[发明专利]涂层结构、用于形成其的化学组合物、及形成其的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层结构、用于形成该涂层结构的化学组合物、及形成该涂层结构的方法，特别是涉及一种具有防污、耐磨耗、及硬度高的涂层结构、用于形成该涂层结构的化学组合物、及形成该涂层结构的方法。 

背景技术

已知在制备高光泽度涂层时，会选择使用紫外光固化透明涂料(通称为UV金油)，这是因为UV金油固体成分高、交联密度强，所获得涂层孔隙率低，基本上具有一定的抗污效果，大多用少许清洁剂即可擦拭掉污染物。但是随着技术累积，单纯UV金油已经无法满足需求。有人开始添加少量的低表面能助剂，例如，硅烷类、氟化物类助剂，在涂料干燥时，助剂会自发地浮在涂层表面使涂层具有短期的抗污效果，但是仍然无法达到长效抗污的理想效果，这是因为此类添加剂均为小分子化合物，长时间容易流失，或是低表面能基团会受到生物分子诱导而无法延伸至涂层表面，使得抗污效果丧失。 

除了促进UV金油涂层本身的抗污性之外，同时也可以在涂层上进一步进行某些处理，例如，使用抛光砖打蜡、使用汽车玻璃拨水清洁剂处理等。但是上述处理具有共同的缺点，就是无法长期保持抗污效能，并且会影响原来涂层的光泽与硬度。这是因为它们与被涂物之间并无化学键结，而仅依靠微弱的物理力来维持。 

另外，中国台湾新型专利第M319150号提出一种塑料素材的氟化保护膜结构，如图1所示，其为在塑料基材1上涂布一层改性的层2，改性的层2主要为含有纳米级二氧化硅或硅氧烷的无机薄膜，再在改性的层2表面涂布氟化保护层3。以改性的层2作为塑料基材1与氟化保护层3之间的接口，使氟化保护层3可紧密牢固地涂布于塑料基材1上，使涂布后的塑料基材1的表面能量降低，以加强保护膜结构的防污功效。但是，这样的保护膜结构，由于二氧化硅薄膜的多孔隙性的缘故，并不具有高光泽度的外观。 

因此，仍然需要一种具有高光泽度、长效防污、耐磨耗性质的新颖涂层结构及其制法。 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种涂层结构、用于形成该涂层结构的化学组合物、及形成该涂层结构的方法，该涂层结构同时具有高光泽度及耐磨耗性质，并可达到优良且长效的抗污、抗指纹功能，以解决现有技术的问题。 

根据本发明的涂层结构包括形成于待涂覆基底表面的经紫外光固化的树脂层及形成于该树脂层上的氟化物单分子层。树脂层进一步包含有机硅分子、蜡类细粉及纳米氧化物颗粒。有机硅分子的有机硅基团自树脂层的表面延伸出来，蜡类细粉与纳米氧化物颗粒自树脂层的表面露出而形成微观的山峰-山谷结构。氟化物单分子层的氟化分子与树脂层的表面形成化学键结以露出含氟基团。 

根据本发明的用于形成涂层的化学组合物包含100重量份的紫外光可固化树脂；0.01至5重量份的有机硅分子；0.1至5重量份的具有低表面能的蜡类细粉；及0.5至5重量份的纳米氧化物颗粒。 

根据本发明的形成涂层的方法包括提供包含紫外光可固化树脂、有机硅分子、具有低表面能的蜡类细粉、及纳米氧化物颗粒的混合物；将混合物涂覆至待涂覆基底的表面上，形成涂覆层；将涂覆层加温及静置，使得有机硅分子、具有低表面能的蜡类细粉、及纳米氧化物颗粒迁移至涂覆层表面；对涂覆层照射紫外光以进行部分固化；将部分固化的涂覆层涂覆一层氟化物单分子层；将已涂覆氟化物单分子层的涂覆层加热以活化氟化物；及对已加热活化的涂覆层照射紫外光以完全固化。 

与现有技术相比，本发明利用涂层表面的荷叶仿生结构防污，并利用氟化物分子与其下层涂层的化学键结力，将低表面能基团牢牢固定于外表面，使所得涂层具有长效防污效果，并同时具有高光泽度与耐磨耗性质。 

附图说明

图1显示已知的涂层结构的剖面示意图。 

图2显示根据本发明的涂层结构的剖面示意图。 

图3显示图2的放大示意图。 

图4显示根据本发明的涂层结构的荷叶仿生结构防污的示意图。 

图5显示本发明中氟化分子与树脂层表面化学键结的示意图。 

主要组件符号说明 

1     塑料基材       2    改性的层 

3     氟化保护层     10    待涂覆基底 

12    树脂层         14    氟化物单分子层 

16    有机硅分子     18    蜡类细粉 

20    纳米氧化物颗粒 22    氟化分子 

24    污染物 

具体实施方式