硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層組合物及其涂層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可涂覆在透明PET膜上的紫外光固化硬涂層組合物領(lǐng)域，特別涉及一 種硅炕/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層組合物及其涂層。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，顯示裝置越來(lái)越多的應(yīng)用了觸摸面板，但觸摸面板的 被動(dòng)磨損會(huì)導(dǎo)致使用性能、美觀度的降低，最終導(dǎo)致其失去使用價(jià)值，造成經(jīng)濟(jì)損失。所以 可用于涂覆于基材表面的硬質(zhì)涂層就成了當(dāng)前的研宄熱點(diǎn)。
[0003] 紫外光（UV)固化是利用紫外光線照射涂層，產(chǎn)生輻射聚合、輻射交聯(lián)和輻射接枝 等反應(yīng)，迅速將低分子量反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿恿慨a(chǎn)物的化學(xué)過(guò)程。UV固化具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì) 和特點(diǎn)，可總結(jié)為"5E"，即"Energy"節(jié)省能源：在UV固化中不必對(duì)基材進(jìn)行加熱，一般UV 固化能耗僅為熱固化的1/5 ;"Ec〇l〇gy"生態(tài)環(huán)境保護(hù)：UV固化材料中不含或只含少量溶 劑，無(wú)揮發(fā)性，同時(shí)UV固化所用的能源為電能，不燃油或燃?xì)猓瑹o(wú) C02生成，故被譽(yù)為"綠色 技術(shù)";"Economy"經(jīng)濟(jì)；"Efficiency"效率：UV固化技術(shù)裝置緊湊，流水線生產(chǎn)，加工速度 快，因而節(jié)省了場(chǎng)地和空間，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，且具有優(yōu)良的性能，從而減少原料的消耗，有利 于降低經(jīng)濟(jì)成本；"Enabling"多能：可用于塑料、木材、紙張、熱敏合金及含有熱敏零件的 金屬原件等方面，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。
[0004] 中國(guó)專利201210105279. 0公開(kāi)了一種可用于觸摸屏面板防污防指紋的涂層組合 物及防污防指紋涂層的制備方法。由10?90份的紫外光固化成膜樹脂，0?5份光引發(fā) 劑，0. 1-10丙烯酸改性氟化樹脂，10-90份溶劑組成，其能有效抑制指紋、油污及汗?jié)n等污 垢附著于涂層表面，同時(shí)該涂層還具有防刮花及抗摩擦性能，可廣泛應(yīng)用于觸摸屏的顯示 面板。中國(guó)專利201210428561. 2公開(kāi)了一種耐候抗刮擦紫外固化硬涂層組合物，由聚氨酯 丙烯酸酯、丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、粘度促進(jìn)劑、功能性助劑、光引發(fā)劑組成或由 丙烯酸酯彈性體、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、粘度促進(jìn)劑、納米氧 化硅-4HBAGE、功能性助劑、光引發(fā)劑組成。其應(yīng)用于塑料及薄膜和金屬罩面漆、木器表面清 漆、光學(xué)玻璃等領(lǐng)域，起到保護(hù)，美觀及裝飾的作用。中國(guó)專利201110355923. 5公開(kāi)了可紫 外固化的有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合耐磨透明涂層材料及制備方法，其使用含有硅酸酯、含環(huán)氧 基團(tuán)的可水解硅烷及其他成分制備紫外固化涂層，然而，環(huán)氧基團(tuán)在涂層中添加量有限，且 利用該方法制備的涂層儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差。
[0005] 目前，市場(chǎng)上的紫外固化硬涂層主要存在硬度低的問(wèn)題。鉛筆硬度在1-3H，摩擦后 易產(chǎn)生劃痕，顯然不能滿足我們現(xiàn)在的大氣環(huán)境（生活環(huán)境）要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種硬度多5H，涂膜耐 候性好，抗刮擦效果明顯的硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層組合物。
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層將上述涂層組 合物均勻的涂覆在基材上經(jīng)紫外光固化后可形成一層性能優(yōu)良的防刮擦效果良好的涂層。
[0008] -種硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層組合物，由以下重量份的組分組成：
[0009] 酸性納米二氧化硅水溶膠 16-49份； 單三烷氧基娃烷 30-70份; 酸催化劑 1-4份； 溶劑 15-17份； 光引發(fā)劑 0.2-0.8份； 流平劑 0.2-0.8份。 固化劑 0.65份
[0010] 進(jìn)一步的，所述的酸性納米二氧化硅水溶膠的平均顆粒直徑< l〇〇nm。
[0011] 進(jìn)一步的，所述單二燒氧基娃燒為甲基二甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒中的一 種或兩種的任意比例混合。
[0012] 進(jìn)一步的，所述酸催化劑為乙酸、冰醋酸中的一種。
[0013] 進(jìn)一步的，所述溶劑為二丙酮醇、異丙醇中的一種。
[0014] 進(jìn)一步的，所述固化劑為羧酸的堿金屬鹽，胺羧酸鹽，季胺鹽，和銨羧酸的堿金屬 鹽。
[0015] 進(jìn)一步的，所述單三烷氧基硅烷優(yōu)選為40-60份。
[0016] 進(jìn)一步的，單三烷氧基硅炕與酸性納米二氧化硅水溶膠的重量比為2 : 3。
[0017] 進(jìn)一步的，其所涂覆厚度為4-5微米。
[0018] 進(jìn)一步的，該硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層的制備方法為：將酸性納米二 氧化硅水溶膠、單三烷氧基硅烷和酸催化劑，光引發(fā)劑和流平劑加入容器中，加熱充分混 合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫，在室溫下 靜置7天，之后加入溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能 量紫外線照射固化，得到所述涂層。
[0019] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 本發(fā)明硅烷/硅溶膠共聚物紫外固化硬涂層組合物，硬度多5H，涂膜耐候性好，抗 刮擦效果明顯，且在室溫下靜置時(shí)，在30天內(nèi)不凝膠。不但成本低，而且可以使得涂層表面 硬度達(dá)到5H，可以經(jīng)受0000#鋼絲棉摩擦，耐磨性能優(yōu)異。具有顯著的商業(yè)利用價(jià)值，值得 大面積推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 在2升反應(yīng)容器中裝入14份水性硅溶膠，70份甲基三乙氧基硅烷和1份乙酸中， 0. 2份光引發(fā)劑和0. 5份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 在2升反應(yīng)容器中裝入19份水性硅溶膠，65份甲基三乙氧基硅烷和1份乙酸中， 〇. 3份光引發(fā)劑和0. 8份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 在2升反應(yīng)容器中裝入23份水性硅溶膠，60份甲基三乙氧基硅烷和2份乙酸中， 〇. 2份光引發(fā)劑和0. 2份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0028] 實(shí)施例4
[0029] 在2升反應(yīng)容器中裝入29份水性硅溶膠，55份甲基三乙氧基硅烷和1份乙酸中， 〇. 8份光引發(fā)劑和0. 5份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0030] 實(shí)施例5
[0031] 在2升反應(yīng)容器中裝入32份水性硅溶膠，50份甲基三乙氧基硅烷和3份乙酸中， 〇. 5份光引發(fā)劑和0. 5份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0032] 實(shí)施例6
[0033] 在2升反應(yīng)容器中裝入39份水性硅溶膠，45份甲基三乙氧基硅烷和1份乙酸中， 〇. 8份光引發(fā)劑和0. 6份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0034] 實(shí)施例7
[0035] 在2升反應(yīng)容器中裝入43份水性硅溶膠，40份甲基三乙氧基硅烷和2份乙酸中， 〇. 2份光引發(fā)劑和0. 3份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，15份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線照射固化，得到4-5微米的防刮擦組合物涂層。詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0036] 實(shí)施例8
[0037] 在2升反應(yīng)容器中裝入47份水性硅溶膠，35份甲基三乙氧基硅烷和2份乙酸中， 〇. 2份光引發(fā)劑和0. 5份流平劑加入容器中，加熱充分混合，冷卻至室溫，再添加0. 65%固 化劑，混合溶液加熱過(guò)夜，然后使其冷卻至室溫。在室溫下靜置7天，16份二丙酮醇的溶液 中加入作為尾溶劑。將得到的混合物涂布液涂覆在PET基材上，用200-350mJ/cm 2能量紫 外線