一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车涂料技术领域，具体为一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料及其制备方法。

背景技术

我们生活中常见的雾是由无数小水珠组成，热的空气碰到冷的物体并在其表面冷凝成小水珠，光线打到微小水珠表面发生漫反射，从而降低了材料的透光率，给人的感觉就是起雾。例如：在寒冷的冬天，室内外的温差较大，一出门眼镜会起雾，汽车玻璃会起雾，室外监控摄像头镜面会起雾，浴室的镜子会起雾等等。硅酸盐玻璃类等透明材料是人们日常生活、工作和生产必不可少的材料，这些材料在一定的环境中的雾化给人们带来诸多不便，在有些情况下会给人们带来严重危害，造成严重后果。眼镜的雾化使人的视界模糊；汽车、机车、飞机等交通工具的挡风玻璃的雾化会增加意外事故发生的机率；农用薄膜的雾化，使阳光发生漫反射而难以透过，妨碍作物的生长；餐馆和商店的橱窗的玻璃的雾化影响美观；科研中用的光学仪表仪器光学透镜雾化造成试验的误差：防毒面具的镜片雾化影响视线；高级数码相机、摄像机的光学透镜的雾化会影响拍摄的质量等。雾化与人们的生活密切相关，随着物资文化生活水平的不断提高，为了减少雾化给人们的工作和生活带来的不便和提高透明材料装饰性能，人们对雾化技术的要求也越来越高了，防雾技术也渐渐被重视起来。雾化现象还造成了资源的大量浪费，如钢材的生锈腐蚀等。所以防雾化是一个与生产、生活密切相关的课题。少量的涂料就可达到使基材表面改性，保护、修饰基材的目的。因此如果能用防雾涂料来解决雾化问题，将带来巨大的经济效益。

发明内容

本发明提出了一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料的制备方法，其目的是针对普通硅酸盐玻璃特别是汽车玻璃表面，对水不润湿，接触玻璃的水汽会在表面凝结成细小的雾珠，雾珠对透过的光线进行折射和散射，造成玻璃的不透明现象，我们努力开发出一种成本低、生产工艺简单和防雾寿命长、还具有一定自清洁功能的涂料，在此基础上又进一步把这种技术向无毒性、无污染方向发展，即用水性防雾自清洁涂料来代替溶剂型涂料。这种防雾自清洁涂料可使接触玻璃表面的细小雾珠展开平铺，拉平成透明的水膜状态，避免水汽雾珠化，从而使玻璃清亮透彻。本发明的主要特点是通过以亲水防雾丙烯酸树脂为主体树脂，适当搭配氨基树脂树脂、水性硅溶胶、防雾助剂、防污助剂等原料，制成了一种具有超亲水防雾自清洁性能的水性汽车玻璃涂料，其同时还具有良好的耐刮性、干燥性、耐候性、低VOC等性能。

本发明的一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，按重量百分比计，其组成为：亲水防雾丙烯酸树脂20～60份、水性氨基树脂10～20份、防雾助剂5～15份、水性改性纳米硅溶胶5～20份、流平剂0.1～0.6份、硅烷偶联剂0.1～2份、亲水防污助剂1～5份、增稠剂0.2～5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、杀菌剂0.1～0.5份、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份。

优选地，所述的水性氨基树脂为全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、丁醚化氨基树脂、甲基丁基混合醚化氨基树脂中的至少一种。

优选地，所述的水性改性纳米硅溶胶为硅氧烷改性硅溶胶、丙烯酸酯改性硅溶胶、乙烯基改性硅溶胶、羟基改性硅溶胶、氨基改性硅溶胶、环氧基改性硅溶胶中的至少一种。

优选地，所述的防雾助剂为木糖醇酯、山梨醇单棕榈酸酯、月桂酸、硬树脂酸甘油单酯中的一种或者多种。

优选地，所述的消泡剂为：高碳醇类、新型自乳化类、聚醚硅氧烷、矿物油类、聚醚改性二甲基硅氧烷、聚酯改性聚硅氧烷中的任意一种或多种混合。

优选地，所述的pH调节剂为：一乙醇胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氨水、AMP95中的一种或多种。

优选地，所述的润湿剂为有机硅类、阴离子类、非离子类中的一种或多种。

优选地，其特征在于，所述的杀菌剂为双胍、醇类、酚类、有机胺类、吡啶类、异噻唑啉酮类中的一种或多种。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)水性亲水丙烯酸树脂的合成：先通入一定量的氮气进行保护，之后将一定量的丙二醇甲醚和水投入反应釜中，边搅拌边升温至85℃；量取一定量的新戊二醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乳化剂、偶氮二异丁腈，将其混合均匀，在85℃条件下进行滴加，3h滴完毕；之后升温90℃保温1h；之后将反应釜降温至50℃,出料，用400目滤布进行过滤，并测试固含、粘度及pH值等参数，就得到一种亲水防雾丙烯酸树脂；

(2)将亲水防雾丙烯酸树脂、水性氨基树脂依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(3)依次加入消泡剂、防雾助剂、水性改性纳米硅溶胶、亲水防污助剂、润湿剂在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散30～50min；

(4)加入硅烷偶联剂、杀菌剂、增稠剂在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(5)加入剩余的去离子水、pH调节剂调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料。

一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，其施工工艺在于，以喷涂的方式涂布于汽车挡风玻璃及后视镜表面。

本发明所产生的良好成果为：

(1)本发明中的一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，以合成的亲水防雾丙烯酸树脂为主体树脂，搭配水性氨基树脂作为交联剂，在一定条件下固化交联，固化后的涂层具有优良的透明性、机械性能、耐磨、附着力、稳定性良好，耐水性和耐候性优异。

(2)本发明中的一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，选用的主体树脂为超亲水性能的树脂，水可以在上面良好的润湿成膜，可以避免雾气的形成，同时还具有一定的自清洁功能。

(3)本发明中的一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，通过添加防雾助剂、水性改性纳米硅溶胶、亲水防污助剂、润湿剂等助剂，进一步提高了涂层的亲水性能，使水更好的在玻璃表面铺展成膜，进一步加强了防雾及防污效果。

(4)本发明中的一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料，制备工艺简单易行，成本低，绿色环保无污染，非常适合大范围的推广。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，下面将结合本发明实施例中的例子，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方法，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

(1)水性亲水丙烯酸树脂的合成：先往反应釜里面通入一定量的氮气进行保护，之后将10份的丙二醇甲醚和45份的水投入反应釜中，边搅拌边升温至85℃；量取一定量的新戊二醇6份、甲基丙烯酸甲酯3.6份、丙烯酸12份、甲基丙烯酸羟乙酯14.4份、N-羟甲基丙烯酰胺3.2份、乙二醇二甲基丙烯酸酯0.8份、乳化剂4份、偶氮二异丁腈0.4份，提前将其混合均匀后，在85℃条件下进行滴加，3h滴完毕；之后升温90℃保温1h；之后将反应釜降温至50℃，出料，用400目滤布进行过滤，并测试固含、粘度及pH值等参数，就得到一种亲水防雾丙烯酸树脂；

(2)将亲水防雾丙烯酸树脂45份、10份水性氨基树脂氰特Allnex325依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(3)依次加入0.2份消泡剂BYK024、防雾助剂山梨醇单棕榈酸酯6份、丙烯酸酯改性硅溶胶6份、2份亲水防污助剂大金化学GH701、0.3份的润湿剂tego 270在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散30～50min；

(4)加入0.6份的杰西卡化工硅烷偶联剂KH-2776、霍夫曼Defros D33杀菌剂0.2份、海明斯RHEOLATE 299增稠剂0.6份在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(5)加入去离子水15份、氨水2份调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料。

实施例二：

(1)水性亲水丙烯酸树脂的合成：先往反应釜里面通入一定量的氮气进行保护，之后将8份的丙二醇甲醚和46份的水投入反应釜中，边搅拌边升温至85℃；量取一定量的新戊二醇8份、甲基丙烯酸甲酯4份、丙烯酸15份、甲基丙烯酸羟乙酯13份、N-羟甲基丙烯酰胺4份、乙二醇二甲基丙烯酸酯1.2份、乳化剂5份、偶氮二异丁腈0.6份，提前将其混合均匀后，在85℃条件下进行滴加，3h滴完毕；之后升温90℃保温1h；之后将反应釜降温至50℃，出料，用400目滤布进行过滤，并测试固含、粘度及pH值等参数，就得到一种亲水防雾丙烯酸树脂；

(2)将亲水防雾丙烯酸树脂42份、9份水性氨基树脂氰特CYMEL 303LF依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(3)依次加入0.3份消泡剂TEGO 825、防雾助剂木糖醇酯5份、氨基改性硅溶胶6份、2份亲水防污助剂大金化学GH701、0.3份的润湿剂tego 4100在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散30～50min；

(4)加入0.6份的杰西卡化工硅烷偶联剂KH-800、罗门哈斯杀菌剂LXE0.2份、海明斯DeuRheo WT 105A增稠剂0.6份在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(5)加入去离子水15份、2份的AMP95调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料。

实施例三：

(1)水性亲水丙烯酸树脂的合成：先往反应釜里面通入一定量的氮气进行保护，之后将8份的丙二醇甲醚和44份的水投入反应釜中，边搅拌边升温至85℃；量取一定量的新戊二醇8份、甲基丙烯酸甲酯4份、甲基丙烯酸丙酯5份、丙烯酸13份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、N-羟甲基丙烯酰胺4份、乙二醇二甲基丙烯酸酯1份、乳化剂5份、偶氮二异丁腈0.5份，提前将其混合均匀后，在85℃条件下进行滴加，3h滴完毕；之后升温90℃保温1h；之后将反应釜降温至50℃，出料，用400目滤布进行过滤，并测试固含、粘度及pH值等参数，就得到一种亲水防雾丙烯酸树脂；

(2)将亲水防雾丙烯酸树脂43份、10份水性氨基树脂氰特CYMEL 385依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(3)依次加入0.3份消泡剂TEGO 1488、防雾助剂月桂酸5份、羟基改性硅溶胶6份、2份亲水防污助剂大金化学GH701、0.3份的赢创润湿剂Surfynol 104E在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散20～40min；

(4)加入0.6份的dow硅烷偶联剂6040、特洛伊防腐杀菌剂K9N 0.2份、海明斯FX1010增稠剂0.6份在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(5)加入去离子水15份、2份的一乙醇胺调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性防雾自清洁汽车玻璃涂料。

对照例一：

(1)将普通丙烯酸树脂50份、10份水性氨基树脂依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(2)依次加入0.3份消泡剂TEGO 825、防雾助剂木糖醇酯5份、0.3份的润湿剂tego4100在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散30～50min；

(3)加入0.6份的杰西卡化工硅烷偶联剂KH-800、罗门哈斯杀菌剂LXE0.2份、海明斯DeuRheo WT 105A增稠剂0.6份，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(4)加入去离子水15份、2份的AMP95调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性玻璃涂料。

对照例二：

(1)将水性纯丙丙烯酸树脂48份、10份水性氨基树脂氰特CYMEL 303LF依次加入到搅拌釜中，在800～1200r/min转速条件下，搅拌30～40min；

(2)依次加入0.3份消泡剂TEGO 1488、防雾助剂月桂酸7份、0.3份的润湿剂tego4100在1200～1500r/min转速条件下，搅拌分散30～50min；

(3)加入0.6份的DOW化学硅烷偶联剂6040、罗门哈斯杀菌剂LXE0.2份、海明斯DeuRheo WT 105A增稠剂0.6份在1000～1200r/min转速条件下，搅拌分散10～30min；

(4)加入去离子水15份、2份的一乙醇胺调节粘度，在1000～1200r/min转速条件下，搅拌20～30min即可，就制成了一种水性玻璃涂料。

对实施例一～三与对照例一～二所述产品制得漆膜涂层的性能进行对比测试，测试结果如表1所示，从其测试结果可以看出，在亲水性、防雾性、防尘性、耐划性、硬度、底材附着力等性能上，实施例明显好于对照例，这是由于实施例相比较于对照例，使用了以具有亲水防雾丙烯酸树脂为主体树脂，其亲水防雾性能比普通的丙烯酸树脂性能有明显提高，再通过适当搭配亲水防雾及防污助剂，使其防雾及防污性能有了进一步的提高；通过适当添加水性硅溶胶等原料以进一步提高漆膜其硬度及耐刮性能，另外再通过搭配适当的氨基树脂，使涂料的交联密度进一步提高，从而更进一步提高了涂层的硬度，使涂层的耐性都得到了更好的提高。

表1

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