一種光學塑料保護塗層及製備方法

2023-05-10 05:58:31

一種光學塑料保護塗層及製備方法
【專利摘要】本發明公開一種光學塑料保護塗層及其製備方法。所述的光學塑料保護塗層，按重量份數計算，即將2份正矽酸乙酯、5～6.5份苯基三甲氧基矽烷、1.5～2份偶聯劑、3～4份蒸餾水、0.02～0.03份固化劑和0.02～0.04份催化劑依次加入到容器中，攪拌後室溫放置24h，將得到的無色透明的液體塗覆在光學塑料板上並於80℃烘乾，在光學塑料板上形成的一層塗層即為光學塑料保護塗層。該光學塑料保護塗層具有高透光率、高硬度等特點，可廣泛用於光學塑料防護領域，也可用於塗料、油墨等領域。
【專利說明】一種光學塑料保護塗層及製備方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於高分子材料【技術領域】，具體涉及一種光學塑料保護塗層及其製備方法。

【背景技術】
[0002]與光學玻璃相比，光學塑料具有比重輕、抗衝擊力強、成本低、透光性好、安全可靠等諸多優點而得到廣泛使用，用於製作眼鏡片、飛機和汽車上的風檔、照相機上的各種透鏡。但是光學塑料同樣也存在易擦傷、耐熱性差等問題。為克服上述缺點，張崇照以四烷氧基矽烷、三烷氧基矽烷、二烷氧基矽烷的混合物經催化反應製備了耐磨光學塑料保護光學塑料保護塗層，耐磨光學塑料保護塗層具有一定的硬度和耐磨性，但其採用的矽氧烷均為甲基矽氧烷結構，導致其硬度偏低，加入二烷氧基矽烷也導致其硬度偏低[專利CN200410035837.6]。王佔雷採用多種烷氧基矽烷在加熱的情況下製備了單組份聚碳酸脂表面耐磨增硬透明光學塑料保護塗層，但透光、耐磨性能不佳，且對其他光學塑料的適應性較差[專利 CN200810163975.0]。
[0003]基於以上背景，迫切需要發展一種同時具有高透光性、高硬度、製備簡單、易於規模化生產的光學塑料保護塗層及其製備方法。


【發明內容】

[0004]本發明的目的之一是為了解決上述的光學塑料塗層硬度低、耐磨性差等技術問題而提供一種光學塑料保護塗層，該光學塑料保護塗層同時具有高透光性、高硬度的特點。
[0005]本發明的目的之二是提供上述的一種光學塑料保護塗層的製備方法。
[0006]本發明的技術方案
一種光學塑料保護塗層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正矽酸乙酯2份
苯基三甲氧基矽烷5?6.5份
偶聯劑1.5?2份
蒸餾水3?4份
固化劑0.02?0.03份
催化劑0.02?0.04份；
所述的偶聯劑為Y —(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或Y - (2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷與Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷組成的混合物；
所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物。
[0007]上述的一種光學塑料保護塗層的製備方法，步驟如下:
將正矽酸乙酯、苯基三甲氧基矽烷、偶聯劑、蒸餾水、固化劑和催化劑依次加入到容器中，攪拌後室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻塗覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘乾，在光學塑料板上形成的一層塗層，即為光學塑料保護塗層；
所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板或聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
[0008]上述所得的光學塑料保護塗層其透光率可達90?97%，塗膜的鉛筆硬度可達7H?9H。可廣泛用於光學塑料防護領域，也可用於塗料、油墨等領域。
[0009]本發明的有益成果
本發明的一種光學塑料保護塗層，由於苯基三甲氧基矽烷獨特所帶的三個甲氧基團的存在，可使得高透、高硬的光學塑料保護塗層具有三維網狀結構。進一步，由於正矽酸乙酯的加入，可大大改善了光學塑料保護塗層的化學結構，進一步，苯基三甲氧基矽烷和正矽酸乙酯共同作用下，光學塑料保護塗層的網絡結構在長期貯存的情況下更穩定，這種強交聯結構賦予光學塑料保護塗層極高的耐劃傷性，依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，採用QHQ塗膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對所得的光學塑料保護塗層的塗膜的鉛筆硬度進行測試，其塗膜的鉛筆硬度可達Γ9Η。
[0010]進一步，本發明的一種光學塑料保護塗層，由於苯基三甲氧基矽烷的加入，最終所得的光學塑料保護塗層中引入了苯基，由於苯基的引入，因此該光學塑料保護塗層具有較好的耐高溫性能和高硬耐磨等性能。
[0011]進一步，本發明的一種光學塑料保護塗層，通過控制苯基三甲氧基矽烷等原料的組分的含量來實現對最終所得的光學塑料保護塗層中苯基含量的控制，由於苯基含量能很好的控制在5%_10%之間，因此最終所得的光學塑料保護塗層在不影響折光率的情況下、同時滿足高硬度、高透光率。
[0012]進一步，本發明的一種光學塑料保護塗層的製備方法，其製備方法簡便、易於實施，適於工業化生產的特點。

【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例對本發明進一步詳細描述，但並不限制本發明。
[0014]本發明各實施例所用的原料中除特殊表明的廠家及型號外，其他原料均為市售，規格均為分析純；
所用的正矽酸乙酯、苯基三甲氧基矽烷為上海華矽化工新材料有限公司。
[0015]本發明所用的各種設備的型號及生產廠家的信息如下:
塗膜鉛筆劃痕硬儀QHQ，天津材料試驗機廠生產；
UV-2102PC紫外分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司。
[0016]實施例1
一種光學塑料保護塗層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正矽酸乙酯2份
苯基三甲氧基矽烷5份偶聯劑1.5份蒸餾水4份
固化劑0.02份
催化劑0.02份；
所述的偶聯劑為Y - (2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷；
所述的固化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0017]上述的一種光學塑料保護塗層的製備方法，步驟如下:
將2份正矽酸乙酯、5份苯基三甲氧基矽烷、1.5份偶聯劑、4份蒸餾水、0.02份固化劑和0.02份催化劑依次加入到容器中，攪拌後室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻塗覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘乾，在光學塑料板上形成的一層塗層，即為光學塑料保護塗層；
所述的光學塑料板為聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
[0018]按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和霧度的測定》的方法進行檢測，利用UV-2102PC紫外分光光度計對上述所得的光學塑料保護塗層的透光率進行了測定，其透光率為97% ；
依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，採用QHQ塗膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對上述所得的光學塑料保護塗層的塗膜的鉛筆硬度進行測試，結果表明，所得的光學塑料保護塗層的塗膜的鉛筆硬度為7H。
[0019]上述的結果表明，實施例1所得的光學塑料保護塗層具有高透、高硬等特性。
[0020]實施例2
一種光學塑料保護塗層，按重量份數計算，其組成及含量如下:
正矽酸乙酯2份
苯基三甲氧基矽烷6.5份偶聯劑2份蒸餾水3份
固化劑0.03份
催化劑0.04份；
所述的偶聯劑為Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；
所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液；
所述的催化劑為辛酸亞錫。
[0021]上述的一種光學塑料保護塗層的製備方法，步驟如下:
將2份正矽酸乙酯、6.5份苯基三甲氧基矽烷、2份偶聯劑、3份蒸餾水、0.03份固化劑和0.04份催化劑依次加入到容器中，攪拌後室溫放置24h，得到無色透明的液體；
將上述所得的無色透明的液體均勻塗覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘乾，在光學塑料板上形成的一層塗層，即為光學塑料保護塗層；
所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板。
[0022]按照GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和霧度的測定》的方法進行檢測，利用UV-2102PC紫外分光光度計對上述所得的光學塑料保護塗層的透光率進行了測定，其透光率為90% ；
依據GB/T 6739-2006《色漆和清漆鉛筆法測定漆膜硬度》標準，採用QHQ塗膜鉛筆劃痕硬儀(天津材料試驗機廠)對上述所得的光學塑料保護塗層的塗膜的鉛筆硬度進行測試，結果表明，所得的光學塑料保護塗層的塗膜的鉛筆硬度為9H。
[0023]上述結果表明，實施例2所得的光學塑料保護塗層具有高透、高硬等特性。
[0024]綜上所述，本發明的一種光學塑料保護塗層，塗膜的鉛筆硬度為7、H，透光率為90?97%，因此具有良好的耐磨性和透光性，即解決了目前光學塑料塗層硬度低、耐磨性差等技術問題。且製備方法簡便、易於實施。
[0025]以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種光學塑料保護塗層，其特徵在於所述的光學塑料的保護塗層的原料按重量份數計算，其組成及含量如下: 正矽酸乙酯2份 苯基三甲氧基矽烷5?6.5份 偶聯劑1.5?2份 蒸餾水3?4份 固化劑0.02?0.03份 催化劑0.02?0.04份； 所述的偶聯劑為Y —(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或Y - (2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷與Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷組成的混合物； 所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液、質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液或質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液與質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液組成的混合酸水溶液； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫與辛酸亞錫組成的混合物。
2.如權利要求1所述的一種光學塑料保護塗層，其特徵在於按重量份數計算，其組成及含量如下: 正矽酸乙酯2份 苯基三甲氧基矽烷5份 偶聯劑1.5份蒸餾水4份 固化劑0.02份 催化劑0.02份； 所述的偶聯劑為Y - (2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷； 所述的固化劑為質量百分比濃度為38%的鹽酸水溶液； 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
3.如權利要求1所述的一種光學塑料保護塗層，其特徵在於按重量份數計算，其組成及含量如下: 正矽酸乙酯2份 苯基三甲氧基矽烷6.5份偶聯劑2份蒸餾水3份 固化劑0.03份 催化劑0.04份； 所述的偶聯劑為Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷； 所述的固化劑為質量百分比濃度為98%的硫酸水溶液； 所述的催化劑為辛酸亞錫。
4.如權利要求1、2或3所述的一種光學塑料保護塗層的製備方法，其特徵在於步驟如下: 將矽酸乙酯、苯基三甲氧基矽烷、偶聯劑、蒸餾水、固化劑和催化劑依次加入到容器中，攪拌後室溫放置24h，得到無色透明的液體； 將上述所得的無色透明的液體均勻塗覆在光學塑料板上，控制溫度為80°C烘乾，在光學塑料板上形成的一層塗層，即為光學塑料保護塗層。
5.如權利要求4所述的一種光學塑料保護塗層的製備方法，其特徵在於所述的光學塑料板為聚碳酸酯透明塑料板或聚甲基丙烯酸甲酯透明塑料板。
【文檔編號】C09D183/02GK104231914SQ201410471228
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】張英強, 吳蓁, 陳麗, 顧亞峰, 崔邊廳 申請人:上海應用技術學院