光固化防雾涂料| 2011-01-01 | PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

论述了紫外光固化super-hydrophilic防雾涂料。

在一定的温度和湿度,空气中水蒸气凝结在固体表面上。因为水有高得多的比大多数固体表面的表面能,冷凝水通常以小液滴的形式,而散射光线,造成模糊。成雾是一个严重的问题对于很多光学设备,如眼镜、镜子、挡风玻璃和护目镜等。基本上,有两种方法可以避免朦胧的水气凝结。一个是控制温度和湿度,使水凝结不能发生。

例如,一些设备使用加热元件保持足够高的温度,水不能浓缩;有些设备是由惰性气体或干燥的空气净化除去水分。这些方法很有效,但能源消费,他们是昂贵的。另一种方法是使用防雾涂层的光学仪器。防雾涂料可以防止朦胧的水气凝结和维护光学清晰度。显然,这是一种更好的方法,因为防雾涂料更便宜、消耗能量来操作。考虑到防雾的机制,可以防雾涂料分类成三种类型。

I型:涂料去除水冷凝吸收液体水的涂层。I型涂料可饱和湿度过高时,不应对水凝结速度很快;因此,他们不是非常有效。

II型:涂料降低水的表面能,冷凝水均匀浸湿表面。通常,II型防雾涂料可榨出的表面活性剂。(1)当水凝结在涂层表面,表面活性剂溶解到液体水,降低其表面能,使水湿表面均匀。II型涂料工作有效,只要足够的表面活性剂可以提取到水;然而,表面活性剂可以被水冲走,和II型防雾涂料将逐渐失去防雾性能。此外,因为它需要时间水溶解表面活性剂,II型涂料不会很快回复水气凝结。突然暴露在高湿度,一些II型涂料可以立即得到不清晰的,他们需要一些时间把清晰。

第三类型:这些涂料super-hydrophilic表面。水接触角很低,不到5°,superhydrophilic表面和水浓缩super-hydrophilic表面会迅速均匀分散。没有表面活性剂必须从super-hydrophilic涂料中提取;他们工作立即延迟时间。Super-hydrophilic涂料(2)执行比其他两种类型的防雾涂料。

在本文中,我们讨论了紫外光固化super-hydrophilic防雾涂料。光固化防雾涂层(3)是可以治愈的瞬间。它们消耗更少的能源生产和,更重要的是,他们可以生产高速精密卷绕对位技术。

实验

二氧化硅纳米粒子,10 - 15纳米粒子大小、分散30%甲醇,用直接修改或被聚乙烯glycol-modified硅烷改性和丙烯酸酯/ methacrylate-modified硅烷。

合成的聚乙烯Glycol-Modified硅烷

表1点击放大

单甲醚聚乙二醇(mPEG) (Mw = 1100)在甲苯溶解,混合是干的。在室温和氮下,摩尔当量(对mPEG) 3-isocyantopropyl trimethoxysilane下降增加了明智的反应混合物。添加几滴二丁基dilaurate锡作为催化剂。当时反应混合物搅拌连续24小时50岁ºC。反应是由红外光谱监控;异氰酸酯信号在2271 cm - 1。完成后,大约三分之二的甲苯是被旋转蒸发和mPEG trimethoxysilane沉淀成己烷和洗几次。由此产生的固体干和1 h NMR的特征。反应的产量> 90%。

二氧化硅纳米粒子表面改性
二氧化硅纳米粒子的表面功能化和mPEG triethoxysilane 3 - (trimethoxysilyl)丙基丙烯酸酯或3 -甲基丙烯酸丙酯(trimethoxysilyl)。表1显示了每个组件的数量用于反应。混合物在室温下搅拌反应在一夜之间完成。

涂料配方

表2点击放大

配方是由混合修改或修改的二氧化硅纳米粒子与活性稀释剂、聚乙二醇丙烯酸(Mw = 575 g mol-1)制成sulfopropyl丙烯酸盐,钾和剂,1-hydroxycyclohexyl苯甲酮。钾sulfopropyl丙烯酸酯盐在水中添加作为解决方案。确切的重量用于涂料如表2所示。所有的液体涂料的固体含量约为12%。

涂料应用在宠物或聚碳酸酯表使用# 16线绕杆。涂料是干了半分钟,然后治愈下每英寸300 W的剂量水银蒸汽灯1 J / cm2在氮气氛中。固化涂层的厚度约5微米。涂层样本特征的交叉影线附着力测试,铅笔硬度、光学性质和钢铁羊毛划痕试验。

结果与讨论

表3点击放大

所有固化涂层附着力100%治疗宠物和聚碳酸酯衬底,光学清晰度和99%透光率90%以上。防雾涂料的性能进行了测试,拿着涂层衬底15秒以上温水在50°C。涂料的性能是评价成雾的程度/透明度。如果涂料雾完全,没有透明度,它被评为1。如果涂层没有雾,待完全透明,它被评为10。的评级和程度的完整描述成雾在表3中给出。

表4点击放大

防雾涂料性能表4中列出。所有的涂料与磺酸盐有完美的防雾性能;涂层没有磺酸盐防雾性能差。通常情况下,离子组比乙二醇亲水性组,这可能是原因,涂料含有磺酸盐有更好的雾化性能的测试。

因为所有的组件都是交联聚合物网络,其防雾涂料被水清洗后性能没有改变。它还对防雾性能没有影响丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯是否使用。然而,methyacrylates聚合比丙烯酸酯慢得多。当涂层E是治愈在空气中,氧气的涂层很俗气,因为抑制。没有明显的E C涂层和涂层之间的区别,当他们在氮治愈。

的改性二氧化硅纳米颗粒对防雾涂料的性能没有影响。因为修改后的二氧化硅纳米粒子是共价链接到聚合物网络,修改后的二氧化硅纳米粒子应该给涂料更好的耐擦伤性。因为二氧化硅纳米粒子没有修改已经可以给好的机械性能,表面改性的二氧化硅纳米粒子并不总是必要的。

图1点击放大

非转基因的涂层二氧化硅粒子被应用灵活的宠物和聚碳酸酯板辊涂布机。涂料应用和治愈不断在5 m / min精密卷绕对位技术。如表5和图1所示,涂透明表具有良好的光学和机械性能和均匀的厚度。

表5点击放大

防雾涂料也测试了在高和低的温度下,和他们工作很好-20ºC和90ºC。如图2所示,一块部分涂聚碳酸酯板被放置在一杯咖啡90ºC。最初是在室温下。暴露在潮湿的时候从90ºC咖啡,立即裸地区是不清晰的,而涂区域始终保持清晰。低温试验,涂层样品冷却到-20ºC,然后暴露在室温空气湿度60%。涂区域保持清晰,而裸地区很快就使迷惘。