[发明专利]一种透明基材表面用亲水性防雾涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种透明基材表面用亲水性防雾涂层的制备方法，包括以下制备步骤：(1)清洗透明基材；(2)对清洗后的透明基材进行烘干处理；(3)利用等离子清洗机在次对透明基材进行清洗；(4)利用涂覆技术在透明基材上涂覆防雾剂；(5)在室温条件下干燥透明基材；(6)在高温下对透明基材进行热固化。本发明提供一种透明基材表面用亲水性防雾涂层的制备方法，该涂层无毒无害且成本可控，符合绿色化学的概念，可以广泛的应用于实际的工业制造生产领域，该还涂层具备良好的透光性、防雾性、硬度、耐刮伤、耐磨性以及水稳定性。

技术领域

本发明属于表面涂覆改性材料技术领域，具体是指一种透明基材表面用亲水性防雾涂层的制备方法。

背景技术

透明材料分为两类，一类是透明无机材料，一类是透明聚合物材料，大致可以定义为通过其传输光以观看图形的多种产品。如硅酸盐玻璃，石英玻璃，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，PE(聚乙烯)，PC(聚碳酸酯)，它们已经渗透到生产和生活的各个方面，例如日常生活中常见的各种眼镜的镜片、化学或生物防护面具，车辆挡风玻璃、太阳能电池板等。它们不仅装饰了我们的生活，也保护了我们的环境，还使资源自然能够得到充分的利用，进一步促进了经济的增长。

然而当微小水滴凝结在透明材料的表面上并导致光散射，进而令该表面半透明时，透明材料就呈现出起雾的现象。特别是当透明材料冰冷的表面骤然与温暖湿润的空气接触时，通常也会发生小液滴的凝结，进而影响光的透射，从而发生起雾现象。在某些情况下，起雾常常会导致一些危险的事故发生。例如：在冬天，因镜片结雾影响了人们的出行；因汽车挡风玻璃结雾影响人们的能见度，进而可能造成事故。

此外，起雾现象也会导致某些资源极大的浪费。例如：农用大棚结雾就会降低农用膜的透光率，削弱植物的光合作用，进而降低了产量，甚至可能使蔬菜染上灰霜病、霜雾病等；而钢材等金属表面结雾还会使其生锈腐蚀，进而造成资源的极大浪费。

雾化是自然界最常见的现象之一，当透明基材的表面温度小于周围水蒸气的露点时，饱和的水蒸气会骤冷并凝结成水珠落在基材表面，进而使得入射到基材表面的光线经过水珠发生折射和反射，导致透明基材的透光率降低，而透明基材表面雾的形成有两个条件：

(1)外部环境与基材必须存在温差；当外部环境存在一定量的水蒸气且基材表面的温度低于周围的水蒸气的露点时，饱和水蒸汽才会骤冷凝结成水珠。

(2)与基材表面的湿润性质有关：液固气三相之间的表面张力决定基材表面是否结雾。

而基材表面通常在两种情况下不结雾，一是表面张力足够大，且大到水珠容易铺展，即所谓的超亲水表面；一是表面张力足够小，且小到水珠容易滚落，即所谓的超疏水表面。

近几年，对透明基材表面防雾的研究如火如荼，归纳起来就主要有如下四类防雾涂料：水性、紫外固化、有机-无机杂化、纳米防雾。

水性防雾涂料中，如Shiba组就研制出一种含聚烯烃树脂、无机胶体和含有有机胺的水溶性聚合物的防雾涂料，该涂层决解了水性防雾涂料的耐候性和防雾性差的问题。

紫外固化防雾涂料中，如刘建伟组利用聚乙二醇、二异氰酸酯和端羟基的丙烯酸酯，首先合成了亲水性聚氨酯丙烯酸酯，再外加紫外固化体系的其他组分配置成涂料，经过UV固化之后形成了一层防雾性能较好的紫外光固化涂层。

有机-无机杂物防雾涂料兼备无机亲水性材料和有机高分子涂料的优异性能，涂层的亲水性主要由有机高分子树脂提供，涂膜的硬度及耐磨性由无机纳米粒子或有机硅溶胶提供。例如Dong组将含有大量亲水性羟基基团的聚合物与纳米二氧化硅粒子进行共混制备得到成膜性良好、超亲水和防雾效果好的纳米复合材料。

纳米防雾材料不仅附着力、柔韧力和耐冲击性良好，能在一定程度上提高涂层的耐候性、耐腐蚀性和抗辐射性，还因为纳米粒子的存在，使得涂层具有一些特殊的性能，如自清洁、抗反射、杀菌、抗静电等。