本發明涉及涂料領域，具體而言，涉及一種涂料組合物及涂層。
背景技術：
現有的技術領域雖然已經能夠在無處理的玻璃基材上做一些油墨噴涂等操作，但是還沒有達到能夠擁有很高的技術指標的要求。目前大多數玻璃基材的硬化涂層都需要對玻璃表面進行底涂處理才能讓涂層擁有高耐候性、優異的耐磨耐刮性能以及優秀的附著力。通常情況下玻璃基材硬化涂層需要將玻璃表面進行很徹底地清潔，然后預涂底漆并且烘干后才能進一步地使用，工序繁瑣效率低下。沒有進行底涂預處理的玻璃基材和常規的uv膠水兩者存在有機物與無機物粘結強度不好問題，附著力很難達到滿足一些特定的要求，所以沒有辦法直接將uv膠水直接涂在玻璃基材的表面。
技術實現要素：
本發明的主要目的在于提供一種涂料組合物及涂層，以解決現有技術中在玻璃基材上形成硬化涂層之前必須進行底涂處理的問題。
為了實現上述目的，本發明一個方面提供了一種涂料組合物，該涂料組合物包括活性低聚物、稀釋單體、硅烷偶聯劑、光引發劑、熱引發劑及有機溶劑，且活性低聚物為聚氨酯丙烯酸酯和/或環氧丙烯酸酯。
進一步地，按重量份計，涂料組合物包括30～70份活性低聚物、30～70份稀釋單體、1～10份硅烷偶聯劑、1～5份光引發劑、1～5份熱引發劑及5～30份有機溶劑。
進一步地，按重量份計，涂料組合物還包括1～10份流平分散助劑。
進一步地，活性低聚物選自肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯和環氧丙烯酸酯組成的組中的一種或多種。
進一步地，活性低聚物的官能度≤2或者≥3。
進一步地，稀釋單體為官能度≥3的丙烯酸酯或者官能度≤2的丙烯酸酯；優選官能度≥3的丙烯酸酯選自三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、磷酸酯類三官能團酸脂、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯組成的組中的一種或多種；優選官能度≤2的丙烯酸酯選自甲氧基聚乙二醇(350)單丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯組成的組中的一種或多種。
進一步地，光引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、2，4，6(三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦組成的組中的一種或多種。
進一步地，熱引發劑選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰和異丙苯過氧化氫組成的組中的一種或多種。
進一步地，硅烷偶聯劑選自3-甲基丙烯晴丙基三乙氧基硅烷、n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷組成的組中的一種或多種。
進一步地，流平分散助劑為聚醚改性有機硅類，優選為byk-333、byk-3505和byk-3500組成的組中的一種或多種。
進一步地，有機溶劑選自丁酮、乙酸丁脂和戊醇組成的組中的一種或多種。
為了實現上述目的，本發明另一個方面提供了一種涂層，該涂層由上述涂料組合物固化而成。
應用本發明的技術方案，熱引發劑能夠使有機溶劑和一部分活性低聚物、稀釋單體在進行初步固化，同時硅烷偶聯劑的加入能夠提高初步固化后形成的涂層與玻璃基材的附著力，進而能夠達到和預涂底漆相同的效果。然后通過光引發劑使得剩余低聚物和稀釋單體在玻璃基材上進行深層固化。同時，稀釋單體的加入有利于調節固化的時間和固化程度。上述光-熱雙重固化的方式有利于顯著提升涂層對無處理玻璃基材的附著力，且由于上述活性低聚物聚合物具有較差的親水性，因而固化后形成的涂層也具有良好的耐水性。此外采用上述涂料組合物在無處理玻璃基材上形成涂層還有利于簡化操作工序，節約工藝成本并提高效率。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。
正如背景技術所描述的，現有技術中在玻璃基材上形成硬化涂層之前必須進行底涂處理的問題。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種涂料組合物，該涂料組合物包括活性低聚物、稀釋單體、硅烷偶聯劑、光引發劑、熱引發劑及有機溶劑，且所述活性低聚物為聚氨酯丙烯酸酯和/或環氧丙烯酸酯。
本申請提供的涂料組合物中熱引發劑能夠使有機溶劑和一部分活性低聚物和稀釋單體在玻璃基材上進行初步固化，同時硅烷偶聯劑的加入能夠提高初步固化后形成的涂層與玻璃基材的附著力，進而能夠達到和預涂底漆相同的效果。然后通過光引發劑使得剩余低聚物和稀釋單體在玻璃基材上進行深層固化。同時稀釋單體的加入有利于調節固化的時間和固化程度。上述光-熱雙重固化的方式有利于顯著提升涂層對無處理玻璃基材的附著力，同時由于上述活性低聚物聚合物具有較差的親水性，因而固化后形成的涂層也具有良好的耐水性。此外采用上述涂料組合物在無處理玻璃基材上形成涂層還有利于簡化操作工序，節約工藝成本并提高效率。
本申請提供的上述涂料組合物與無處理的玻璃基材具有較好的附著力。在一種優選的實施方式中，按重量份計，涂料組合物包括30～70份活性低聚物、30～70份稀釋單體、1～10份硅烷偶聯劑、1～5份光引發劑、1～5份熱引發劑及5～30份有機溶劑。涂料組合物中各組分的比例關系包括但不限于上述范圍，但將其限定在上述范圍內有利于進一步提升涂層在無處理的玻璃基材上的附著力和耐水性等綜合性能。優選上述涂料組合物中含20wt％的溶劑，這有利于調節發生光固化反應和發生熱固化反應的聚合物的比例關系。
本申請中各組分具有上述比例關系的涂料組合物具有較高的綜合性能。在一種優選的實施方式中，按重量份計，上述涂料組合物還包括1～10份流平分散助劑。在上述涂料組合物中加入上述用量的流平分散助劑一方面有利于提高涂料組合物形成的涂層的平整性，同時還有利于提高各組分之間的協同作用。
上述活性低聚物包括但不限于肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯和環氧丙烯酸酯組成的組中的一種或多種。
在一種優選的實施方式中，活性低聚物的官能度≥3。選用官能度≥3的上述活性聚合物有利于提高固化的效率。更優選活性低聚物包括但不限于沙多瑪亞洲有限公司cn9010ns、cn975、cn9013ns和cn8010ns組成的組中的一種或多種。
在一種優選的實施方式中，活性低聚物的官能度≤2。選用官能度≤2的上述活性聚合物一方面有利于調節固化的效率，另一方面官能度較低的肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯和環氧丙烯酸酯等固化后具有較低的收縮率，這有利于進一步提升涂層與無處理玻璃基材的附著力。優選活性低聚物包括但不限于沙多瑪亞洲有限公司的cn991、cn981ns、cn9014ns、cn9010ns和cn104ns組成的組中的一種或多種；和/或雙鍵化學股份有限公司的272、353和5404組成的組中的一種或多種。
稀釋單體的加入有利于調節固化上述涂料組合物中可以選用常用的稀釋單體。在一種優選的實施方式中，稀釋單體為官能度≥3的丙烯酸酯，且稀釋單體包括但不限于三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、磷酸酯類三官能團酸脂、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯組成的組中的一種或多種。選用上述物質作為稀釋單體有利于提高固化涂層的交聯密度、耐抗性等綜合性能。
在一種優選的實施方式中，稀釋單體為官能度≤2的丙烯酸酯，且稀釋單體包括但不限于甲氧基聚乙二醇(350)單丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯和二縮三丙二醇二丙烯酸酯組成的組中的一種或多種。選用官能度較低的物質作為稀釋單體有利于調節交聯的程度，同時降低固化涂層的收縮率，進而有利于更近一步提高涂層在基材上的附著力、耐抗性、耐磨性等綜合性能。
上述涂料組合物中，光引發劑可以選用本領域常用的光引發劑。在一種優選的實施方式中，光引發劑包括但不限于1-羥基環己基苯基甲酮(184)、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮(a1173)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(tpo)和127組成的組中的一種或多種。上述引發劑需要較低的能量光照(最低能量為20～50mj/cm2，適用能量為20～500mj/cm2)就能夠被激發進而引發uv固化反應，因而將上述物質作為本申請中的光引發劑有利于將涂層的固化程度限定在較合適程度，進而抑制因光照能量過高而導致涂層的收縮率過大、涂層在基材上的附著力變差的現象出現。
上述涂料組合物中，熱引發劑可以選用本領域常用的熱引發劑。在一種優選的實施方式中，熱引發劑包括但不限于偶氮二異丁腈(aibn)、過氧化苯甲酰(bpo)和異丙苯過氧化氫(chpo)組成的組中的一種或多種。選用上述物質作為熱引發劑能夠使熱固化反應在較低的溫度下進行，同時還有利于進一步提升熱固化反應的固化程度，進而更進一步提高涂層與無處理玻璃基材的附著力。
上述涂料組合物中，可以選用本領域常用的硅烷偶聯劑。在一種優選的實施方式中，硅烷偶聯劑包括但不限于3-甲基丙烯腈丙基三乙氧基硅烷(kbm-503)、n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷(kbm-603)和n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷組成的組中的一種或多種。硅烷偶聯劑同時具有與無機材料及有機材料結合的能力，因而在涂料組合物中加入硅烷偶聯劑有利于進一步提升固化涂層與玻璃基材之間的附著力。上述硅烷偶聯劑具有成本低、來源廣等優點，選用上述物質作為本申請提供的涂料組合物中的硅烷偶聯劑有利于降低產品成本。
在一種優選的實施方式中，流平分散助劑為聚醚改性有機硅類。聚醚改性有機硅類流平分散助劑與其他組分具有較好的相容性，同時其所帶的聚醚型官能團有利于進一步提高固化后形成的涂層與無處理玻璃基材的附著力。優選為byk-333、byk-3505和byk-3500組成的組中的一種或多種。
在一種優選的實施方式中，有機溶劑包括但不限于丁酮、乙酸丁脂和戊醇組成的組中的一種或多種。上述有機物具有良好的溶劑性能，選用上述有機物作為溶劑有利于提高熱固化反應過程中各種組分的固化交聯程度。
本申請的另一方面還提供了一種涂層，該涂層由上述涂料組合物固化而成。
上述涂料組合物中熱引發劑能夠使有機溶劑和一部分活性低聚物和稀釋單體在玻璃基材上進行初步固化，同時硅烷偶聯劑的加入能夠提高初步固化后形成的涂層與玻璃基材的附著力，進而能夠達到和預涂底漆的相同效果。然后通過光引發劑使得剩余低聚物和稀釋單體在玻璃基材上進行深層固化。同時稀釋單體的加入有利于調節固化的時間和固化程度。因而上述涂料組合物固化后形成的涂層對無處理玻璃基材具有較優的附著力以及良好的耐水性。
以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述，這些實施例不能理解為限制本發明所要求保護的范圍。
實施例1至7及對比例1至3的涂料組合物的組成見表1。
表1
實施例1至7及對比例1至3的涂料組合物的性能評測采用如下方法進行：
固化后百格：gb9286-98百格測試標準。
固化后鉛筆硬度：gb/t6739鉛筆硬度測試。
固化后耐磨耐刮性：gb/t9279-2007涂層耐刮擦測試。
耐水煮性：在玻璃容器中加入純水或者自來水(依據客戶需求)，將樣品放入水中大約浸入2/3的位置，保持水處于沸騰狀態直到測試結束。
實施例1至7及對比例1至3的涂料組合物的性能評測結果見表2。
表2
從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：
實施例1和對比例1的區別在于實施例1加了硅烷偶聯劑而對比例1卻沒有加入。由此可知加入硅烷偶聯劑有利于提高涂層的附著力和耐磨耐管性能。
實施例1和實施例4的區別在于實施例1加入兩個多官單體，而實施例4中將單官多官單體都進行了加入；實施例2和實施例3的區別在于實施例2加入兩個了多官單體，而實施例3中只加入了一些單官單體。由此可知多官能單體的用量有利于調節涂層的耐刮性能。
實施例1和實施例2的區別在于實施例2降低了加入芳香族聚氨酯丙烯酸酯的比例，加入了一些環氧丙烯酸酯。由此可環氧丙烯酸酯的含量增加有利于提高涂層的硬度和耐水煮性。
實施例1、5和7相比可知，將涂料組合物中各組分的用量限定在本申請所保護的范圍內有利于提高其形成的涂層的綜合性能。
實施例1和對比例2、3相比可知，同時降入光引發劑和熱引發劑有利于進一步提高涂層的附著力、耐刮性和耐水煮性等綜合性能
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。