專利名稱：：一種高耐候性、自修復性涂層的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于戶外設備、裝備和構筑物裝飾和防腐功能的高耐候性、自修復性涂層，屬于化工涂料
技術領域：
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背景技術：
：涂層(coating)是涂料施涂所得到的固態連續膜，是為了防護、絕緣、裝飾等目的，涂布于金屬、織物、塑料等基體上的塑料薄層。一般涂料所得涂層較薄，約在2050微米，厚漿型涂料則一次可得厚達1毫米以上的涂層。涂層是人類歷史上最古老的技術之一，也是大氣環境中最重要和最常見的裝飾和防護手段，而大氣環境中有機涂層一般均存在一定量的光敏性雜質或組分，通過這些光敏成分吸收太陽光中紫外光能，涂層將吸收的光能作用于交聯網絡的較弱化學鍵，使其不可避免地發生裂解或某種形式的轉變，宏觀表現為變色、變脆、降解、開裂等，從而引起外觀、力學性能、介電性能和防腐蝕性能的劣化，最終失去使用價值，甚至會導致基底材料嚴重腐蝕發生事故。為了減輕紫外線對樹脂涂層的破壞，常采用紫外線穩定劑、抗氧化劑或位阻胺光穩定劑等被動延緩紫外光的破壞作用，但是這些添加劑由于下列原因導致樹脂穩定性下降:物理損耗(揮發性、遷移、收縮、在配方中其它組分上的吸收)；化學分解；與基質的分解產物之間的反應。一旦涂層被破壞，無法進行自修復，只能更換，這將對野外大型構筑物或軍事設施的安全性和功能性產生嚴重影響。為了提高涂層耐候性，選用高耐候性的基體樹脂，如氟樹脂、硅樹脂或脂肪族聚氨酯等則會造成涂料成本過高，經過氟改性基體樹脂還存在附著力和配套性差等缺點，而且推廣應用技術難度高。光固化樹脂(又稱光敏樹脂)含有不飽和官能團，能在紫外光照射下由光敏劑引發聚合反應，生成不溶的涂膜。光固化樹脂主要包括聚氨酯丙烯酸酯、雙酚A型環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸類單體等。雙酚A型環氧丙烯酸酯具有固化速度快、涂膜耐化學溶劑性能好，硬度高等特點。聚氨酯丙烯酸酯具有柔韌性好、耐磨等特點。但目前光固化樹脂主要用于紙張、塑料、皮革和木材等易燃底材上的光固化涂料中，具有固化時間短、固化溫度低、揮發分低等優點。因光固化樹脂必須在光敏劑引發下才能反應，故在普通的聚氨酯涂料、氯化樹脂涂料和聚酯樹脂涂料中尚沒有應用和研究。
發明內容針對現有技術中，用于戶外設備、裝備和構筑物裝飾和防腐功能的涂層耐候性差、無自修復性等不足，本發明的目的是提供一種高耐候性、自修復性涂層。本發明采用的技術手段是一種高耐候性、自修復性涂層，其特征在于，將單體光固化樹脂添加到涂料體系中，分散均勻后噴涂或刷涂成膜，得到具有較高耐候性和自修復性能的涂層。所述單體光固化樹脂的添加重量為涂料體系基體樹脂0.5—5%。進一步，所述單體光固化樹脂包括聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或丙烯酸類中的至少一種。所述涂料體系包括聚氨酯、氯化樹脂或聚酯樹脂中的至少一種。相比現有技術，本發明具有如下有益效果-因涂層大氣老化的主要原因是由于受紫外光影響，本發明人提出在聚氨酯、氯化樹脂或聚酯樹脂涂層中添加光固化樹脂，以光固化樹脂吸收部分紫外光而延緩涂層老化，同時利用導致涂層老化的紫外光作為激發信號，促使涂層中添加的光固化樹脂在涂層表層發生光固化反應形成新涂層，阻止涂層的老化破壞，提高耐候性并實現涂層的自修復。本發明的原理為在太陽光的紫外光和空氣中的氧氣共同作用下，涂層樹脂發生自然老化，產生自由基，添加的光固化樹脂本身發生固化成膜需要自由基的引發，因此在涂層發生老化時光固化樹脂將涂層老化產生的自由基破壞并發生自身聚合，形成涂層將已經被破壞的涂層粘接，實現吸收紫外光并捕捉其產生的破壞性的自由基，提高涂層耐候性，同時對涂層進行一定的修復的功能。具體實施方式為表明本發明的效果，下面通過具體的實施例進一步說明本發明。但是，應當理解為，這些實施例僅僅是用于更詳細具體地說明之用，而不應理解為用于以任何形式限制本發明。表1為根據本發明列舉的幾個實施例(表1)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>制膜、性能檢測、結論及機理分析如下按表1所述配方(光固化樹脂的添加重量以基體樹脂的重量計)，分別將稱量好的光固化樹脂添加到聚氨酯、氯化樹脂或聚酯樹脂涂料中，并攪拌均勻，涂膜制備，以備線棒涂布。用線棒涂布器，分別將上述涂料涂在表面處理過的馬口鐵板(按照GB/T9271《色漆和清漆標準制板》)上，室溫固化至實干。干膜厚度約30士5^un(根據GB/T1865《色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露》)涂層性能測試包括老化前、后的基本力學(如硬度)、光學(如黃度指數)及老化性能(如失光率、開裂等級等)測定。光老化前后涂膜的硬度檢測結果空白樣板和改性的樣板輻照前的鉛筆硬度都是2H，表明添加少量改性劑未對漆膜硬度造成不利影響；改性的樣板經1300h的QUV老化后的鉛筆硬度都降低為H，而空白樣板(天竹牌)降為HB。天竹牌空白樣板發生穿透整個涂膜的開裂，失光率為49%，黃度指數為20.6%，最優改性劑(光固化樹脂)添加量依次為1.25%E、3.75%和3.75%C，輕微開裂，失光率30%左右，黃度指數維持在16.5%;而三峽牌空白樣板老化后沒有發現開裂現象，失光率為28%，黃度指數為11.2%,改性的最優結果為，添加2.5%B可將失光率降為17.5%，添加1.25%A可將黃度指數降低到7.6。/。，失光率16%左右。本發明的創新在于，將光固化樹脂，如聚氨酯丙烯酸酯、雙酚A型環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸類單體(二縮三丙二醇雙丙烯酸酯、1，4一環氧乙垸環己垸雙丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)等，添加到聚氨酯等涂料體系中，分散均勻后噴涂或刷涂成膜，即得具有較高耐候性和自修復性能的涂層，添加量在0.5-5%。芳香族聚氨酯涂層的耐候性由QUV老化500小時提高到1000小時。通過反復試驗證明，涂層紫外光透過率降低，光澤度和黃變變化緩慢，耐候性能顯著提高，成本基本沒有變化，涂層的機械物理性能和裝飾性能沒有變化。而沒有添加光固化樹脂的涂層，在自由基的作用下加速破壞，而單獨的光固化樹脂沒有自由基的引發也不能固化成膜。權利要求1、一種高耐候性、自修復性涂層，其特征在于，將單體光固化樹脂添加到涂料體系中，分散均勻后噴涂或刷涂成膜，得到具有較高耐候性和自修復性能的涂層。2、根據權利要求1所述的高耐候性、自修復性涂層，其特征在于，所述單體光固化樹脂的添加重量為涂料體系基體樹脂的0.5—5%。3、根據權利要求1所述的高耐候性、自修復性涂層，其特征在于，所述單體光固化樹脂為聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或丙烯酸類中的至少一種。4、根據權利要求1所述的高耐候性、自修復性涂層，其特征在于，所述涂料體系包括聚氨酯、氯化樹脂或聚酯樹脂中的至少一種。全文摘要本發明提供一種高耐候性、自修復性涂層，是將單體光固化樹脂添加到涂料體系中，分散均勻后噴涂或刷涂成膜，得到具有較高耐候性和自修復性能的涂層。所述單體光固化樹脂的添加重量為涂料體系基體樹脂的0.5-5％。本發明利用太陽光的紫外光和空氣中氧氣的共同作用，以光固化樹脂吸收部分紫外光而延緩涂層老化，同時利用導致涂層老化的紫外光作為激發信號，促使涂層中添加的光固化樹脂在涂層表層發生光固化反應形成新涂層，阻止涂層的老化破壞，提高耐候性并實現涂層的自修復。文檔編號C09D5/00GK101629030SQ200910104530公開日2010年1月20日申請日期2009年8月3日優先權日2009年8月3日發明者斌向,張勝濤,朱仁慶,賀海云,奉韋申請人:重慶大學