[发明专利]一种透明防雾剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明防雾剂，由有机硅烷改性的SiO₂溶胶和聚乙烯醇水溶液组成，有机硅烷改性的SiO₂溶胶与聚乙烯醇水溶液的质量比为1:10～1，其中有机硅烷改性的SiO₂溶胶由正硅酸乙酯和无水乙醇在碱催化剂氨水的作用下制备。本发明还公开了透明防雾剂的制备方法。本发明的透明防雾剂成本低廉、制备工艺步骤简单，增强了防雾膜抗水汽侵蚀的能力，提升了防雾耐久性，同时大大提升了防雾膜的机械强度。

技术领域

本发明涉及一种防雾剂制备领域，尤其涉及一种透明防雾剂及其制备方法。

背景技术

透明材料(如玻璃、塑料)在工农业生产和日常生活以及军事领域中有着广泛的用途，例如望远镜、护目镜、各种摄像设备的镜头、浴室玻璃及镜子、车挡风玻璃及后视镜、光伏盖板等等。在这些应用中，由于表面结雾导致的问题给人们的生产生活带来诸多不便，并造成损失。因此防雾技术的研究与开发，特别是透明防雾技术，在上述领域以及具有视觉要求的其他领域备受关注。

在已公开的文献和专利报道中，现有防雾剂主要分为两大类：疏水性防雾剂和亲水性防雾剂。

疏水性防雾剂，其防雾机理类似荷叶效应，水汽不能吸附在基材表面，而是凝聚成水珠，当小水珠达到一定尺寸时，在其自身重力作用下滑落，或者通过外力如风吹等方式除去。该类防雾剂效果明显，但时效性差且小水珠的聚集、吹干或蒸发都需要一段时间，在水滴离开基材表面之前，会在表面产生折射、散射等作用，影响成像质量和能见度，而且目前该类防雾剂耐久性差，无法保证消费品的长期使用寿命。

与此相比，亲水性防雾剂则能使表面上的小液滴迅速的铺展开来形成一层均匀地水膜，减少了光线的散射，保证了透明材料的透明度，同时增大了表面积也就加快了水汽的蒸发速率，从而使雾气消散，达到防雾效果。与疏水性防雾剂相比，亲水性防雾剂具有较强的瞬时防雾能力，更为引人瞩目。

然而，亲水性防雾剂还存在着一些问题，仍有进一步改进和提高的空间。WONG W SY.等通过煅烧分层非晶纳米纤维从而达到超亲水的效果，但其工艺较为复杂(WONG W S Y,NASIRI N,RODRIGUEZ A L,et al.Hierarchical amorphous nanofibers fortransparent inherently super-hydrophilic coatings[J].Journal of MaterialsChemistry A,2014,2(37):15575.)。基于TiO₂的防雾技术，其防雾涂层必须在紫外光照下才会达到超亲水效果，而超亲水带来的防雾效果会随着亲水性的消失而渐渐消失(YAO L,HE J,GENG Z,et al.Fabrication of mechanically robust,self-cleaning andoptically high-performance hybrid thin films by SiO(2)TiO(2)double-shelledhollow nanospheres[J].Nanoscale,2015,7(30):13125-34.)。

CN102850549A的专利公开说明书公开了一种纳米改性表面防雾剂的制备方法，将正硅酸乙酯与无水乙醇进行混合，在硝酸水溶液中获得聚合物型SiO₂溶胶；将SiO₂溶胶、粒子型纳米氧化物溶胶、有机硅单体进行混合，在酸催化剂的作用下，获得纳米改性有机-无机复合溶胶；然后依次加入有机硅单体和表面活性剂，获得纳米改性表面防雾剂。通过添加表面活性剂达到防雾效果的防雾剂，由于表面活性剂在使用过程中易挥发，导致防雾时效性较短，不适宜大规模、长时间的应用。

CN1259386C的专利公开说明书公开了一种以聚乙烯醇(PVA)为主要原料、通过乙醛、重铬酸钾等物质的工艺过程对聚乙烯醇进行改性和添加负载制得具有防雾功能的溶剂，尽管可以应用于防雾，但其制备过程中含有对人体有害的物质，且工艺相对复杂。

发明内容