[发明专利]一种植物油基光固化自清洁抗污涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明属于UV固化材料领域，具体涉及一种植物油基光固化自清洁抗污涂层及其制备方法和应用。制备方法包括：(1)将蓖麻油、二异氰酸酯、含羟基聚二甲基硅氧烷和溶剂混合并在催化剂条件下45～60℃反应，后加入(甲基)丙烯酸羟乙酯并升温搅拌反应，即得到植物油基光固化自清洁抗污预聚物；(2)将制备得到的植物油基光固化自清洁抗污预聚物、活性稀释剂和光引发剂按比例混合制备植物油基光固化自清洁抗污涂层。本发明以简单的反应步骤合成了多官能度植物油基超支化光固化自清洁抗污涂层，拥有良好的机械性能和抗污能力，水、十六烷、食用油等液体完全不粘附涂层表面；且该低聚物以可再生的廉价生物质材料为原料，减少了石化资源的利用。

技术领域

本发明属于UV固化材料领域，具体涉及一种植物油基光固化自清洁抗污涂层及其制备方法和应用。

背景技术

紫外光固化涂料是指在紫外光照射下能够快速固化的一种涂料，因其具有低能耗、VOCs排放低、涂膜质量高、适合连续化生产等优点而备受关注。紫外光固化涂料的主要成分包括光引发剂、活性稀释剂和官能化低聚物，低聚物的结构决定了固化膜的性能。然而目前市面上的光固化涂料大多都是由石油基产品制备的，这些石油基光固化树脂不仅价格昂贵，而且属于不可再生资源，存在着难以降解等问题。

植物油具有产量大、价格低廉、可再生等优点，已逐渐替代传统的石油资源，成为化工产品的原料。植物油是一大类天然有机化合物，由脂肪酸甘油三酯的混合物组成，通常具有一些活泼的官能团，如羟基、双键和酯基等。人们正是通过对植物油的不断发掘，发展了其应用领域以及得到了多种新型的衍生物，以此来不断弥补不可再生资源在社会发展中的短缺。我国的植物油资源十分丰富，因此在研究生物质材料的应用方面具有巨大的基础优势。与其他植物油相比，蓖麻油属于非粮生物能源，可不经过任何修饰就可用于聚氨酯丙烯酸酯的生产，也可以通过巯基-烯点击反应制备丙烯酸酯。蓖麻油链主干中均与分布的羟基使生成的丙烯酸酯聚合物具有均匀的交联结构，具有良好的机械性能和热稳定性。

近年来,自清洁涂层由于其优异的抗污、防雾、防冰、耐腐蚀、抗粘附和减阻等性能，在日常生活、工业、农业、军事等领域展现出广泛的应用前景,受到了学术界和工业界的广泛研究和关注。其中自清洁涂层典型的例子如超疏水涂层和超亲水涂层，都可以通过简单的手段达到除去污垢的效果，然而超疏水涂层表面微纳米结构稳定性不好，超亲水涂层持续性不长的问题还需解决。光滑的低表面能涂层则没有上述两种涂层的缺点，具有稳定性高、持续性好，还可以拥有较好的机械性能的优点而受到人们的关注。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种植物油基光固化自清洁抗污涂层的制备方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种植物油基光固化自清洁抗污涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中加入蓖麻油、二异氰酸酯、含羟基聚二甲基硅氧烷和溶剂并在催化剂条件下45～60℃反应，后加入(甲基)丙烯酸羟乙酯和少量阻聚剂并升温搅拌反应，除去溶剂后即得到植物油基光固化自清洁抗污预聚物。

优选的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。

优选的，含羟基聚二甲基硅氧烷为单羟基封端聚二甲基硅氧烷、单端双羟丙基聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

优选的，所述溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯和正己烷中的至少一种，用量为蓖麻油、二异氰酸酯和含羟基聚二甲基硅氧烷总量的0.5～2重量倍。

优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为蓖麻油、二异氰酸酯和含羟基聚二甲基硅氧烷的0.01％～1％。

优选的，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、叔丁基邻苯二酚和对甲氧基苯酚中的至少一种，用量为(甲基)丙烯酸羟乙酯质量的0.01％～0.5％。