[发明专利]一种玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层及其制备方法，该氟硅聚丙烯酸酯防污涂层的制备方法为：制备硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅；制备氟硅聚丙烯酸酯复合涂料；按质量份计，将氟硅聚丙烯酸酯复合涂料40～50份、分散剂1～5份、消泡剂1～5份、成膜助剂1～5份、增粘剂1～5份和光引发剂3～5份混合均匀得混合物料，混合物料涂覆在玻璃上，依次经过紫外固化、干燥即得。相比于现有丙烯酸酯类涂料，本发明制备的产品由于将紫外固化技术、纳米二氧化硅和含氟丙烯酸酯结合在丙烯酸酯中，在提高固化效率的同时解决了丙烯酸酯防水性能和力学性能差的缺点；此外，本制备方法对环境更加友好、工艺更简单、更加具有经济性。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，特别涉及一种玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层及其制备方法。

背景技术

目前，中国已经成为世界聚丙烯酸酯需求发展潜力最大的市场之一。丙烯酸酯类聚合物具有耐热、耐水、透光性好等性能，用途广泛，如高楼玻璃、户外监控玻璃等防污涂料，但因具有固化速度较慢、不耐酸碱和有机极性溶剂等缺点，故其性能有待进一步改善。

紫外固化技术具有固化速率快、效率高、施工周期短、成本低和对环境友好等优点，但传统的紫外光固化薄膜具有较差的表面性质，如疏水性，需要对其改性才能满足更高的性能要求。

纳米二氧化硅颗粒具有尺寸小、比表面积大和化学性质稳定的特点，可与聚丙烯酸酯进行杂化产生协同作用，能够赋予其良好的力学性能和耐溶剂性能，但由于纳米二氧化硅颗粒的比表面积大，表面能高与丙烯酸酯聚合物的相容性差，极易发生团聚。

有机氟类聚合物具有的稳定性高和憎水性能好等优点，同时在成膜的过程中氟原子向表面迁移、富集，可以赋予有机氟聚合物材料优良的耐水性等优点，但过高含量的氟可能对环境造成危害。

因此，如何将丙烯酸酯、纳米二氧化硅、有机氟和光固化技术合理的结合制成复合涂料以提升产品的环保性和防水性能是当前急需解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层及其制备方法，以解决现有涂层的环保性不佳和耐水性差等技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层的制备方法，包括以下步骤：

制备硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅：将干燥后的纳米二氧化硅30～35份和20～30份无水乙醇加入反应釜中超声分散5～6h，在磁力搅拌下用氨水调节pH＝10.0，得到纳米二氧化硅分散液；取硅烷偶联剂3～5份溶于无水乙醇中得到硅烷偶联剂分散液；室温下在搅拌条件下将硅烷偶联剂分散液滴入纳米二氧化硅分散液中，恒温搅拌24～36h后，将分散液高速离心分离，再超声分散到无水乙醇中，重复3～5次后，放入真空烘箱中45℃干燥40～50h，即得硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅；

制备氟硅聚丙烯酸酯复合涂料：在氮气气氛下，向配有机械搅拌器、温度计和回流装置的反应釜中加入溶剂30～45份、含氟丙烯酸酯5～25份、丙烯酸酯混合单体70～75份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15～20份、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅5～10份和引发剂1～5份，在80～85℃反应4～5h，冷却至60～65℃，加入4-甲氧基苯酚0.1～1份，反应1h后，将催化剂0.1～1份和丙烯酸8～10份缓慢加入反应釜中，在90～95℃反应3～5h，在真空下除去溶剂，即得氟硅聚丙烯酸酯复合涂料；

制备玻璃用可紫外固化氟硅聚丙烯酸酯防污涂层：取氟硅聚丙烯酸酯复合涂料40～50份、分散剂1～5份、消泡剂1～5份、成膜助剂1～5份、增粘剂1～5份和光引发剂3～5份混合均匀得到混合物料，将混合物料涂覆在玻璃表面后，将其放置在装有1000W汞灯和强度为80mW/cm²的紫外曝光系统下紫外固化10～12min，然后在室温中干燥24～36h，即得。