一種含氧雜環丁烷的光固化防污疏水涂層材料及其應用
【專利摘要】本發明公開了一種含氧雜環丁烷的光固化防污疏水涂層材料配方。光固化涂料主要由低聚物、活性稀釋劑、光引發劑組成。低聚物采用環氧含氟丙烯酸酯，含氟低聚物具有低表面能,摩擦系數,粘附性,生物相容性、生物穩定性,以及一系列的優良的耐化學性。活性稀釋劑對光固化低聚物起到溶解稀釋作用，對于粘度較大的低聚物，加入活性稀釋劑可以降低體系粘度，并且其為反應過程的參與組分，對光聚合的反應速率，反應完成后形成的涂膜的性質都有很大影響。光固化體系中的活性稀釋劑為氧雜環丁烷，其體積收縮小，固化速率快，穩定性好，毒性低，有很大的應用前景。
【專利說明】
一種含氧雜環丁烷的光固化防污疏水涂層材料及其應用
技術領域
[0001 ]本發明涉及環境友好光固化材料領域。
【背景技術】
[0002] 隨著環保要求的提高，低碳生活的倡導，光固化涂料作為一種環境友好、無污染， 經濟、高效、節能，適應性廣，可自動化生產的綠色產品，在涂料行業得到越來越廣泛的應 用。同時新型的高性能具有特殊功能的光固化涂料也在被不斷的開發出來，以滿足更高的 要求和更廣闊的應用領域。光固化涂料是指在高能量紫外光照射下發生光化學反應，在涂 層部分快速交聯聚合，進而固化形成固態涂層，其主要由低聚物、活性稀釋劑、光引發劑組 成。陽離子光聚合體積收縮小、附著力強、耐磨、硬度高。
[0003] 低聚物在光固化體系占據主體地位，是光固化后材料主體性能的基本決定部分。 含氟低聚物具有低表面能，低摩擦系數，抗粘附性，良好的生物相容性、生物穩定性，以及一 系列的優良的耐化學性。光固化體系中的活性稀釋劑，在光固化涂料中起重要作用，活性稀 釋劑不同于低聚物，它是具有光活性基團并能夠與低聚物進行聚合的有機小分子。活性稀 釋劑對光固化低聚物起到溶解稀釋作用，對于粘度較大的低聚物，加入活性稀釋劑可以降 低體系粘度，并且其為反應過程的參與組分，對光聚合的反應速率，反應完成后形成的涂膜 的性質都有很大影響。可以知道，合適的單體對光固化產品配方設計十分重要。氧雜環丁烷 稀釋劑單體具有粘度低，粘接強度高，固化速度快，毒性低等優點，且氧雜環丁烷單體會和 多官的環氧單體活性差不多，甚至活性更好，而且氧雜環丁烷體積收縮更低。

【發明內容】

[0004] 本發明公開了一種含氧雜環丁烷的光固化防污疏水涂層材料配方。本發明從稀釋 劑單體的選擇出發，我們選用不同結構不同官能度的氧雜環丁烷稀釋劑單體與環氧含氟丙 烯酸酯進行不同比例的配比，配成涂料配方進行測試。具體操作方法如下：
[0005] 將環氧含氟丙烯酸酯與稀釋劑單體按照0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的質量 比，加入3wt%三芳基六氟銻酸硫鑰鹽陽離子引發劑配成涂料配方，用線棒涂布器將配好的 配方涂在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短曝光時間。測試最 短曝光時間下固化膜在載玻片上的水接觸角及防污性能。我們做了茶、咖啡、可樂、墨水在 膜表面lh，5h，12h后的防污測試。結果表明其防污性能良好，表面為疏水表面。
【具體實施方式】
[0006] 實施例1
[0007] (1)將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3-甲基-3-羥甲基氧雜丁烷(ΤΜΡ0)按0:100，20: 80，40:60，60:40，80: 20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻酸硫鑰鹽陽離子引發劑配成涂 料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。用線棒涂布器將配好的配方涂 在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短曝光時間。測試最短曝光 時間下固化膜在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含量的增加，接觸角隨之增大，接觸 角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的防污性能，做了茶、咖啡、可樂、墨 水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即使在12h后均沒有留下任何痕跡， 表明配方的防污性能良好。
[0008] 實施例2
[0009] (2)將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3-乙基-3-[ (2-乙基己氧基）甲基]氧雜丁烷 (M0X-102)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻酸硫鑰 鹽陽離子引發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。用線棒 涂布器將配好的配方涂在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短 曝光時間。測試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含量的增 加，接觸角隨之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即使在12h 后均沒有留下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
[0010] 實施例3
[0011] (1)將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧雜環丁烷(M0X-103) 按0:100，20:80，40:60，60:40，80:20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻酸硫鑰鹽陽離子引 發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。用線棒涂布器將配 好的配方涂在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短曝光時間。測 試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含量的增加，接觸角隨 之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的防污性能，做了茶、 咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即使在12h后均沒有留 下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
[0012] 實施例5
[0013] (1)將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3-乙基_3[(苯基甲氧基）甲基]氧雜環丁烷 (M0X-104)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻酸硫鑰 鹽陽離子引發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。用線棒 涂布器將配好的配方涂在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短 曝光時間。測試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含量的增 加，接觸角隨之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即使在12h 后均沒有留下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
[0014] 實施例4
[0015] ⑴將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3,3'_[氧基雙亞甲基]雙[3-乙基]氧雜環丁烷 (D0X-101)按0:100，20:80，40:60，60:40，80: 20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻酸硫鑰 鹽陽離子引發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。用線棒 涂布器將配好的配方涂在載玻片上，厚度為30μηι，在25mW/cm 2的全波長萊燈下測試出最短 曝光時間。測試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含量的增 加，接觸角隨之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的防污性 能，做了茶、咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即使在12h 后均沒有留下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
[0016] 實施例6
[0017] ⑴將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3,3'-[l，4-亞苯基雙(亞甲基氧亞甲基）]雙3- 乙基氧雜環丁烷(D0X-103)按0:100,20:80,40:60,60:40,80:20的質量比，加入3wt%三芳 基六氟銻酸硫鑰鹽陽離子引發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好 的相容性。用線棒涂布器將配好的配方涂在載玻片上，厚度為30μπι，在25mW/cm 2的全波長汞 燈下測試出最短曝光時間。測試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟 低聚物含量的增加，接觸角隨之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載 玻片上的防污性能，做了茶、咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結 果表明即使在12h后均沒有留下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
[0018] 實施例7
[0019] (1)將含氟環氧丙烯酸酯低聚物與3,3'-[[1，1'-聯苯]-4,4'-二基雙(亞甲氧基氧 基甲基）]雙3-乙基按0:100，20:80，40:60，60:40，80:20的質量比，加入3wt %三芳基六氟銻 酸硫鑰鹽陽離子引發劑配成涂料配方，體系澄清透明，表明低聚物與ΤΜΡ0有良好的相容性。 用線棒涂布器將配好的配方涂在載玻片上，厚度為30μπι，在25mW/cm 2的全波長汞燈下測試 出最短曝光時間。測試固化膜最短曝光時間下在載玻片上的接觸角，發現隨含氟低聚物含 量的增加，接觸角隨之增大，接觸角均在90°以上，屬于疏水表面。測試固化膜在載玻片上的 防污性能，做了茶、咖啡、可樂、墨水在膜表面lh，5h，12h后的留下痕跡的測試，結果表明即 使在12h后均沒有留下任何痕跡，表明配方的防污性能良好。
【主權項】
1. 本發明中公開了一種含氧雜環丁烷的光固化防污疏水涂層材料的配方，配方中包括 含氟低聚物、稀釋劑單體及引發劑，將低聚物與稀釋劑單體按照0:100，20:80，40:60，60: 40,80:20的質量比，加入3wt%三芳基六氟銻酸硫鑰鹽陽離子引發劑配成涂料配方。2. 根據權利要求1所述的含氟低聚物結構其中，x、y、z分別為1~600的整數； R1為氫原子或甲基；R3為碳原子數為1~20的烷基； R4為亞甲基。3. 根據權利要求1所述的選用稀釋劑單體其中，m和a分別為0~600的整數;η為1-600的整數； R5為碳和R6原子數為0~20的烷基。4. 根據權利要求1所述的選用的引發劑，本發明中選用引發劑為芳基重氮鹽，二芳基碘 鑰鹽，三芳基六氟銻酸硫鑰鹽，三芳基六氟磷酸硫鑰鹽，三芳基苯乙酰基锍鑰鹽，三芳基磺 酸鹽，芳氧基二芳基磺酸鹽，二芳基苯乙酰基磺酸鹽。
【文檔編號】C09D7/12GK105925025SQ201610291929
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】何勇, 魏夢穎, 聶俊
【申請人】北京化工大學常州先進材料研究院