一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂及其制备方法、耐污防指纹涂料及其应用与流程

1.本发明涉及室内装饰材料及加工技术领域，具体地，涉及一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂及其制备方法、耐污防指纹涂料及其应用。


背景技术：

2.耐污型防指纹功能助剂通常是一种具有低表面能、水性和油性液体短时间内无法润湿其涂饰表面、耐化学稳定性等性能的辅助功能体，其在基材表面应用时能够确保材料表面洁净，抵抗大部分的水性和油性污迹，减少人们对基材的清洁和清理，尤其是应用在木质桌面板、书桌、衣柜面板、门板、墙板等家居饰面板时，环境中的污染物（指纹印记、笔墨划擦等）难以附着在耐污功能化的木质品表面。一方面能够保持这些木质材料的表面整洁，起到一定的防污作用；同时可使人们免于花费大量的时间和金钱去清洁和维护，保持面层的美观、清洁和卫生。因此耐污型防指纹功能助剂的应用可以改善人们的日常生活和提升健康家居环境质量。
3.然而，当前防指纹助剂广泛应用于不锈钢、触摸屏、玻璃等领域，而可以在家居饰面板（三聚氰胺浸渍纸饰面板、油漆板等）应用的防指纹助剂较少，由于家居饰面板表面反应活性弱，耐污功能树脂与饰面板表面无法有效结合，导致产品的耐污功能较差、且长效性不足（氟类化合物结合力差、容易脱落而丧失耐污防指纹功能）。
4.在木质家居饰面板领域，目前常规的耐污、防指纹功能化处理主要有三种模式：第一种方式是依赖准分子灯固化、led固化等设备，基于特种涂料分层固化形成的具有类似婴儿皮肤触感的表面纹理，具有耐污防指纹功能。然而，此类设备价格昂贵且需要在惰性气体（氮气等）保护下运行，在家居木制品企业仍未得到大规模推广，设备覆盖率低。第二种方式是利用含氟或含硅化合物对丙烯酸等树脂进行共聚合成反应，生成低表面能的嵌段共聚物，嵌段共聚物在成膜过程中形成微相分离，低表面能的链段在表面展开，形成一层防污层，这种嵌段共聚物具有良好的防污性能。然而，这种共聚反应条件苛刻、成本高、且过程中使用很多苯系等有机溶剂，控制不当很容易导致共聚反应产物的得率低等问题。第三种方式是直接采用含氟或含硅化合物在制备三聚氰胺浸渍纸、油漆等表层饰面材料时，通过简单的机械共混、搅拌后进行直接涂覆。然而这种方法看似简单，但是含氟化合物一般很难与其他树脂、油漆等产生有效结合，混合体系很容易产生宏观相分离（混合均匀性不足）。此外，市场上的家居饰面板主要是有三聚氰胺浸渍纸饰面板、油漆板、pet饰面板（polyethylene terephthalate）等经表面装饰处理后的板材。这类材料的表面反应活性弱，耐污功能树脂与饰面板表面无法有效结合，导致产品的耐污功能较差、且长效性不足（氟类化合物结合力差、容易脱落而丧失耐污防指纹功能）。现有技术中针对上述问题也在不断提出解决方案，然而，其效果往往不尽如人意，导致在应用时，耐污防指纹效果达不到预期。例如：cn201910072551公开了一种哑光型疏油疏水饰面胶膜纸及其制备方法和应用，通
过涂覆疏油疏水性的三聚氰胺甲醛树脂固化成型的饰面胶膜纸表面具有疏油疏水的性能，还具有防指纹的功效和内哑光的效果，其中的疏油疏水功能主要依赖添加氟碳表面活性剂、固化剂、脱模剂、防黏剂、除尘剂等实现。然而，由于本发明的饰面胶膜纸表面并没有引入微/纳米尺度粗糙度，因此其疏油疏水性能较差，抗指纹效果不理想。
5.cn202210332816公开了一种双氟硅型抗指纹乳液，乳液包含2-4份聚全氟乙丙烯粉体、金属或非金属氧化物纳米粒子，4-6份复配型全氟烷基硅氧烷与90-94份无水乙醇常规搅拌，利用全氟烷基硅氧烷缓慢水解对体系中的塑料粉体、纳米粒子进行改性，然后将双氟硅型抗指纹乳液通过涂刷或喷涂的方式均匀涂布在三聚氰胺浸渍纸表面获得疏水疏油性良好，抗指纹能力强的涂层。然而，聚全氟乙丙烯微粉属于微塑料，比重大（2.12-2.17 g/cm3）、表面活性低、分散效果差，涂层在三聚氰胺浸渍纸表面结合力弱、容易剥落、长效性不足且耐用性差。
6.cn202310059536公开了一种抗指纹肤感哑光三聚氰胺饰面板及其制造方法。其是在浸渍纸制备过程中，采用羟基硅油、正硅酸乙酯、疏水纳米二氧化硅、无水乙醇等混合物进行喷涂改性，最后再利用表面具有凹坑的哑面钢板浸渍纸与素板复合压贴，表面形成微观凹凸不平的结构，同时具有疏水疏油、肤感哑光、耐划等性能，但是由于复合板的表面自由能仍然较高，其耐污性能往往较差，尤其是耐油性污染物、耐油性笔划擦性能弱。
7.因此，基于当前绿色环保的发展理念和现阶段家居木制品企业现状，依托传统uv固化设备，克服现阶段哑光防指纹涂层固化设备要求高、投入成本大、产品质量不稳定的问题，研发高质量哑光防指纹涂层是本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

8.针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中防指纹涂层固化设备要求高、投入成本大、产品质量不稳定的问题，从而提供一种具有良好的耐污性能，能有效提高使用过程中的防指纹效果，稳定性好且生产工艺相对简单，成本较低的基于碳量子点的耐污防指纹助剂及其制备方法和耐污防指纹涂料。
9.为了实现上述目的，本发明提供了一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂的制备方法，所述制备方法包括：在ph值为4.0-6.5，且溶剂存在的环境下，将碳源与氟硅表面活性剂混合并于120-150℃的温度下进行溶剂热反应，得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂；其中，所述碳源为有机碳。
10.优选地，所述碳源选自碳链聚合物；和/或，所述碳源选自主链含有氮原子和/或氧原子的杂链聚合物；和/或，所述氟硅表面活性剂选自氟基硅氧烷。
11.优选地，所述碳源选自碳链聚合物。
12.优选地，所述碳源选自聚乙二醇、聚酰胺、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的一种或多种。
13.优选地，所述氟基硅氧烷选自全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
14.优选地，相对于100重量份的所述溶剂，所述碳源的用量为0.5-2.0重量份，所述氟硅表面活性剂的用量为4-8重量份。
15.优选地，热反应过程的反应时间为6-8h。
16.优选地，所述制备方法还包括加入硅源进行混合；且，相对于100重量份的所述溶剂，所述硅源的用量为2-4重量份。
17.优选地，所述硅源选自正硅酸乙酯、气相二氧化硅、硅溶胶中的一种或多种。
18.本发明还提供了一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂，所述耐污防指纹助剂采用根据上述所述的制备方法制得。
19.本发明还提供了一种耐污防指纹涂料，所述耐污防指纹涂料至少包括根据上述所述的耐污防指纹助剂和成膜物质。
20.优选地，相对于100重量份的所述成膜物质，所述耐污防指纹助剂的含量为20-30重量份。
21.本发明还提供了根据上述所述的耐污防指纹涂料在装饰面板中的应用。
22.优选地，所述耐污防指纹涂料在所述装饰面板的涂覆面上的用量为15-40g/m2。
23.这里的装饰面板指的是任意类型的板材，例如，可以为常用的家居饰面板等，其具体类型包括但不限于三聚氰胺浸渍纸饰面板、油漆板、pet饰面板等经表面装饰处理后的板材。
24.本发明中的耐污防指纹涂料主要是采用涂覆的方式涂于装饰面板的表面，涂覆方式可以采用喷涂、辊涂或涂刷等任意方式。
25.通过上述技术方案，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：1、通过对反应条件和反应原料的限定，基于溶剂热反应得到氟硅掺杂的碳量子点乳液，进一步结合成膜物质，能够在成膜后表面形成为具有微纳米结构、低表面能的粗糙表面，进而实现疏水、疏油、高效耐污、防指纹，甚至是耐油性笔划擦等优良性能。
26.2、通过氟硅表面活性剂在溶剂热反应下与碳量子点成核同步进行，基于氟硅表面活性剂的自身特性（例如，氟基硅氧烷本身表面能低，长链氟基自身排斥性、空间位阻效应使其往往难与其他物质有效复合在一起），使得在氟硅表面活性剂与碳源进行溶剂热反应时，碳源在形成碳点的过程中，其侧基或端基柔韧性相较于本领域中高温炭化（≥180℃）碳量子点具有更多延展性，从而更有利于氟硅表面活性剂的接枝桥联。基于此，能够通过形成的碳量子点丰富的活性位点，同步实现了纳米尺度的活性基团部分保留和纳米粒子低表面能的改性，既保留了碳量子点优异的分散性和表面活性等优点，同时有利于溶剂热反应赋予氟硅掺杂碳量子点优异的低表面能特性，涂层透明度好等优点，并能够不影响饰面板表面装饰的纹理。
27.3、本发明中对于成膜物质无特殊要求，例如，涂料固化过程可以不需要在惰性气体的保护下进行，仅使用行业内广泛使用的uv汞灯或uv-led即可进行固化，大大简化了耐污防指纹涂料在应用中的加工工艺。
28.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明实施例2制得的基于碳量子点的耐污防指纹助剂的透射电子显微镜图；
图2是本发明实施例2制得的基于碳量子点的耐污防指纹助剂的红外光谱图。
具体实施方式
30.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
31.本发明提供了一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂的制备方法，其制备过程是基于在一定的环境和条件下，采用溶剂热反应的方式，将碳源与氟硅表面活性剂进行热反应，并获得氟硅掺杂的碳量子点耐污防指纹助剂。
32.这里的环境的限定，一般情况下是需要在弱酸性环境，且保持一定的反应温度。例如，这里可以限定热反应过程中的ph为4.0-6.5，优选地，ph为5-6的条件下；而反应温度则可以进一步限定为120-150℃，整个热反应过程的反应时间为6-8h。需要说明的是，这里的弱酸性环境可以通过强酸或弱酸进行调节，例如，这里可以通过加入盐酸溶液进行调节。
33.同时，这里的溶剂可以采用本领域技术人员所能够常规使用的任意合适的有机溶剂，例如，可以为乙醇、异丙醇、丁醇等任意合适的类型。在本发明中，这里优选为采用异丙醇作为溶剂。氟硅表面活性剂则可以具体选用氟基硅氧烷。
34.进一步地，这里还可以选择性地在热反应过程中引入硅源。优选地，这里的硅源可以进一步选用正硅酸乙酯、气相二氧化硅、硅溶胶中的一种或多种。
35.更为具体地，其制备过程如下：按照一定配比将氟基硅氧烷、异丙醇、正硅酸乙酯、碳源混合，稀盐酸溶液调节ph至5~6弱酸性，并于120~150℃进行溶剂热反应，6~8小时后得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂。
36.其中，这里的氟基硅氧烷具体可以选用全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷的一种或任意两种。
37.碳源则可以具体选择有机聚合物，进一步地，可以为碳链聚合物，和/或主链含有氮原子或氧原子的杂链聚合物。即选用杂链聚合物时，则该聚合物的主链由碳原子和氮原子组成，或者，主链由碳原子和氧原子组成，或者，主链由碳原子、氮原子和氧原子组成。例如，在本发明的具体实施例中，这里的碳源可以选用聚乙二醇、聚酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇的一种或任意两种。
38.上述原料的用量可以在宽的范围内进行适当的配比和调整，例如，具体地，作为本发明的一种优选的实施例，以异丙醇溶剂的质量为100份计，氟基硅氧烷的用量为4~8份，正硅酸乙酯的用量为2~4份，碳源的用量为0.5~2.0份。
39.当然，本发明所制备的基于碳量子点的耐污防指纹助剂进一步用于家居饰面板的涂料时，则可以将本发明制得的耐污防指纹助剂按照一定比例加入成膜物质（例如，为了便于操作，可以具体为uv丙烯酸树脂。当然，需要说明的是，本发明并不局限于此，任意本领域能够常规使用的成膜物质在此均可以使用）中，常温条件下，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得耐污防指纹涂料。
40.上述涂料中的原料的用量同样可以在宽的范围内进行适当的配比和调整，例如，具体地，作为本发明的一种优选的实施例，以uv丙烯酸树脂质量为100份计，耐污防指纹助剂的添加比例为20~30份。
41.涂覆有耐污防指纹涂料的装饰面板，需按照本领域所能够理解的方式经过普通uv固化即可，固化时间为10-20s，这里的条件等都可以参照本领域常规uv丙烯酸树脂类涂料，在此不多作赘述。
42.在本发明的具体实施例中，对于得到的涂料的各个参数的检测方法如下所述：（1）接触角测试采用接触角仪测试饰面板产品的水、油接触角。
43.（2）耐油性笔划擦测试采用得力油性记号笔在涂层表面书写，测试其笔记在涂层表面伸展情况，记录用湿毛巾擦除效果，笔记是否残留，笔记残留说明耐油性笔擦拭效果差，反之说明耐油性笔划擦性能好。
44.（3）防指纹测试采用将指纹按压试验，具体是首先清洗双手、擦干双手，模拟日常将双手抚摸全脸使其附着部分油脂、汗液等污染物， 将手指放在饰面板表面3s后移出，记录指纹形貌（有指纹印、指纹印模糊、无指纹印）。有指纹印说明防指纹效果差、指纹印模糊说明防指纹效果一般、无指纹印说明防指纹效果好。
45.（4）涂层附着力测试采用gb/t 9286 《色漆和清漆 漆膜的划格试验》标准，采用百格法对涂层的附着力进行测试，在涂层覆盖区使用试验仪划格刀划10
×
10个1mm
×
1mm的小格子，然后用透明胶带覆盖在网格上，手指压平30s后撕开透明胶带，记录涂层的脱落情况，确定涂层附着力等级（0~5级）其中0级（无脱落）最高，5级（＞65%脱落）最低。
46.（5）表面耐污染等级采用《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》（gb/t 17657-2022）进行测试评定（5级~1级），其中5级最好（无明显变化），1级最差（表面结构明显变化，变色或部分分层）。针对抗污染性能较高的产品，采用表面耐污染性能测定-方法1，针对抗污染性能一般的产品，采用表面耐污染性能测定-方法2进行。
47.（6）长效性评价模拟长时间应用后测试其水接触角的大小来判定，将饰面材料置于洗衣机中洗涤30分钟，干燥后测试其表面的水接触角。一般来讲，水接触角≥90
°
，疏水性较好；油接触角≥65
°
，疏油性较好。两者越高，则抗指纹效果越好、长效性越好。
48.以下通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。本发明中采用的uv丙烯酸树脂为大周涂料公司的常规非耐污型市售品。其中，本发明实施例中采用的聚酰胺均为丹宝树脂有限公司生产的，以植物油酸与脂肪胺类缩合制备的常规市售品，型号为db-650。
49.实施例1将2g全氟癸基三甲氧基硅烷、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）0.25g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至5.0，置于120℃条件下进行溶剂热反应，6小时后得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂a1。
50.取20g上述耐污防指纹助剂a1加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得耐污防指纹涂料b1。将耐污防指纹涂料b1涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为15g/m2，经过普通uv固化，固化时间10s，得到具有耐污防指纹功能的家居饰面板产品c1。
51.实施例2将4g全氟癸基三甲氧基硅烷、2g正硅酸乙酯、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）1.0g分别加入50g异丙醇溶液，磁力
搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至6.0，置于150℃条件下进行溶剂热反应，8小时后得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂a2。
52.取20g上述耐污防指纹助剂a2加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得耐污防指纹涂料b2。将耐污防指纹涂料b2涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为40g/m2，经过普通uv固化，固化时间20s，得到具有耐污防指纹功能的家居饰面板产品c2。
53.实施例3将2g全氟辛基三乙氧基硅烷、聚乙烯醇0.25g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至5.0，置于120℃条件下进行溶剂热反应，6小时后得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂a3。
54.取20g上述耐污防指纹助剂a3加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得耐污防指纹涂料b3。将耐污防指纹涂料b3涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为20g/m2，经过普通uv固化，固化时间15s，得到具有耐污防指纹功能的家居饰面板产品c3。
55.实施例4将4g全氟辛基三乙氧基硅烷、聚乙烯醇1.0g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至6.0，置于150℃条件下进行溶剂热反应，8小时后得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂a4。
56.取20g上述耐污防指纹助剂a4加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得耐污防指纹涂料b4。将耐污防指纹涂料b4涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为40g/m2，经过普通uv固化，固化时间20s，得到具有耐污防指纹功能的家居饰面板产品c4。
57.实施例5按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，采用聚乙烯醇替代聚酰胺，得到具有耐污防指纹功能的家居饰面板产品c5。
58.对比例1将2g全氟癸基三甲氧基硅烷、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）0.25g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至5.0，置于100℃条件下进行溶剂热反应，6小时后得到助剂m1。
59.取20g上述助剂m1加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得涂料n1。将涂料n1涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为15g/m2，经过普通uv固化，固化时间10s，得到家居饰面板产品d1。
60.对比例2将4g全氟癸基三甲氧基硅烷、2g正硅酸乙酯、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）1.0g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至6.0，置于170℃条件下进行溶剂热反应，8小时后得到助剂m2。
61.取20g上述助剂m2加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得涂料n2。将涂料n2涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用
辊涂方式，涂覆量为40g/m2，经过普通uv固化，固化时间20s，得到家居饰面板产品d2。
62.对比例3直接将大周涂料公司市售uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为40g/m2，经过普通uv固化，固化时间20s，得到家居饰面板产品d3。
63.对比例4将2g全氟癸基三甲氧基硅烷、1g正硅酸乙酯、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）0.25g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，取20g上述混合液加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得复合uv固化树脂。将其涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为15g/m2，经过普通uv固化，固化时间10s，得到家居饰面板产品d4。
64.对比例5将2g正硅酸乙酯、聚酰胺（丹宝树脂有限公司，型号db-650，固含量98%，活泼氢当量≥190，浅棕黄色透明液体）1.0g分别加入50g异丙醇溶液，磁力搅拌混合均匀，稀盐酸溶液调节ph至6.0，置于150℃条件下进行溶剂热反应，8小时后得到助剂m5。
65.取20g上述助剂m5加入100g的uv丙烯酸树脂（固含量≥99%，非耐污型）中，机械搅拌30min使其充分混合均匀，获得改性涂料n5。将改性涂料n5涂覆在家居饰面板表面，涂覆方式采用辊涂方式，涂覆量为30g/m2，经过普通uv固化，固化时间16s，得到家居饰面板产品d5。
66.测试例对实施例1-4、对比例1-5中分别对应得到的家居饰面板c1-c4，以及d1-d5进行检测，得到的结果如表1所示。
67.表1
本发明进一步对实施例2中制得的基于碳量子点的耐污防指纹助剂经过电镜进行检测，其透射电子显微镜图如图1所示。通过图1可以看出，本发明制得的基于碳量子点的耐污防指纹助剂，其碳量子点尺寸在10nm以下且均匀分散，为均质地制备耐污防指纹涂料，以及后续该涂料在涂覆中形成均质的涂层奠定了基础。
68.进一步地，对本发明实施例2制得的基于碳量子点的耐污防指纹助剂进行红外光谱分析，其结果如图2所示。其中，2865cm-1
的峰是亚甲基的伸缩振动峰，1454cm-1
是亚甲基的弯曲振动峰；1258cm-1
和798cm-1
分别是si-c的变形振动和伸缩振动峰；1089cm-1
和1018cm-1
为si-o的伸缩振动峰。通过图2得到的红外光谱图可知，形成的碳量子点富含丰富的si-o和si-c功能基团，证明氟基硅氧烷有效聚集在碳量子点表面，助剂既有碳量子点的活性，又具有氟基硅氧烷的低表面能特性，通过碳量子点同步策略，使得碳量子点和氟基硅氧烷有效地结合起来。
69.通过表1可以看出，基于本发明的制备方法制得的氟硅掺杂碳量子点的耐污防指纹助剂在用于装饰面板上，能够具有很好的耐污、防指纹、耐油性笔划擦、长效耐用性等效果。
70.表1中，实施例1-5中的家居饰面板产品中，其测试得到的水接触角和油接触角均明显大于对比例中的家居饰面板产品，因此，本发明的技术方案使得水油都更难浸润，因而具有更为优越的耐水和耐油性能。同时，长效性水接触角也优于对比例，因此，本发明的技
术方案能够长效实现耐水耐油性能。且本发明的实施例得到的家居饰面板产品的防指纹特性和耐污染特性，以及涂料在面板表面的附着性能，均优于对比例，具有长效耐用特性。
71.同时，通过实施例2和实施例5的结果对比能够看出，在其他条件均完全相同的情况下，采用聚乙烯醇替代聚酰胺制得的助剂的水接触角、油接触角、长效性水接触角均相对更大，因此，实施例5得到的助剂具有更为优越的耐水耐油性能。相似地，实施例1与实施例3也能够进一步体现出，在其他条件基本一致或一致的情况下，采用聚乙烯醇（碳链聚合物）得到的助剂的耐水耐油性能优于采用聚酰胺（杂链聚合物）得到的助剂。
72.并且，进一步引入硅源的实施例2和实施例5，相较于未引入硅源的实施例1、3和4而言，具有更好的耐水耐油性能。
73.并且，进一步地，通过对比例1和对比例2可以看出，当混合物在溶剂热反应时，温度过高（＞150℃）、过低（＜120℃）等对氟基硅氧烷的水解和碳点的掺杂都是不利的。温度过高，氟基硅氧烷的水解、再重组过程加剧，可能导致其与碳点的形成过程不一致，没有形成更多的枝化位点；当温度过低时，碳点的形成过程受到抑制，碳源上的位点之间没有很好的交联，碳点在氟基硅氧烷的较高空间位阻效应作用下，很难相互掺杂结合，导致宏观相分离现象，进而影响长效耐污型防指纹碳量子点功能助剂的实施效果。
74.通过对比例4能够看出，直接将氟基硅氧烷与uv丙烯酸树脂混合，防指纹效果差，且混合树脂在家居饰面板上的结合力弱，这主要是由于为了得到较低的表面能，氟基硅氧烷一般需要添加足够量，这就导致整体树脂的表面能低，与家居饰面板的表面会产生分子位阻，难于在饰面板表面（三聚氰胺浸渍纸、pet、油漆等）进行附着成膜，防指纹效果差，且涂膜附着力为5级（100%全部脱落），没有实际应用价值。
75.通过对比例5也可以看出，缺少氟硅表面活性剂的助剂和常规市售uv丙烯酸树脂d3的结果相差不大，由此可见，缺少氟硅表面活性剂的助剂基本在碳源的基础上无明显改性，其在制成涂料后，也是能满足在家居饰面板表面的附着，却对耐污和防指纹功能无明显提升。
76.基于上述实施例、对比例和检测例可以看出，本发明的技术方案是通过采用碳源在溶剂热反应生成碳点的过程中，碳链一方面可以加强与氟基硅氧烷等含硅基团结合，从而赋予碳点的外层具有丰富的低表面能物质；另一方面碳链可以提高碳点的柔韧性，使其在耐划擦、长效耐用性等方面发挥优异的作用。
77.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
78.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
79.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在ph值为4.0-6.5，且溶剂存在的环境下，将碳源与氟硅表面活性剂混合并于120-150℃的温度下进行溶剂热反应，得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂；其中，所述碳源为有机碳。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自碳链聚合物；和/或，所述碳源选自主链含有氮原子和/或氧原子的杂链聚合物；和/或，所述氟硅表面活性剂选自氟基硅氧烷。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自聚乙二醇、聚酰胺、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述氟基硅氧烷选自全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和全氟辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，相对于100重量份的所述溶剂，所述碳源的用量为0.5-2.0重量份，所述氟硅表面活性剂的用量为4-8重量份；溶剂热反应的反应时间为6-8h。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括加入硅源进行所述混合。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硅源选自正硅酸乙酯、气相二氧化硅、硅溶胶中的一种或多种；和/或，相对于100重量份的所述溶剂，所述硅源的用量为2-4重量份。8.一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂，其特征在于，所述耐污防指纹助剂采用根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得。9.一种耐污防指纹涂料，其特征在于，所述耐污防指纹涂料至少包括根据权利要求8所述的耐污防指纹助剂和成膜物质。10.根据权利要求9所述的耐污防指纹涂料，其特征在于，相对于100重量份的所述成膜物质，所述耐污防指纹助剂的含量为20-30重量份。11.如权利要求9或10所述的耐污防指纹涂料的应用，其特征在于，将所述耐污防指纹涂料涂覆于装饰面板上。12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述耐污防指纹涂料在所述装饰面板的涂覆面上的用量为15-40g/m2。

技术总结
本发明公开了一种基于碳量子点的耐污防指纹助剂及其制备方法、耐污防指纹涂料及其应用，耐污防指纹助剂的制备方法包括：在pH值为4.0-6.5，且溶剂存在的环境下，将碳源与氟硅表面活性剂混合并于120-150℃的温度下进行溶剂热反应，得到基于碳量子点的耐污防指纹助剂；其中，所述碳源为有机碳。本发明依托传统UV固化设备，克服现有技术中防指纹涂层固化设备要求高、投入成本大、产品质量不稳定的问题，提供了一种制备工艺简单、综合性能优良、具有很好的应用前景的耐污防指纹助剂和涂料。的应用前景的耐污防指纹助剂和涂料。的应用前景的耐污防指纹助剂和涂料。


技术研发人员：张龙飞 吕少一 李善明 彭立民 梁善庆 陈志林 程献宝
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/8/13