一种汽车后视镜用防起雾UV罩光油及其制备方法与流程

一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油及其制备方法。


背景技术：

2.汽车在现代社会中作为交通工具越来越普及，汽车后视镜是直接观察驾驶员后侧周围的车辆及行人的重要装置，后视镜在高湿度的情况下，会在镜面上形成一层水雾，在下雨时容易在其表面结成水滴，形成光的折射，从而导致成影性差，直接影响驾驶员的观察结果，目前解决此问题的方法主要有两种，第一种是电热法，在后视镜背后安装发热线圈，通过加热后视镜防止镜面上出现水雾，第二种是在镜面上喷涂一层防雨剂，防雨剂在后视镜上形成低表面张力层，达到“荷叶效果”，防止水蒸气在镜面形成水雾。
3.针对上述中的相关技术，发明人发现以上两种解决方案都具有一定的缺点，电热法存在能耗问题，且在加热的过程中，镜面受热会出现轻微膨胀变性，第二种喷涂防雨剂的持久性不长，需要间隔一段时间后反复的涂装，且防雨剂中含有一定的有机溶剂，存在环境污染问题，因此研制一种防起雾效果持久，且不含有机溶剂的后视镜用涂料是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为了提高后视镜防起雾效果的持久性，本技术提供一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，采用如下的技术方案：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，包括以下重量份的组分：有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯30-90份、多官能团活性单体5-20份、反应型有机硅助剂1-2份、硅烷偶联剂1-2份、消泡剂0.1-0.5份、光引发剂2-3份。
6.通过采用上述技术方案，有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯作为主要成膜物质，并加入多官能团活性单体和反应型有机硅助剂等组分，多种组分配合在紫外光照射下固化，在后视镜的镜面上形成疏水性好且疏水性持久的保护膜，从而防止高湿环境或下雨天气时，后视镜的镜面上起雾影响驾驶员视线。在水性聚氨酯链段中引入疏水性超强的氟基团，具有疏水性的c-f链段在固化成膜的过程中向聚合物的表面迁移，经分子重排后，含氟基团紧密的排列在保护膜表面并倾向于空气一侧，减少了保护膜的表面能，提高罩光油耐水性，且由于氟的电负性较大，含氟链中的c-f是强极性键，可以产生nh-h氢键，形成交联密度高、坚韧的膜，从而改善罩光油固化后形成的保护膜的拉伸强度；反应型有机硅助剂能在聚氨酯体系中引入有机硅成分，为罩光油提供易清洁特性，降低保护膜的表面张力，提高疏水性，多官能团活性单体主要用于稀释和调节罩光油粘度，参与固化反应，提高保护膜的交联密度，提高保护膜的硬度和抗划伤性，光引发剂能吸收uv能量，在紫外光激发下产生自由基，引发聚合，硅烷偶联剂能提高保护膜与镜面玻璃的附着力，提高保护膜的凝集强度，改善抗起泡
性，形成致密均匀的膜层；制成的uv固化的罩光油中不含挥发性有机化合物，对环境污染小，固化速度快，节省能源，固化产物性能好，光泽度好，疏水性持久，在高湿度以及下雨天的情况下，不易在镜面上形成水雾，从而实现清晰成影性，且这种效果长效、持久，不用反复涂覆。
7.可选的，包括以下重量份的组分：有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯79份、多官能团活性单体15份、反应型有机硅助剂1份、硅烷偶联剂2份、消泡剂0.2份、光引发剂2.8份。
8.通过采用上述技术方案，更加精确uv罩光油内各组分的用量，用该用量原料制成的罩光油具有较高的疏水性，且疏水性持久，在镜面上涂覆后，在高湿环境或下雨情况下不易起雾，不易粘附污泥，提高成影清晰性，使驾驶安全性提高。
9.可选的，所述反应型有机硅助剂选自丙烯酸酯改性聚硅氧烷和聚酯改性羟基官能团聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
10.通过采用上述技术方案，丙烯酸酯改性聚硅氧烷和聚酯改性羟基官能团聚二甲基硅氧烷能与有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯在紫外条件下发生交联反应，在聚氨酯体系中引入有机硅成分，降低罩光油的表面张力，改善罩光油固化后的表面质量。
11.可选的，所述多官能团活性单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、季戊四醇四丙烯酸酯(peta)和二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)中的一种或几种。
12.通过采用上述技术方案，多官能团活性单体能调节罩光油的粘度。提高交联度，改善罩光油的柔韧性和抗划痕性。
13.可选的，所述的引发剂选自1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦中的一种或几种。
14.通过采用上述技术方案，使用以上物质作为引发剂，能防止罩光油固化后黄变。
15.可选的，所述罩光油中还含有1-2重量份防污复合材料，防污复合材料包括0.1-0.5份乙酸锌、0.1-0.5份乙酸铅、1-2份二氧化铋/二氧化钛复合溶胶、0.5-1份疏水改性二氧化硅。
16.当汽车在下雨天行驶时，路上的积水夹杂污泥等物质，会飞溅到汽车后视镜上，若不及时擦拭，会影响驾驶员的安全行驶，通过采用上述技术方案，在罩光油内添加由乙酸锌、乙酸铅等制成的防污复合材料，能防止污泥等粘附在罩光油固化后形成的保护膜上，利用乙酸锌提高罩光油的抗污染物效果，乙酸铅则提高了罩光油的透明性，提高成影清晰性，而疏水改性二氧化硅在提高罩光油疏水效果的同时，还能改善罩光油的透明度，而二氧化铋/二氧化钛复合溶胶，使罩光油的疏水性提高，使污染物更不易粘附在罩光油上及更容易被雨水冲刷下来，且在二氧化钛的作用下，在晴天有光照时，利用光催化能将无污染降解掉，从而节省了清洁工序；二氧化铋的加入能防止二氧化钛在罩光油中团聚，改进二氧化钛的表面性质，增进罩光油的附着力，同时使罩光油表面平整致密，外观质量提高。
17.可选的，所述二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为(0.01-0.03):1。
18.通过采用上述技术方案，复合溶胶中铋和钛的质量比为0.01-0.03:1，当在紫外线固化下，二氧化铋能产生氧空位，进而吸附更多的水分子形成更多的表面羟基，当停止紫外线照射时，化学吸附的羟基基团被空气中的氧取代，使得复合溶胶的疏水性提高。
19.可选的，所述疏水改性二氧化硅由十七氟癸基三甲氧基硅烷预处理制成。
20.通过采用上述技术方案，使用疏水的十七氟癸基三甲氧基硅烷对二氧化硅进行修
饰，二氧化硅表面羟基被十七氟癸基取代，使得二氧化硅的疏水性得到提升，进而使罩光油的疏水性得到改善。
21.第二方面，本技术提供一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油的制备方法，采用如下的技术方案：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油的制备方法，包括以下步骤：将有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯、多官能团活性单体、反应型有机硅助剂、硅烷偶联剂和光引发剂、消泡剂和硅烷偶联剂混合均匀，即得防起雾uv罩光油。
22.通过采用上述技术方案，将各种组分共混后制成的罩光油具有疏水性好，且疏水性持久，在后视镜上不易起雾，且不易粘附污染物，自清洁性好的优点。
23.可选的，所述防起雾uv罩光油的25℃粘度为5000
±
2000mpa.s。
24.通过采用上述技术方案，此粘度下的罩光油附着力高，流动性好，成膜速度快，且柔软性好，表面致密平整，外观质量高，成影清晰。
25.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯、反应型有机硅助剂、多官能团活性单体等多种组分制备汽车后视镜用罩光油，使罩光油的疏水性高，且疏水性持久，具有很好的防雾效果，在下雨或潮湿环境中不会产生由水汽引起的镜面发蒙、起雾现象，提高汽车行驶的安全性。
26.2、本技术中优选采用乙酸锌、乙酸铅、二氧化铋/二氧化钛复合凝胶、疏水改性二氧化硅等组分作为防污材料，由于乙酸锌、二氧化铋/二氧化钛复合凝胶能提高罩光油对污染物的清洁能力，疏水改性二氧化硅能提高罩光油的疏水性，且由此制成的罩光油具有较高的透明性，在乙酸铅的作用下，罩光油的透明度增大，使涂覆在后视镜上的罩光油具有较高的成影清晰效果，提高驾驶安全性，并防止污染物粘附在罩光油上，影响驾驶员视线。
27.3、本技术中使二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中的铋和钛质量比为0.01-0.03:1，能有效防止二氧化钛颗粒团聚，使形成的罩光油保护层表面致密，粒子微小均匀，在可见光区域具有较好的透光性能。
具体实施方式
实施例
28.以下实施例中，有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯型号为glex-325；丙烯酸酯改性聚硅氧烷型号为tego rad 2700；有机硅消泡剂型号为lb-f3251；聚酯改性羟基官能团聚二甲基硅氧烷型号为byk-370；硅烷偶联剂的型号为z-6040。
29.实施例1：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，其原料用量如表1所示，表1中多官能团活性单体为二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)，反应型有机硅助剂选自丙烯酸酯改性聚硅氧烷，引发剂为1-羟基-环己基-苯基甲酮，消泡剂为有机硅消泡剂。
30.上述汽车后视镜用防起雾uv罩光油的制备方法，包括以下步骤：将有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯、多官能团活性单体、反应型有机硅助剂、硅烷偶联剂和光引发剂、消泡剂和硅烷偶联剂混合均匀，即得25℃粘度为5000mpa.s的防起雾uv罩光油。
31.表1实施例1-4中防起雾uv罩光油的原料用量
实施例2-4：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
32.实施例5：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，反应型有机硅助剂为聚酯改性羟基官能团聚二甲基硅氧烷。
33.实施例6：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，罩光油的原料还含有1kg的防污复合材料，防污复合材料由0.1kg乙酸锌、0.1kg乙酸铅、1kg二氧化铋/二氧化钛复合溶胶和0.5kg粒径为15nm的疏水改性二氧化硅制成，疏水改性二氧化硅由以下方法制成：将1kg纳米二氧化硅在110℃下活化4h，然后分散在无水乙醇中，搅拌均匀升温至65℃，加入0.5kg十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热回流5h，冷却至室温，离心分离，用无水乙醇洗涤3次，在50℃下真空干燥；二氧化铋/二氧化钛复合溶胶由以下方法制成：将1kg钛酸丁酯溶于10kg无水乙醇中，加入1kg乙酰丙酮，在30℃下，以40rpm/min的转速搅拌30min，加入由0.04kg硝酸、4kg水和15kg无水乙醇的混合液，在30℃下，以40rpm/min的转速搅拌1h，加入五水合硝酸铋和硝酸水溶液，搅拌1h，二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为0.01:1。
34.实施例7：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，罩光油的原料还含有1kg的防污复合材料，防污复合材料由0.5kg乙酸锌、0.5kg乙酸铅、2kg二氧化铋/二氧化钛复合溶胶和1kg粒径为20nm的疏水改性二氧化硅制成，疏水改性二氧化硅由以下方法制成：将1kg纳米二氧化硅在110℃下活化4h，然后分散在无水乙醇中，搅拌均匀升温至65℃，加入0.5kg十七氟癸基三甲氧基硅烷，加热回流5h，冷却至室温，离心分离，用无水乙醇洗涤3次，在50℃下真空干燥；二氧化铋/二氧化钛复合溶胶由以下方法制成：将1kg钛酸丁酯溶于10kg无水乙醇中，加入1kg乙酰丙酮，在30℃下，以40rpm/min的转速搅拌30min，加入由0.04kg硝酸、4kg水和15kg无水乙醇的混合液，在30℃下，以40rpm/min的转速搅拌1h，加入五水合硝酸铋和硝酸水溶液，搅拌1h，二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为
0.01:1。
35.实施例8：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为0.03:1。
36.实施例9：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为0.05:1。
37.实施例10：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量为0.005:1。
38.实施例11：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，未添加二氧化铋/二氧化钛复合溶胶。
39.实施例12：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，未添加疏水改性二氧化硅。
40.实施例13：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，未添加乙酸铅。
41.实施例14：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，未添加乙酸锌。
42.实施例15：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例7的区别在于，二氧化硅未经疏水改性，选用市售vk-s01a型。
43.对比例对比例1：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，使用等量莱如玛laromer ua 9048型uv固化聚氨酯丙烯酸酯替代有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯。
44.对比例2：一种汽车后视镜用防起雾uv罩光油，与实施例1的区别在于，未添加硅烷偶联剂。
45.对比例3：一种uv固化涂料的制备方法，包括以下步骤：a、在容器中加入2kg引发剂irg84，再加入55kg活性稀释剂hdda，进行搅拌；b、搅拌均匀后，加入40kg聚氨酯丙烯酸酯，进行搅拌；c、搅拌均匀后，边缓慢搅拌边加入3kg表面助剂四氟苯基二丙烯酸酯，进行搅拌，至体系均一透明为止，即得uv固化涂料。
46.固化涂料在汽车后视镜或侧视镜用的防炫薄膜中的应用：将上述制备得到的涂料用喷涂手段涂布在透明的塑料基材上，经紫外线固化成涂膜，该涂膜可以在涂布面的背面上胶后，贴到汽车后视镜或者侧视镜玻璃镜面上。
47.性能检测试验一、按照以上实施例和对比例中方法制备罩光油，将罩光油涂覆在玻璃上，涂覆厚度为0.5μm，紫外线固化，作为检测试样，并参考以下方法对罩光油进行性能检测，将检测结果记录于表2中。
48.1、接触角：使用接触角测量仪检测试样涂覆罩光油一侧与水的接触角，并模拟光照老化1200h后测试接触角。
49.2、光泽度：以jisz8741-1997标准进行检测，光泽度测试仪测试60度入射下的光泽度；3、附着力：gb/t1720-1979《漆膜附着力测定方法标准》进行检测；
4、防污等级：将试样放置在泥水中，取出，观察试样外观，评价标准如下：5级：试样上无明显污泥颗粒沉积；4级：试样上有稀少的污泥颗粒沉积；3级：试样上有较薄一层污泥颗粒沉积；2级：试样上有较厚一层污泥颗粒沉积；1级：试样上污泥颗粒沉积严重；5、防雾效果：将试样涂覆罩光油的一侧覆盖在盛满沸水的水杯口，罩光油面向水面，目视是否起雾。
50.表2罩光油的性能检测表2罩光油的性能检测由表2内数据可以看出，实施例1-4中原料用量不同制成的罩光油，与水接触后，接触角大，疏水性好，不易粘附污泥，且在光照下老化1200h后，仍具有较好的疏水性，疏水性持久，且具有防雾效果。
51.实施例5中采用聚酯改性羟基官能团聚二甲基硅氧烷作为反应型有机硅助剂，制成的罩光油涂覆后，与实施例1相似，具有较好的疏水性，能防止起雾。
52.实施例6-8中还加入了防污复合材料，与实施例1相比，实施例6-8制备的罩光油能
防止污泥颗粒粘附在罩光油上，在汽车在污泥中行驶时，能防止后视镜上粘附污泥，影响驾驶员视线。
53.实施例9和实施例10中分别增大和降低二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量比，与实施例7相比，实施例9和实施例10制备的罩光油疏水性下降，且持久度减弱，对污泥颗粒的防粘效果有所降低。
54.实施例11和实施例12中分别未添加二氧化铋/二氧化钛复合溶胶和疏水改性二氧化硅，与实施例7相比，罩光油与水的接触角下降，防污等级变为4级。
55.实施例13和实施例14中分别未添加乙酸铅和乙酸锌，实施例13制备罩光油的防污等级仍为5级，实施例14为4级，防污效果减弱。
56.实施例15中使用未进行疏水改性的二氧化硅，罩光油的疏水性减弱，防污等级下降。
57.对比例1中使用聚氨酯丙烯酸酯替代有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯，与实施例1相比，对比例1制成的罩光油的初始接触角下降，且模拟光照1200h后，罩光油的疏水性显著降低，防雾效果下降。
58.对比例2与实施例1相比，未添加硅烷偶联剂，对比例2制备的罩光油的疏水接触角与实施例1相似，但随着时间的延长，接触角显著降低，疏水持久性下降。
59.对比例3为现有技术制备的涂覆在后视镜上的涂料，其光泽度高，有防雾效果，附着力好，但接触角为19
°
，疏水性不足，极易粘附污泥颗粒。
60.二、透光率检测：将实施例1、实施例6-13中罩光油在玻璃上涂覆并紫外固化，涂覆厚度为30nm，剥离后的罩光油膜作为检测试样，使用玻璃片作为空白试样，使用uv-2550pc型紫外可见分光光度计上，检测试样的透光率，将检测结果记录于表3中。
61.表3罩光油的透光率检测表3罩光油的透光率检测由表3内数据可以看出，实施例1制备的罩光油在波长为500-700nm的可见光波区
域的透光率高达93％以上，具有较好的透明度，而实施例6-8中制备的罩光油在500-700nm的可见光波区域内的透光率达到98％以上，透光率提升不少，具有较好的增透效果，成影清晰。
62.实施例9和实施例10中分别增大和降低二氧化铋/二氧化钛复合溶胶中bi/ti的质量比，实施例11和实施例12中分别未添加二氧化铋/二氧化钛复合溶胶和疏水改性二氧化硅，实施例9-12制备的罩光油的透光率下降。
63.实施例13中未添加乙酸铅，表3内显示，实施例13中透光率下降，说明乙酸铅能增加罩光油的透明度。
64.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。