPO)、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧化膦(DOUBLECURETPO-L)、苯基(2，4，6-三甲基苯甲?；?-次膦酸乙酯(DOUBLECURE1256)、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-嗎啉基)-1-丙酮(DOUBLECURE107)、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧化磷(DOUBLECURE1819)、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧化磷(DOUBLECURE1819)、二(η5-2，4-環(huán)戊二烯-1-基)二[2，6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]鈦(DOUBLECURE784)、2-芐基-2-(二甲氨基)-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮(DOUBLECURE369)。優(yōu)選的，所述微納米粒子選自球形微納米二氧化硅、球形微納米二氧化鈦、球形微納米三氧化二鋁中的至少一種。優(yōu)選的，所述微納米粒子粒徑為10-1000nm。本發(fā)明還提供一種如上所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物在抗菌防指紋UV光固化自潔涂層中的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還提供一種如上所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法，包括：將上述所得抗菌防指紋UV光固化自潔組合物涂覆于經(jīng)除油去污處理過(guò)的基材表面，UV光照固化，得到所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。優(yōu)選的，所述基材表面含有活性羥基、氨基或羧基。優(yōu)選的，所述基材由玻璃、塑料、鋼材表面、塑料纖維、陶瓷中的一種制成。本發(fā)明還提供一種如上所述的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，該抗菌防指紋UV光固化自潔涂層采用如上所述的制備方法制成。本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的形成原理為：微納米粒子與功能組分(Rg、Rf、Rk、Rh)通過(guò)自組裝和自分層作用在基材表面形成低表面能粗糙結(jié)構(gòu)；其中，微納米粒子與功能組分之間、微納米粒子與基材之間及功能組分與基材之間通過(guò)UV光固化自由基聚合的方式或通過(guò)硅氫加成反應(yīng)、分子間縮合反應(yīng)等化學(xué)鍵聯(lián)的方式而形成強(qiáng)相互作用，從而實(shí)現(xiàn)涂層與基材間的化學(xué)鍵合，從而形成持久高效的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的抗菌、防指紋和自潔的原理為：所述涂層通過(guò)UV光固化自由基反應(yīng)和化學(xué)縮合鍵合方式，自組裝在基底表面，形成持久穩(wěn)定的含氟涂層，從而賦予產(chǎn)品抗菌防指紋超疏水(超疏水即自潔)功能。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔組合物，具有萬(wàn)能粘結(jié)單元，該萬(wàn)能粘結(jié)單元能使得由該抗菌防指紋UV光固化自潔組合物制得的抗菌防指紋UV光固化自潔與基材實(shí)現(xiàn)良好粘結(jié)，從而使得抗菌防指紋UV光固化自潔涂層具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和耐久性。本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法簡(jiǎn)便，且可方便地通過(guò)改變含氟鏈段和抗菌鏈段的結(jié)構(gòu)和數(shù)目，對(duì)制得的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，不僅具有良好的抗菌和防指紋功能，而且具有自潔功能，此外，該抗菌防指紋UV光固化自潔涂層還具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐久性和化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性為：置于-20-160℃的濕熱環(huán)境中，表面無(wú)變化，且性能穩(wěn)定；化學(xué)穩(wěn)定性為：用各種有機(jī)溶劑包括四氫呋喃、乙醇、丙酮、氯仿等浸泡360小時(shí)，表面無(wú)變化且性能穩(wěn)定。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物，具有如下通式：其中，x為10-500的整數(shù)，y為10-500的整數(shù)，z為10-500的整數(shù)；Rg為不飽和脂肪族異氰酸酯，Rf為全氟苯乙烯，Rk為甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶，Rh為新戊二醇聚甲基環(huán)氧乙烷二丙烯酸酯，A、B、C和D均為甲基。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法為：將不飽和脂肪族異氰酸酯、全氟苯乙烯、甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶、新戊二醇聚甲基環(huán)氧乙烷二丙烯酸酯、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、球形微納米二氧化硅按重量比1：50：1：100：0.2：50混合，研磨均勻，即得所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物能應(yīng)用于制備抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法為：將本實(shí)施例所得抗菌防指紋UV光固化自潔組合物涂覆于經(jīng)除油去污處理過(guò)的基材表面，UV光照固化，得到所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，采用本實(shí)施例所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法制備而成。實(shí)施例2本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物，具有如下通式：其中，x為10-500的整數(shù)，y為10-500的整數(shù)，z為10-500的整數(shù)；Rg為丙烯酸甘油酯，Rf為全氟十二烷基乙基丙烯酸酯，Rk為丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨，Rh為甘油三羥丙基醚三丙烯酸酯，A、B、C和D均為甲基。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法為：將丙烯酸甘油酯、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨、甘油三羥丙基醚三丙烯酸酯、2，2-二甲氧基-苯基乙酮、球形微納米二氧化鈦按重量比50：1：50：10：5：1混合，研磨均勻，即得所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物能應(yīng)用于制備抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法為：將本實(shí)施例所得抗菌防指紋UV光固化自潔組合物涂覆于經(jīng)除油去污處理過(guò)的基材表面，UV光照固化，得到所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，采用本實(shí)施例所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法制備而成。實(shí)施例3本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物，具有如下通式：其中，x為10-500的整數(shù)，y為10-500的整數(shù)，z為10-500的整數(shù)；Rg為乙烯基硅氧烷，Rf為全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯，Rk為3-烯丙氧基異噻唑，Rh為雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯，A、B、C和D均為甲基。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物的制備方法為：將乙烯基硅氧烷、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、3-烯丙氧基異噻唑、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、α-氧代苯乙酸甲酯、球形微納米三氧化二鋁按重量比25：30：20：70：2：10混合，研磨均勻，即得所述抗菌防指紋UV光固化自潔組合物。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔組合物能應(yīng)用于制備抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法為：將本實(shí)施例所得抗菌防指紋UV光固化自潔組合物涂覆于經(jīng)除油去污處理過(guò)的基材表面，UV光照固化，得到所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層。本發(fā)明實(shí)施例的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層，采用本實(shí)施例所述抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的制備方法制備而成。測(cè)試?yán)?對(duì)實(shí)施例1至實(shí)施例3的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層進(jìn)行以下三方面的測(cè)試：(1)抗指紋測(cè)試：采用色差測(cè)試法，即：在涂層材料表面，用色差計(jì)測(cè)試明度因素L，色度因素a，色度因素b值后，再涂布凡士林，隨后用紗布擦拭，再用色差計(jì)測(cè)定其明度因素L’，色度因素a’，色度因素b’值，根據(jù)ΔE＝[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]計(jì)算ΔE，其中ΔL＝L-L’，Δa＝a-a’，Δb＝b-b’。(2)抗菌測(cè)試：按GB/T21510-2008測(cè)試。(3)附著力測(cè)試：采用百格到L500001，按ASTMD3359進(jìn)行測(cè)試，附著力為一級(jí)以上，視為通過(guò)。所有測(cè)試結(jié)果如下表：樣品編號(hào)抗指紋性(ΔE)抗菌性(％)附著力(級(jí)數(shù))實(shí)施例10.1399.80實(shí)施例20.1699.40實(shí)施例30.1199.50從上表可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例3的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層的抗指紋性指數(shù)范圍為0.11-0.16，抗菌性指數(shù)范圍為99.4-99.8，這說(shuō)明：本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例3的抗菌防指紋UV光固化自潔涂層具有優(yōu)良的抗菌和抗指紋性能。以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3