本發(fā)明涉及水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種透明耐久水性防涂鴉涂料技術(shù)。

背景技術(shù)：

防涂鴉涂層具有拒水拒油效果，因此可防止涂層粘附水污或油污，進(jìn)而可更好的保持自身清潔。從結(jié)構(gòu)組成劃分，防涂鴉涂層可分為表面有微納米結(jié)構(gòu)和無(wú)微納米結(jié)構(gòu)兩種。借助于微納米結(jié)構(gòu)與低表面能化合物的表面修飾，涂層表面對(duì)待測(cè)液體可具有超過(guò)150度接觸角(超疏水超疏油，超雙疏)。為了實(shí)現(xiàn)超雙疏性能所需要的表面粗糙度，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用過(guò)多種方法。例如對(duì)基材進(jìn)行等離子蝕刻前處理，將涂層材料熔融后靜電紡絲，或者采用TiO2，ZnO，SiO2，碳納米管以及具有復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)的聚合物小球等粒子作為可形成粗糙度的涂層組分。然而，這些表面粗糙度對(duì)防涂鴉涂層性能的影響和限制不容忽視。像精細(xì)的微納米表面很容易受損，粒子會(huì)影響涂層材料對(duì)基材的附著性，粒子又會(huì)對(duì)光線產(chǎn)生折射作用進(jìn)而影響涂層的透明性。

不具有粗糙度的表面對(duì)液體的接觸角不會(huì)超過(guò)120度。然而，近期研究表明這類光滑的表面仍可具有一定的拒水拒油效果。而且，相對(duì)于含有粒子的涂層，不含粒子的防涂鴉涂層具有更為優(yōu)良的耐久性，附著性和透明性。這類光滑防涂鴉涂層材料具有較強(qiáng)的實(shí)用性，它的廣泛應(yīng)用有望為我們提供一個(gè)更為清潔的環(huán)境，并節(jié)約大量清潔所需的人力和物力。目前，被國(guó)內(nèi)外科研工作者所實(shí)現(xiàn)的光滑防涂鴉涂層均含有多步反應(yīng)才能得到的低表面能化合物，并使用昂貴有毒的含氟溶劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于獲得具有高透明性，適用于多種基材，具有一定耐久性，體系無(wú)毒環(huán)保，組成均為工業(yè)化市場(chǎng)化化工原料的一種具有較強(qiáng)實(shí)用性和商業(yè)前景的水性防涂鴉層。

為了達(dá)到上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

透明耐久水性防涂鴉涂層，按重量百分比計(jì)，各組分如下：

其余成分為水。

進(jìn)一步地，所述含羥基水性聚合物是由乙烯基單體通過(guò)溶液自由基聚合或乳液聚合而成的聚合物。

進(jìn)一步地，所述乙烯基單體包括丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸異冰片酯、苯乙烯、全氟丁基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、甲基全氟丁基乙基丙烯酸酯、甲基全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基全氟辛基乙基丙烯酸酯、甲基全氟癸基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述的低表面能組分包括羥基硅油、烷基硅油、氨基硅油、全氟烷基烷氧基硅烷、全氟烷基三氯硅烷、羧基氟醚、羥基氟醚。

進(jìn)一步地，所述的交聯(lián)組分指含異氰酸根的化合物或采用封閉劑封閉的異氰酸酯類化合物。

含異氰酸根的化合物包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)、對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI)、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(TODI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯(m-TMXDI)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯(CHDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、氫化苯二亞甲基二異氰酸酯(H6XDI)、降冰片烷二亞甲基異氰酸酯(NB-DI)、HDI三聚體中的一種或者多種。

采用封閉劑封閉的異氰酸酯類化合物包括2,6-二甲苯酚、三氟乙醇、三氯乙醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、丙二酸酯、乙酰乙酸乙酯、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、甲乙酮肟、四甲基環(huán)丁二酮單肟、二甲基吡唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N-甲基乙酰胺、乙酰苯胺、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸氫鈉、二丁基胺、二異丙基胺、哌啶等封閉的含異氰酸根的化合物。

進(jìn)一步地，所述的助溶劑包括丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲基甲酰胺、二醇醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、異丙醇、丙二醇和鹵代烴中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述的催化劑指對(duì)羥基和異氰酸根反應(yīng)起催化作用的化合物，包括二丁基錫二月桂酸酯、三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚、有機(jī)鉍化合物等中的一種或多種。

透明耐久水性防涂鴉涂層涂覆方法，包括以下步驟：

(1)按照成分比例配制涂層混合物；

(2)可采用噴涂、浸涂、刮涂中任一種涂層工藝對(duì)金屬、木器、紙張、紡織品、玻璃中任一種基材進(jìn)行涂覆；

(3)對(duì)涂層進(jìn)行溫度30℃～90℃，時(shí)長(zhǎng)為1min～2h的預(yù)烘；

(4)對(duì)預(yù)烘后的涂層進(jìn)行120℃～170℃，時(shí)長(zhǎng)為1min～2h的培烘，從而使涂層交聯(lián)成膜。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、水分散體系環(huán)保安全，均使用工業(yè)化市場(chǎng)化的化工原料；

2、可使用噴涂、浸涂、刮涂工藝把涂層涂覆在基材上，制備方法簡(jiǎn)單易行；

3、涂層可適用于多種不同的基材，像各類金屬、玻璃、紙張、木器、紡織品等；

4、涂層具有高透明性；

5、涂層在各類基材上均具有良好的附著性；

6、涂層的防涂鴉性能不受基材彎曲變形的影響；

7、刀刮、砂磨等外力不影響涂層的附著性和防涂鴉性能；

8、鹽水腐蝕不影響涂層的附著性和防涂鴉性能。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1是油性筆在一半覆有涂層另一半無(wú)涂層的鐵板上書寫的實(shí)驗(yàn)圖；

圖2是油性筆在一半覆有涂層另一半無(wú)涂層的鐵板上書寫，紙巾擦除后的實(shí)驗(yàn)圖；

圖3是油性筆在一半覆有涂層另一半無(wú)涂層的木器上書寫的實(shí)驗(yàn)圖；

圖4是油性筆在一半覆有涂層另一半無(wú)涂層的紙張上書寫的實(shí)驗(yàn)圖；

圖5是油性筆在一半覆有涂層另一半無(wú)涂層的玻璃上書寫的實(shí)驗(yàn)圖；

圖6是不同液體分布在覆有涂層的紙張上的實(shí)驗(yàn)圖；

圖7是顯微鏡放大的蘸有墨汁的人指紋在覆有涂層和無(wú)涂覆涂層玻璃上的痕跡的實(shí)驗(yàn)圖；

圖8是基材的彎曲不影響涂層的附著性或防涂鴉性能的實(shí)驗(yàn)圖；

圖9是沖擊不影響涂層的附著性或防涂鴉性能的實(shí)驗(yàn)圖；

圖10是ASTM D3359附著性實(shí)驗(yàn)后，涂層無(wú)掉落、防涂鴉性能佳的實(shí)驗(yàn)圖；

圖11是涂層磨損后防涂鴉性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)圖；

圖12是涂層對(duì)金屬基底抗腐蝕性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此以本發(fā)明的示意性實(shí)施例及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

按下表1的比例配制防涂鴉涂層，表中各實(shí)施例剩余比例的成分為水；

表1：

分別采用上述各實(shí)施例配制的水性防涂鴉涂層，采用刮涂的方法分別涂覆于金屬、木器、紙張、紡織品、玻璃等多種基材上；然后對(duì)涂層進(jìn)行溫度30℃～90℃，時(shí)常1min～2h的預(yù)烘；最后對(duì)預(yù)烘后的涂層進(jìn)行120℃～170℃，時(shí)長(zhǎng)為1min～2h的培烘，從而使涂層交聯(lián)成膜。

上述各實(shí)施例的涂層諸如漆膜外觀、粘度、細(xì)度、表干及實(shí)干的時(shí)間、鉛筆硬度等漆膜常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果均能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，在此不贅述。以下是針對(duì)各實(shí)施例涂層在不同基材上的特性進(jìn)行檢測(cè)的項(xiàng)目：

測(cè)試一：涂層防涂鴉性能

在各實(shí)施例的涂層上用油性記號(hào)筆書寫，筆跡均能夠用普通紙巾完全搽除。

如圖1所示，以鐵板為基材，左邊覆蓋無(wú)色涂層，右邊無(wú)覆蓋涂層，使用油性筆在鐵板上書寫；用普通紙巾擦拭后，結(jié)果如圖2所示，涂層上的筆跡能完全擦除。

如圖3所示，以木器為基材，左邊覆蓋無(wú)色涂層，右邊無(wú)覆蓋涂層，使用油性筆在木器上書寫；

如圖4所示，以紙張為基材，左邊覆蓋無(wú)色涂層，右邊無(wú)覆蓋涂層，使用油性筆在紙張上書寫；

如圖5所示，以玻璃為基材，左邊覆蓋無(wú)色涂層，右邊無(wú)覆蓋涂層，使用油性筆在玻璃上書寫；

從上述圖中可看出涂層在多種基材上具有良好的防涂鴉性能。此外，在玻璃上的涂層效果可說(shuō)明，涂層具有高透明性。

如圖6所示，在涂層后的紙張表面，上面一行液滴從左到右依次是可樂、牛奶、咖啡、紅酒、菜油，均無(wú)法潤(rùn)濕；另外下面一行液滴從左到右依次是強(qiáng)堿、強(qiáng)酸，也無(wú)法潤(rùn)濕或腐蝕紙張，而若是在無(wú)涂層的紙張上，上述液體將很快潤(rùn)濕、污染或腐蝕紙張。

圖7左圖是顯微鏡放大的蘸有墨汁的人指紋在無(wú)涂覆涂層玻璃上的痕跡；

圖7右圖是顯微鏡放大的蘸有墨汁的人指紋在涂覆有涂層玻璃上的痕跡。

可看出指紋在涂層上明顯收縮并容易去除，高透明性和良好的防指紋性能使該涂層在電子設(shè)備觸摸屏上具有良好的應(yīng)用前景。

測(cè)試二：涂層的耐久性

圖8顯示基材的彎曲不影響涂層的附著性或防涂鴉性能；

采用QCJ-50漆膜沖擊器，設(shè)置1kg的沖擊錘上升至50cm，使其自由落體落下，對(duì)各實(shí)施例的涂層的耐沖擊性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示各實(shí)施例涂層均無(wú)不正?，F(xiàn)象，漆膜具有理想的耐沖擊性；

如圖9所示，鐵片正反沖擊均未造成涂層的開裂或脫落，此外，沖擊對(duì)防涂鴉性能無(wú)不良影響。

如圖10所示，采用ASTM D3359標(biāo)準(zhǔn)對(duì)涂層進(jìn)行附著力測(cè)試，結(jié)果顯示漆膜無(wú)掉落現(xiàn)象，漆膜具有理想的附著性；刀刮也不會(huì)對(duì)涂層的防涂鴉性能造成不良影響。

如圖11所示，在2000目的砂紙上，負(fù)重100g的涂層磨10cm記為1回合。砂磨50回合后涂層厚度下降約1微米，磨損涂層仍具有一定的防涂鴉性能。說(shuō)明即使涂層表面已被磨去，涂層的內(nèi)部仍然具有理想的防涂鴉性能。

如圖12所示，涂層對(duì)金屬基底抗腐蝕性的測(cè)試中，將一半裸露、一半覆蓋有涂層的鐵片放入10wt％的NaCl溶液中，觀察10天后鐵片的腐蝕情況。左邊無(wú)涂層的部分已嚴(yán)重腐蝕。而右邊涂覆有涂層部分的鐵片得到了很好的保護(hù)，未出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。此外，涂層在NaCl溶液中浸泡10天仍具有良好的防涂鴉性能。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。