本發(fā)明屬于功能聚合物材料合成領(lǐng)域，特別涉及一種可擦寫、光學增透涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學技術(shù)發(fā)展和社會進步，功能性材料成為各行各業(yè)尤其家庭裝修關(guān)注的焦點。建筑領(lǐng)域在滿足使用的前提下也日益加強功能型材料的使用。如室內(nèi)由于小孩的涂鴉造成墻體美觀度下降，以及公共環(huán)境下隨意涂寫而影響市容市貌。因此使用功能材料有效提高建筑物及室內(nèi)耐沾污、可擦寫營造明亮的環(huán)境，可在一定程度上提高居住舒適度以及減少環(huán)保工人的勞動強度。功能涂料在保護墻體的前提下，可通過光學增透、疏水、疏油等性能為人們生活帶來更大的便利?？刹翆?、透明功能性內(nèi)外墻涂料是有效提高舒適度以及減少環(huán)境污染，在現(xiàn)代生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。開發(fā)新的光學增透、可擦寫涂料以及多種機理相結(jié)合的功能涂料是提高企業(yè)競爭力的有效途徑。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對環(huán)保涂料不具備可擦寫等功能這一缺點，提供了一種具有光學增透、可擦寫性能的功能涂料，包括如下主要組分：功能填料、含氟硅苯丙乳液和助劑。具體地，各組分質(zhì)量百分比為：含氟硅苯丙乳液聚合物35-65功能填料10-30助劑4水余量。具體地，上述功能含氟硅苯丙乳液聚合物為苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的交聯(lián)共聚物。具體地，上述乳液聚合物粒徑d為：30nm≤d≤80nm。具體地，上述功能填料為納米二氧化硅。具體地，上述助劑包括分散劑、消泡劑、流平劑和成膜助劑，具體地，上述分散劑、消泡劑、流平劑和成膜助劑質(zhì)量比為：1:1:1:1，所述分散劑為聚羧酸鈉鹽類分散劑；所述消泡劑為聚醚硅油；所述流平劑為氟類流平劑；成膜助劑為醇酯類成膜助劑，具體可以是醇酯-12。一種光學增透、可擦寫涂料的制備方法，包括如下步驟：(1)將功能填料、分散劑、消泡劑和流平劑混合均勻；(2)在步驟(1)中再添加含氟硅苯丙乳液、成膜助劑，然后攪拌均勻得到可擦寫、光學增透涂料。本發(fā)明的有益效果在于：(1)本發(fā)明的一種光學增透、可擦寫涂料，以納米二氧化硅為功能填料，形成有機無機共混體系，降低材料有效折光指數(shù)起到光學增透作用。(2)本發(fā)明的一種光學增透、可擦寫涂料，含氟硅苯丙乳液聚合物為交聯(lián)型粒子，尺寸為80nm以下，在材料表面可進行附著排列，形成納米級別孔隙，進而可發(fā)生光衍射達到光學增透目的。(3)本發(fā)明的一種光學增透、可擦寫涂料，由于涂料中含有大量的氟元素和硅元素具有較強的疏水疏油性能，畫筆的顏料僅停留在涂層表面，并可輕易擦去，可在其表面反復書寫、作畫具有較好的可擦寫功能。附圖說明圖1為實施例和對比例中含氟硅苯丙乳液聚合物的紅外譜圖；a為純苯丙乳液聚合物，b為硅烷改性苯丙乳液聚合物，c為含氟硅苯丙乳液聚合物。圖2為實施例和對比例的增透薄膜的水的接觸角測試圖；a為對比例1，b為對比實施例2，c為實施例1。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細描述。實施例1含氟硅苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液和3.00g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及5.00g的甲基丙烯酸十二氟庚酯，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應；獲得粒徑為45nm左右的含氟硅苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入40g含氟硅苯丙乳液、1g的成膜助劑和16g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。其接觸角測試如圖2中c所示實施例2含氟硅苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液和3.00g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及5.00g的甲基丙烯酸十二氟庚酯，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應。獲得粒徑為45nm左右的含氟硅苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入20g含氟硅苯丙乳液、1g的成膜助劑和36g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。實施例3含氟硅苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液和3.00g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及5.00g的甲基丙烯酸十二氟庚酯，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應。獲得粒徑為45nm左右的含氟硅苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入30g含氟硅苯丙乳液、1g的成膜助劑和26g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。圖2是接觸角圖，從圖中可以看出氟硅改性苯丙乳液聚合物的水接觸角與苯丙及硅烷改性苯丙乳液聚合物有大幅度的提高，其耐粘污性得到提高，可擦寫性能得到改善。對比例1其他同實施例1，不同之處在于：苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應；獲得苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入40g苯丙乳液、1g的成膜助劑和16g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。其接觸角測試如圖2中a所示對比實施例2含氟硅苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液和3.00g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應；獲得粒徑為45nm左右的含硅苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入40g含硅苯丙乳液、1g的成膜助劑和16g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。其接觸角測試如圖2中b所示對比例3含氟硅苯丙乳液的制備：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的250ml燒瓶中依次放入0.07g乳化劑、0.07g二乙烯基苯、1.40gst和60.00g去離子水，放入75℃水浴中預乳化30min；然后加入0.07g濃度為10％的過硫酸鉀水溶液，并用飽和na2co3溶液調(diào)節(jié)ph，穩(wěn)定在9～10，反應30min；完成后用恒壓滴液漏斗緩慢滴加12.60gst和16.00g甲基丙烯酸丁酯，逐滴加入2.56g濃度為10％過硫酸鉀水溶液和5.00g的甲基丙烯酸十二氟庚酯，期間保持體系ph穩(wěn)定在9～10；滴加完成后升溫至80℃，反應4h，完成后自然冷卻至室溫，結(jié)束反應；獲得粒徑為45nm左右的含氟苯丙乳液。(1)6g粒徑為20納米的二氧化硅、1g分散劑、1g消泡劑和1g流平劑加入到燒杯中高速攪拌混合均勻。(2)再加入40g含氟苯丙乳液、1g的成膜助劑和16g蒸餾水高速攪拌混合均勻后，使用15％碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值至8，再次攪拌均勻得到光學增透、可擦寫涂料。結(jié)果分析如下，從圖1中可以看出，a、b和c在1602cm-1和1494cm-1均出現(xiàn)苯環(huán)的骨架振動吸收峰，699cm-1和759cm-1處為苯環(huán)的c-h面外彎曲振動吸收峰，說明苯乙烯參與了反應。2959cm-1處是甲基(-ch3)伸縮振動峰，2871cm-1處是亞甲基(-ch2)的伸縮振動吸收峰，1726cm-1處是甲基丙烯酸丁酯中羰基(c＝o)的伸縮振動特征峰，1456cm-1是酯基的碳氧鍵(-c-o-)的對稱伸縮振動引起，說明甲基丙烯酸丁酯參與了反應。在硅氧烷參與反應的b、c紅外譜圖中，1072cm-1處為si-o-si的特征吸收峰，在813cm-1處為si-ch3的伸縮振動峰，證明了該聚合物帶有聚硅氧烷基團。在硅氟改性苯丙乳液的c中，在1200cm-1～1100cm-1范圍內(nèi)可以觀察到c-f的特征吸收峰，1240cm-1為-cf2的伸縮振動峰，在1186cm-1處的多重吸收峰為si-o-si、c-f的特征吸收峰，而且在指紋區(qū)也有明顯的變化，說明硅氧烷參與反應的同時有機氟也參與了反應。并且在1660cm-1和990cm-1處無碳碳雙鍵的吸收峰，進一步說明了所有單體已參與反應，形成聚合物，而不是乳液中殘留的未反應的功能性單體造成的。將各實施例和對比例用勻膠機將其均勻地涂覆于聚酯薄膜表面，其中勻膠機時間設(shè)置為時間?。?0s，時間ⅱ：20s；轉(zhuǎn)速設(shè)置為速度?。?000r/min，速度ⅱ：1200r/min。之后將旋涂好的聚酯薄膜置于70℃真空烘箱中干燥0.5h，取出既得光學增透、可擦寫涂料增透薄膜。產(chǎn)品性能評價方式：光學增透、可擦寫涂料增透薄膜的光學性能通過測試其透光率獲得，如表1所示。光學增透、可擦寫涂料增透薄膜的表面潤濕性通過測試其表面和水的接觸角獲得，如圖1所示。表1：序號透光率％實施例191實施例290實施例389對比例178對比例280對比例382由表1中數(shù)據(jù)可以看到，利用含氟硅苯丙乳液與納米二氧化硅配合使用，其透光性能和可擦寫性能等綜合性能較好，達到使用要求。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。當前第1頁12