一种UV多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法与流程

一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法。

背景技术：

2.led高效节能、越来越微型高集成、使用寿命长、易加工，已成为21世纪最绿环保的照明技术。光扩散膜是led背光模组的关键部件，主要作用是将点光源扩散成均匀的面光源，并使耀眼的入射光变成亲和人眼的均和柔光，防止眩目。光扩散膜一般是由基膜和光扩散涂层组成，而光扩散涂层对光扩散效果起到决定性作用。
3.传统的光扩散涂层一般是由成膜树脂加光扩散粉和助剂等组成。成膜树脂存在固化过程中voc超标，常温或者加热固化效率低、能耗高，耐高温性、耐水性差，硬度和耐磨性不理想、防污效果差等问题。光扩散粉也因本身材质的局限存在各种各样的问题。无机扩散粉，如二氧化钛、二氧化硅、玻璃微珠、碳酸钙微粒子等，虽然提升了雾度，但会导致严重的光衰，降低了透明度。有机光扩散粉如聚苯乙烯微球(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）、有机硅微球等，虽然光损低，透光率较高，但存在耐化学介质差、硬度差、对涂层各种耐老化性能无贡献等缺点。结合以上传统光扩散涂料存在的问题，开发全新的安全环保、光学性能佳、涂层耐老化性优异的光扩散涂料迫在眉睫。

技术实现要素：

4.为了提高光扩散涂料的光学性能和综合耐久性、可靠性和使用效率，本技术提供一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法。
5.本技术提供的一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，采用如下的技术方案：一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，由包括以下重量份的原料制成：有机无机杂化乙烯基氟硅树脂20%~60%、巯基有机硅树脂10%~40%、环氧基有机硅树脂10%~30%、自由基光引发剂1%~5%，阳离子光引发剂1%~5%，消泡剂0~0.5%，润湿剂0~0.5%。
6.通过采用上述技术方案，有机无机杂化乙烯基氟硅树脂结构中含有无机氧化物溶胶骨架结构、石墨烯片层结构，以及接枝到无机氧化物溶胶和石墨烯片层结构表面的有机氟硅结构。无机氧化物溶胶的球形骨架结构可以提供涂层极佳的透光率和雾度、耐高温性、硬度、耐水性、阻燃性、抗菌性等。石墨烯的二维片层结构嵌入到无机氧化物溶胶的球形结构中，进一步提高了光扩散效果，并增强了涂层的强韧效果。有机氟硅结构含有乙烯基双键、未完全水解缩合的烷氧基、硅氧烷分子侧链引入的f元素等。乙烯基双键在光引发剂的作用下通过自由基聚合机理参与光固化反应、未完全水解缩合的烷氧基可通过空气中的湿气进行固化，弥补部分uv光照射不到或者较厚区域光固化不充分的问题。含氟硅氧烷分子侧链的f元素，由于c-f键的高键能，可以显著提高涂层的耐热性、耐化学介质性、耐高温性、耐水性、耐uv老化性等。c-f键提供涂层的低表面能还赋予了氟硅树脂表面的不黏附性和不湿润性，从而使涂层的防污性、防化学介质性更佳。
7.通过采用上述技术方案，巯基有机硅树脂结构中含有石墨烯载体和接枝在石墨烯表面的有机硅结构和巯基官能团。石墨烯载体赋予涂层高透光性、优异的导热性能、高的强度和韧性。巯基与有机无机杂化乙烯基氟硅树脂中的乙烯基双键可通过巯基-烯点击反应进行化学键合，使石墨烯改性巯基硅树脂键合到有机无机杂化乙烯基氟硅树脂分子结构上，形成三维网络结构。未完全水解的烷氧基还可以与空气中的湿气进一步反应，使反应程度更加充分，涂层致密性更高，涂层性能更加优异。
8.通过采用上述技术方案，环氧基有机硅树脂结构中含有环氧基。环氧基在阳离子光引发剂的引发下发生阳离子光固化反应，和乙烯基双键的自由基聚合反应发生协同作用，使涂料的固化效率更高。第一方面阳离子光固化不受氧阻聚的影响，提高了光固化的转化率和效率。第二方面，阳离子光固化具有较低的体积收缩率，降低了自由基光固化体积收缩率大对附着力的负面影响。第三方面，阳离子光固化在uv光撤去后还会进行后固化，弥补了自由基光固化在uv光撤去后反应立即停止可能固化不充分的问题。这两种固化反应同时进行，可相互有益促进，提高涂料最终固化深度和固化效率。
9.综上所述，本技术配方合理，在各组分的共同作用下，制得的uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料极大改善了涂层的综合性能，即制备出的涂层具有极佳的光扩散效果、耐温性、硬度和耐磨性、环境耐抗性、极佳的附着力、阻燃性、防污性、固化效率；应用在led光扩散膜方面效果极佳。
10.在一个具体的可实施方案中，所述有机无机杂化乙烯基氟硅树脂的制备方法如下：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节ph至2~4，并加入ph缓冲剂形成混合液；向所述混合液中加入无机氧化物溶胶并混合均匀；控制温度为40℃，再向以上混合液中缓慢滴加烷氧基硅烷，滴加结束后40℃保温反应5-8h；最后脱水处理即可。
11.在一个具体的可实施方案中，所述烷氧基硅烷包括含乙烯基硅氧烷、含氟硅氧烷、甲氧基硅烷。
12.通过采用上述技术方案，烷氧基硅烷是一种极其重要的含硅功能材料，在工业上可用来生产耐磨增硬涂层；乙烯基硅氧烷、含氟硅氧烷、甲氧基硅烷均能与无机氧化物溶胶进行水解缩合反应形成硅氧q结构，并提供未完全水解的烷氧基，保留未反应的乙烯基和分子侧链的f元素。可以显著提升uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料所形成的涂层的综合性能。
13.在一个具体的可实施方案中，所述无机氧化物溶胶为石墨烯改性的无机氧化物溶胶。
14.通过采用上述技术方案，石墨烯的片层结构嵌入穿插在无机氧化物溶胶的球形颗粒中间，不仅为涂层提供了更好的光扩散效果，还改善了无机溶胶骨架结构的韧性。无机氧化物溶胶为透明的溶胶状水性液体，透明度高，稳定性好，可以应用于透明涂层，光学涂层。溶胶和石墨烯表面均含有大量的羟基，可以和烷氧基硅烷在催化剂的作用下发生缩合反应，生成石墨烯镶嵌无机氧化物溶胶接枝的有机硅树脂。
15.通过采用上述技术方案，由于小分子酸对烷氧基硅烷的水解反应有催化作用，故体系中足量的小分子酸存在能促进烷氧基硅烷快速水解生成硅醇，硅醇会与无机氧化物溶胶粒子表面的羟基发生缩合反应，生成硅氧q结构。然而小分子酸过多时，会导致过量的硅醇的生成；而过量的硅醇不能稳定存在，一部分会很快与无机氧化物粒子表面的羟基发生
缩合，另一部分直接发生硅醇与硅醇之间的缩合，生成副产物。故反应时的ph控制在2~5得到的产物既有烷氧基硅烷水解生成的硅氧q结构，还含有未完全水解的烷氧基。
16.在一个具体的可实施方案中，所述巯基有机硅树脂的制备方法如下：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节ph至2~4，控制温度为40℃，滴加巯基硅氧烷、羟基硅油、催化剂，保温反应6~8h，真空脱除水和生成的小分子醇即可。
17.通过采用上述技术方案，巯基硅氧烷分子结构中的烷氧基一部分化学接枝到石墨烯表面，一部分通过缩合反应接枝到羟基硅油分子链上，最终形成接枝到石墨烯表面的巯基有机硅树脂。
18.在一个具体的可实施方案中，所述环氧基有机硅树脂的制备方法如下：称取定量的羟基硅油、环氧基硅氧烷和催化剂，温度保持60℃，在催化剂的作用下缩合反应生成环氧基有机硅树脂。
19.通过采用上述技术方案，在羟基硅油端基通过硅羟基和烷氧基的缩合反应引入环氧基，环氧基可在阳离子光引发剂的引发下通过巯基-烯点击反应和双键发生聚合，键合到涂层的三维网络结构中，提高涂料的固化效率和涂层性能。
20.1、本技术公开的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料包括多重固化机理，如自由基光固化、阳离子光固化、湿气固化。多重固化机理在固化过程中相互促进，对固化效率起到协同作用。
21.2、本技术公开的有机无机杂化乙烯基氟硅树脂、巯基有机硅树脂、环氧基有机硅树脂的有益组合有效提高了所形成涂层的综合性能。无需额外添加光扩散剂即可达到优异的光扩散效果。
22.3、本技术公开的有机无机杂化乙烯基氟硅树脂结构中的石墨烯镶嵌无机氧化物溶胶骨架结构可以提供涂层极佳的透光率和雾度、耐高温性、硬度、耐水性、阻燃性、耐 uv 老化性、抗菌性等。乙烯基双键在光引发剂的作用下通过自由基聚合机理参与光固化反应，未完全水解的烷氧基可通过空气中的湿气进行固化，弥补部分 uv 光照射不到或者较厚区域光固化不充分的问题。分子侧链的 f 元素，由于 c-f 键的高键能，可以显著提高涂层的耐热性、耐化学介质性、耐高温性、耐水性、耐 uv 老化性等。c-f 键的低表面张力还赋予了氟硅树脂表面的不黏附性、不湿润性，从而使涂层的防污性更佳。
23.4、本技术公开的巯基有机硅树脂结构中的石墨烯载体赋予涂层高透光性、优异的导热性能、高的强度和韧性。巯基与有机无机杂化乙烯基氟硅树脂中的乙烯基双键通过巯基-烯点击反应进行化学键合，使石墨烯改性巯基硅树脂键合到有机无机杂化乙烯基氟硅树脂分子结构上，形成三维网络结构。同时，未完全水解的烷氧基还可以与空气中的湿气反应，弥补了 uv 光照射不到的厚涂区域或者阴影区域，使反应更加充分，涂层致密性更高、涂层性能更加优异。
24.5、本技术公开的环氧基有机硅树脂结构中的环氧基在阳离子光引发剂的作用下发生阳离子光固化反应，和乙烯基双键的自由基聚合反应发生协同作用，聚合效率更高。第一方面阳离子光固化不受氧阻聚的影响，提高了光固化的转化率和效率。第二方面，阳离子光固化具有较低的体积收缩率，降低了自由基光固化体积收缩率大对附着力的负面影响。第三方面，阳离子光固化在 uv 光撤去后还说明书 5 会进行后固化，弥补了自由基光固化在 uv 光撤去后反应立即停止可能固化不充分的问题。这两种固化反应同时进
行，可相互有益促进，提高最终固化深度和固化效率。
具体实施方式
25.本技术公开了一种uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：有机无机杂化乙烯基氟硅树脂20%~60%、巯基有机硅树脂10%~40%、环氧基有机硅树脂10%~30%、自由基光引发剂1%~5%，阳离子光引发剂1%~5%，消泡剂0~0.5%，润湿剂0~0.5%。
26.有机无机杂化乙烯基氟硅树脂由石墨烯、无机氧化物溶胶和烷氧基硅烷通过水解缩合反应制备而成。
27.无机氧化物溶胶包括但不限于硅溶胶、铝溶胶、或硅溶胶和铝溶胶的混合物、氧化锆溶胶，其粒径包括但不限于3-50nm，优选氧化锆溶胶。
28.烷氧基硅烷包括但不限于甲氧基硅烷、乙烯基硅氧烷和含氟硅氧烷；进一步的，甲氧基硅烷包括但不限于甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等。
29.乙烯基硅氧烷包括但不限于乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。
30.含氟硅氧烷包括但不限于3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷等，其中优选3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷和十三氟辛基三乙氧基硅烷。
31.有机无机杂化乙烯基氟硅树脂的制备方法为：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节ph至2~4，并加入ph缓冲剂形成混合液；向所述混合液中加入无机氧化物溶胶并混合均匀；控制温度为40℃，再向以上混合液中缓慢滴加烷氧基硅烷，滴加结束后40℃保温反应5-8h；最后脱水处理即可。其中一元醇为甲醇或乙醇；小分子酸包括但不限于醋酸、盐酸或硫酸，优选醋酸；ph缓冲剂为三乙醇胺或二乙醇胺。
32.巯基有机硅树脂由在催化剂的作用下，石墨烯表面接枝巯基硅氧烷制备而成。
33.进一步的，石墨烯为经过预处理的氧化石墨烯。
34.巯基硅氧烷为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种。
35.羟基硅油为分子量1000~10000的端羟基硅油。
36.催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、环烷酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二硫醇二丁基锡中的一种或多种，优选二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。
37.巯基有机硅树脂的制备方法为：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节ph至2~4，控制温度为40℃，滴加巯基硅氧烷、羟基硅油、催化剂，保温反应6~8h，真空脱水和生成的小分子醇即可。
38.环氧基有机硅树脂由在催化剂的作用下，羟基硅油和环氧基硅氧烷通过缩合反应制备而成。
39.进一步的，羟基硅油为分子量1000~10000的端羟基硅油。
40.环氧基硅氧烷包括但不限于γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙
基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种。
41.催化剂包括但不限于二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、环烷酸锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二硫醇二丁基锡中的一种或多种，优选二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。
42.环氧基有机硅树脂的制备方法如下：称取定量的羟基硅油、环氧基硅氧烷和催化剂，温度保持60℃，在催化剂的作用下缩合反应生成环氧基有机硅树脂。
43.自由基光引发剂包括裂解型光引发剂和和夺氢型光引发剂。夺氢型光引发剂需要助引发剂配合使用。
44.进一步的，自由基型光引发剂包含但不限于光引发剂184、光引发剂1173、光引发剂2959、光引发剂mbf、光引发剂651、光引发剂tpo、光引发剂907、光引发剂819、光引发剂1300、光引发剂4265、光引发剂2005、光引发剂2010、光引发剂784、光引发剂itx、光引发剂ctx等。
45.夺氢型光引发剂包含但不限于光引发剂bp、光引发剂itx、光引发剂2-ea等。
46.助引发剂包含但不限于活性胺和叔胺型苯甲酸酯。
47.阳离子光引发剂包括但不限于重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚等。
48.消泡剂包括但不限于改性有机硅类消泡剂。
49.润湿剂包括但不限于改性有机硅类润湿剂。
50.uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料的制备方法为：（1）按照权利要求2制备有机无机杂化乙烯基氟硅树脂待用；（2）按照权利要求5制备巯基有机硅树脂待用；（3）按照权利要求6制备环氧基有机硅树脂待用；（4）将相应份的有机无机杂化乙烯基氟硅树脂、巯基有机硅树脂、环氧基有机硅树脂、自由基光引发剂，阳离子光引发剂在氮气保护的条件下充分混合均匀，制得uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料。
51.制备例制备例1本技术制备例公开了一种有机无机杂化乙烯基氟硅树脂的制备方法，具体方法如下：s1，将2g氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节ph至2~4，并加入ph缓冲剂形成混合液；s2，向所述混合液中加入40g氧化锆溶胶（ph（25℃）3.4）并混合均匀；s3，控制温度为40℃，将10g 3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷（cas：429-60-7）、35g乙烯基三甲氧基硅烷、9g甲基三甲氧基硅烷与6g甲醇的混合液缓慢滴入石墨烯和氧化锆溶胶的混合液中；s4，滴加完成后，40℃保温反应8h，脱除水分和小分子醇副产物，反应结束，即得到有机无机杂化乙烯基氟硅树脂。
52.制备例2
本技术制备例公开了一种巯基有机硅树脂的制备方法，具体方法如下：s10，将2g氧化石墨烯加入到10g水中充分分散，再加入适量醋酸调节ph到2左右；s20，控制温度为40℃，滴加44g巯丙基三甲氧基硅烷、44g分子量为1000的端羟基硅油、0.2g醋酸催化剂，保温反应6~8h，真空脱水和生成的小分子醇即可。
53.制备例3本技术制备例公开了一种环氧改性有机硅树脂的制备方法，具体方法如下：s100，向80g 3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中加入0.5g水杨酸催化剂；s200, 温度升至60℃，慢慢滴入20g分子量为1000的端羟基硅油，反应5~6h；s300, 反应结束后旋蒸出醇类小分子即得到环氧改性有机硅树脂。
54.制备例4本制备例与制备例1基本相同，不同之处在于：本制备例的3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷替换为甲基三甲氧基硅烷，即不添加含氟硅氧烷。
55.制备例5本制备例与制备例1基本相同，不同之处在于：将氧化锆溶胶替换为硅溶胶。
56.制备例6本制备例与制备例1基本相同，不同之处在于：不添加石墨烯水分散液，直接加入氧化锆溶胶进行改性。
57.制备例7本制备例与制备例1基本相同，不同之处在于：将氧化锆溶胶替换为醋酸水溶液，即制备过程中不使用无机氧化物溶胶进行改性。
58.制备例8本制备例与制备例2基本相同，不同之处在于：不添加石墨烯，即直接采用巯丙基三甲氧基硅烷和端羟基硅油进行缩合反应制备巯基聚硅氧烷。
59.制备例9本制备例与制备例3基本相同，不同之处在于：将巯丙基三甲氧基硅烷替换为甲基三甲氧基硅烷。
实施例
60.实施例1~7，均在未添加不必要消泡剂和润湿剂的情况下进行。
61.如表1所示，实施例1-7的主要区别在于uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料的制备例不同、原料配比相同。
62.以下以实施例1为例进行说明。包括以下步骤：将40g有机无机杂化乙烯基氟硅树脂、36g巯基有机硅树脂、20g环氧基有机硅树脂、3g自由基光引发剂，1g阳离子光引发剂在氮气保护的条件下充分混合均匀，制得uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料。其中有机无机杂化乙烯基氟硅树脂按照制备例1制备所得；巯基有机硅树脂按照制备例2制备所得；环氧基有机硅树脂按照制备例3制备所得。
63.实施例2~7和实施例1基本相同，不同之处在于：实施例2中有机无机杂化乙烯基氟硅树脂采用制备例4制备而成。
64.实施例3中有机无机杂化乙烯基氟硅树脂由制备例5制备而成。
65.实施例4中有机无机杂化乙烯基氟硅树脂由制备例6制备而成。
66.实施例5中有机无机杂化乙烯基氟硅树脂由制备例7制备而成。
67.实施例6中巯基有机硅树脂由制备例8制备而成。
68.实施例7中环氧有机硅树脂由制备例9制备而成。
69.对比例1为一款市售光扩散涂料。
70.表1 实施例1~7 uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料各原料配比性能检测试验采用相同质量的由实施例1~7获得的uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料作为试验样1~7，采用与试验样相同质量的由对比例1获得的涂层作为对照样1。
71.uv多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料的固化方法：uv光照10s (uv光能量2000mj)。
72.市售光扩散涂料采用常温固化7天的方式进行固化。
73.一、硬度对固化在pet基材上的涂层进行邵氏硬度测试，并以硬度表征涂层的耐磨性。测试方法参照gb/t 2411，记录数据并分析。
74.二、附着力在10cm
×
10cm的pet基材上均匀涂覆100μm厚的膜作为试样，按照要求固化后通过百格法对试样分别进行测试，记录数据并分析。
75.三、耐水性将制成的试样放在水煮试验箱的沸水中进行水煮测试（常压沸水），每隔1h拿出来冷却到室温并观察涂层状态，记录试样不出现剥落、褶皱、起泡、涂层溶胀、变、或其它不良反应的时间，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
76.四、耐高温性将制备的试样放置在高温试验箱中，温度设置在200℃，每隔1h拿出后冷却到室温观察涂层，记录试样有无出现剥落、褶皱、起泡、涂层溶胀、变、或黄变等其它不良反应，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
77.五、uv老化将制备的试样放置在uv老化试验箱中进行老化测试，观察老化后涂膜有无出现剥落、褶皱、起泡、涂层溶胀、变、或其它不良反应，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
78.六、耐高低温性测试条件：温度-65
°
c ～125
°
c, 循环周期100个~500个。每100个循环后取出样品观察样品外观，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
79.七、耐高温高湿性测试温度：85℃，湿度95%，时间：120天~360天。每间隔30天取出样品观察样品外观，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
80.八、防霉菌性在样板上接种移动的霉菌液和培养液，置入霉菌智控培养箱进行防霉菌测试，判定防霉菌等级。针对黑曲霉菌、土曲霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、出芽短梗霉和球毛壳霉进行抗菌测试。检测条件：温度：30
±
1℃；时间：30天；相对湿度rh≥95%，每间隔5天取出样品观察有无霉菌生长，记录最终出现涂层有霉菌生长的时间，单位为h。
81.九、耐盐雾性将试样放置在温度为47℃，湿度为96%的盐水喷雾试验机内，用ph=6.8的nacl的溶液连续进行喷雾，每隔10天取出样品观察涂层外观，记录最终出现涂层失效的时间，单位为h。
82.十、阻燃性应当按照ul94 阻燃测试方法的详细要求对固化后样板进行阻燃性测试。根据阻燃性划分阻燃等级。阻燃等级（按照阻燃性能由弱到强）由hb，v-2，v-1，v-0，5-v逐级递增。
83.十一、光学性能将制备好的涂层与其它led组件组装成led灯，进行光学测试。透光率和雾度采用透光雾度测试仪进行测试。
[0084] 表2 性能检测数据表
·
邵d硬度附着力耐水性耐高温性uv老化耐高低温性耐高温高湿性防霉菌性耐盐雾性阻燃性透光率雾度试验样1750级30h50h800h500个循环360天30天无霉菌生长3000h5-v99%99%试验样2750级24h45h700h500个循环300天25天无霉菌生长2500h5-v99%98%试验样3720级30h50h800h500个循环360天30天无霉菌生长3000h5-v98%97%试验样4720级30h45h720h450个循环300天30天无霉菌生长2500h5-v98%98%试验样5400级10h20h300h300个循环210天30天无霉菌生长1500hv-096%90%试验样6750级25h45h720h400个循环300天30天无霉菌生长2500h5-v98%97%试验样7650级20h45h650h400个循环300天30天无霉菌生长2500hv-098%97%对比样1400级1h2h5h100个循环120天10天无霉菌生长168hv-296%98%
参照表2，结合实施例1、实施例2和对比例1，可以看出，涂层中随着有机无机杂化乙烯基氟硅树脂中氟元素的引入，大幅度提高了涂层的耐水性、耐高温性、耐uv老化性、防霉菌性、耐高温高湿性和耐盐雾性。这是由于c-f键的高键能可以抵抗更高的温度或能量对分子化学结构的破坏，且f元素的低表面能可以防止霉菌在涂层表面的附着。
[0085]
参照表2，结合实施例1、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1，可以看出，涂层中随着有机无机杂化乙烯基氟硅树脂结构中石墨烯改性氧化锆溶胶或硅溶胶结构的引入，涂层的各方面性能和光学性能均有极大的提升。无机氧化物溶胶本身为球状颗粒，石墨烯嵌入穿插在球形结构中，有机氟硅树脂结构接枝在无机氧化物球形颗粒和石墨烯片层的表
面。固化成膜后石墨烯改性的无机氧化物溶胶可以为涂层提供理想的光扩散效果，改变了传统外加光扩散粉导致的光扩散性能不理想的问题。进一步的，氧化锆溶胶比硅溶胶具有更高的折射率，更高的硬度和耐磨性，因此具有更优异的性能。
[0086]
参照表2，结合实施例1、实施例6和对比例1，可以看出，随着涂料中石墨烯改性巯基有机硅树脂的合理制备和添加，涂层各方面的性能也有显著的提高。石墨烯是一种性能优越的二维碳材料，本身具有优异的强度和韧性，嵌入到无机氧化物溶胶的颗粒中，可以抵消外界环境如温度、能量、机械冲击等对涂层造成的应力破坏，使涂层更加坚固强韧。石墨烯良好的光学性能，使涂层的透光率和雾度达到了统一。石墨烯改性巯基有机硅树脂的添加是对无机溶胶接枝乙烯基氟硅树脂中石墨烯无法一次性加入过多的问题，是对涂层整体性能的有益补充。
[0087]
参照表2，结合实施例1、实施例7和对比例1，可以看出，随着涂料中环氧改性有机硅树脂的合理制备和添加以及阳离子光引发剂的合理添加，涂层的各方面性能均有显著提高。这是因为环氧基的阳离子光固化可以有效抵消单纯自由基光固化的氧阻聚以及固化不充分的问题，使涂层固化更加充分，交联密度更高。阳离子光固化和自由基光固化对固化速率以及固化程度起到协同增强作用。
[0088]
本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，由包括以下重量份的原料组成：有机无机杂化硅树脂 20%~60%、巯基有机硅树脂 10%~40%、环氧基有机硅树脂 10%~30%、自由基光引发剂 1%~5%，阳离子光引发剂 1%~5%，消泡剂 0~0.5%，润湿剂 0~0.5%。2.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述有机无机杂化硅树脂为有机无机杂化乙烯基氟硅树脂，其制备方法如下：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节 ph 至 2~4，并加入 ph 缓冲剂形成混合液；向所述混合液中加入无机氧化物溶胶并混合均匀；控制温度为 40℃，再向以上混合液中缓慢滴加烷氧基硅烷，滴加结束后 40℃保温反应 5-8h；最后脱水处理即可。3.根据权利要求 2 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述烷氧基硅烷包括但不限于甲氧基硅烷、乙烯基硅氧烷、含氟硅氧烷等。4.根据权利要求 2 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述无机氧化物溶胶包括但不限于硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶、氧化锆溶胶。5.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述巯基有机硅树脂为石墨烯改性巯基硅树脂，其制备方法如下：将氧化石墨烯分散在去离子水中，加入小分子有机酸调节 ph 至 2~4，控制温度为 40℃，滴加巯基硅氧烷、羟基硅油、催化剂，保温反应 6~8h，真空脱除水和生成的小分子醇即可。6.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述环氧基有机硅树脂的制备方法如下：称取定量的羟基硅油、环氧基硅氧烷和催化剂，温度保持 60℃，在催化剂的作用下缩合反应生成环氧基有机硅树脂。7.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述自由基光引发剂包括裂解型光引发剂和和夺氢型光引发剂。8.夺氢型光引发剂需要助引发剂配合使用，常用的助引发剂主要是活性胺和叔胺型苯甲酸酯。9.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述阳离子光引发剂包括重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚等。10.根据权利要求 1 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，所述消泡剂包括改性有机硅类消泡剂。11.根据权利要求 1~10 所述的 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：（1）按照权利要求 2 制备有机无机杂化乙烯基氟硅树脂待用；（2）按照权利要求 5 制备巯基有机硅树脂待用；（3）按照权利要求 6 制备环氧基有机硅树脂待用；（4）将相应份的有机无机杂化乙烯基氟硅树脂、巯基有机硅树脂、环氧基有机硅树脂、自由基光引发剂，阳离子光引发剂在氮气保护的条件下充分混合均匀，制得 uv 多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料。

技术总结

本申请涉及涂料技术领域，具体公开了一种UV多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：有机无机杂化硅树脂20%~60%、巯基有机硅树脂10%~40%、环氧基有机硅树脂10%~30%、自由基光引发剂1%~5%，阳离子光引发剂1%~5%。具体制备方法为：分别制备有机无机杂化硅树脂、巯基有机硅树脂、环氧基有机硅树脂待用，然后将以上三种有机硅树脂在氮气的保护下与自由基光引发剂、阳离子光引发剂、消泡剂、润湿剂，混合搅拌均匀即可。本申请的UV多重固化有机无机杂化氟硅光扩散涂料可用于LED光学膜、灯具等需要光扩散的场合，具有不需要额外添加光扩散剂、极高的固化效率、极好的透光率和雾度、极佳的硬度、耐高温性、耐水性、耐UV老化性、附着力、导热阻燃性，安全环保等传统光扩散涂料无法比拟的优点。点。