有了它,PC板材再也不怕刮花——聚矽氧烷耐磨塗層

2020-12-26 騰訊網

目前，聚碳酸酯被廣泛應用於製造飛機透明件、車輛車窗、面罩等產品，產品的多樣化對聚碳酸酯材料的性能提出了更多、更高的要求。但聚碳酸酯材料的耐磨性、耐紫外線輻照、耐鹼性能差，特別是耐磨性差極大地限制了聚碳酸酯材料的使用場景。因此，針對聚碳酸酯耐磨性出現了多種解決方案。

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在聚碳酸酯保護塗料發展的初期，很多公司在塗料樹脂中直接加入無機納米粒子，最典型的代表成果有兩種：一種是在樹脂中添加改性的納米陶瓷粉體，增強了固化後塗層的耐磨性能，主要用於透明面罩的耐磨防護。另一種是在透明樹脂中直接添加納米氧化鋁，使得到的塗層硬度大幅度提升，增強了塗層的耐磨性和耐劃傷性，耐磨性是沒有添加納米氧化鋁塗層的2~8倍，而且該塗料還具有優異的防腐蝕功能，可用於各種透明塑料、高光金屬板材的表面防護。

但這種塗層隨著聚碳酸酯應用領域的拓寬已遠遠不能滿足防護需求。因而，後期隨著需求的變化，聚碳酸酯透明件耐磨塗層逐步形成了以含矽為主的聚矽氧烷類耐磨塗層、丙烯酸紫外光固化耐磨塗層、聚氨酯耐磨塗層以及無機塗層。其中，尤以聚矽氧烷類耐磨塗層應用最為廣泛。

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聚碳酸酯表面用聚矽氧烷塗層主要有兩類：第一類是直接採用矽氧烷單體水解縮合，加入附著力促進劑製備的塗料，經過固化後得到透明耐磨塗層；第二類是採用矽氧烷單體改性矽溶膠，進一步縮合，加入附著力促進劑製備的塗料，經過固化後得到透明耐磨塗層。

第一類聚矽氧烷耐磨塗料主要由矽氧烷、水、催化劑、固化劑、附著力促進劑和溶劑組成。主要製備過程是有機矽氧烷首先水解生成矽醇，進一步縮聚形成預聚物；塗裝後在固化劑或加熱的作用下形成交聯密度很高的透明耐磨塗層，其中正矽酸乙酯的用量對塗層的耐磨性有非常大的影響。由於該類有機矽增硬塗層塗料的在聚碳酸酯基材的附著力較差，需要特殊處理才能得到附著力良好的塗層，一般程序是先塗裝底漆，後塗裝有機矽增硬耐磨塗層，形成雙層的聚碳酸酯耐磨塗層。

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第二類聚矽氧烷耐磨塗層主要在體系中引入納米粒子，通常採用烷氧基矽烷單體改性納米粒子，再引入到塗料體系當中，經過熱固化得到聚碳酸酯透明件耐磨塗層。在製備塗料的過程中加入附著力促進性和固化劑，納米粒子的用量對塗層的耐磨性有較大的影響。

目前，主要工藝是利用高沸點溶劑回流除去烷氧基矽烷水解後產生的醇，使烷氧基矽烷改性矽溶膠基料具有較高的聚合度；然後利用含雙異氰酸酯基官能團的化合物與聚碳酸酯二醇反應，產物與聚乙烯醇反應得到附著力促進劑，並且在體系中添加了紫外線吸收劑。這樣就製備了性能優異的有機矽耐磨塗層。

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總體而言，聚碳酸酯透明耐磨塗層發展至今，已經較為成熟，具備自成一體的優勢。除保證耐磨性和抗刮擦性能之外，硬塗層耐磨材料向著包括抗紫外、防靜電、抗老化等複合功能化要求的方向發展。相信隨著聚碳酸酯技術的不斷發展，耐磨塗層的應用場景也將更加廣闊。

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