[发明专利]一种水性常温自交联超亲水防雾涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种水性常温自交联超亲水防雾涂层的制备方法，该防雾涂层旨在解决现有涂层存在着防雾持久性差、不耐水洗、耐候性差以及不耐擦拭的问题；该超亲水防雾涂层制备方法的具体步骤为，利用各自的原料和步骤，先分别制备亲水性聚丙烯酸酯、改性纳米硅溶胶和改性表面活性剂，之后再将该三者与交联剂和助剂均匀混合，并涂覆在基材表面，且通过室温下自然晾干即得到超亲水防雾涂层。该防雾涂层制备简单无污染，对环境友好且综合性能优异，其涂覆在玻璃上，涂层防雾持久性好，可耐水洗，铅笔硬度可达H‑2H，水接触角为2‑5°，透光率≥90％，可用于光学产品上。

技术领域

本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种水性常温自交联超亲水防雾涂层的制备方法。

背景技术

涂料在人们的日常生活和工业生产中随处可见，广泛应用于各个领域，涂料形成的涂膜可对物体起到装饰、保护和标志作用，虽然目前市面上的大部分涂料制作简单、售价便宜，但同时功能较为单一，只能简单的作为装饰之用，而在一些特殊的作业环境中，简单的涂料并不能满足人们的所需。同时，随着科学技术的快速发展，人们对涂料的性能要求(如防雾化、防腐蚀、防锈、防菌、绝缘、耐高低温冷热循环、耐高湿热、耐沾污等)越来越高。

雾化指的是水蒸气或者湿气在冷的基材表面上冷凝后形成微小水滴的现象，而水滴在这些基材上的接触角一般都在40°以上，由于光线经过这些小水滴时会发生漫反射，从而会降低透明基材的透光率，出现起雾现象，使透明基材变得不透明，从而给人们的日常生活带来诸多不便，甚至还会给人们的生命安全造成重大安全隐患；比如在气温较低的寒冬季节，眼镜镜片和各种防护面具的起雾，会影响人们的视线，从而阻碍人们的出行；又如汽车的挡风玻璃起雾，会给人们的驾驶出行会造成巨大安全隐患；又如农用大棚膜的起雾会降低光的透过率，从而影响了植物的光合作用，进而造成农产品产量的下降。

针对上述可能出现的隐患，常见的方法是在基材表面涂覆一种超亲水涂料，从而使水滴在材料表面的接触角在5°以下，并使水滴在材料表面完全铺展开，形成一层透明的水膜，由于水膜只有极少的漫反射，对基材的透光率几乎无影响，因此可以起到很好的防雾效果；此外，当在基材表面涂覆一种超亲水涂料时，水在超亲水表面形成的水膜还能阻止污物与表面接触，能在水冲刷作用下，将表面污物带离，从而达到自清洁效果。

但当前受制备方法的限制，目前的防雾涂层普遍都存在着防雾持久性差、不耐水洗、耐候性差以及不耐擦拭的问题。因此研制和开发具有长效防雾性能的超亲水涂层是当今防雾技术的发展方向，研究开发高硬度、高耐磨、耐刮擦的超亲水防雾玻璃具有十分重要的意义。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性常温自交联超亲水防雾涂层的制备方法，该防雾涂层旨在解决现有涂层存在着防雾持久性差、不耐水洗、耐候性差以及不耐擦拭的问题；该防雾涂层制备简单无污染，对环境友好且综合性能优异，其涂覆在玻璃上，涂层防雾持久性好，可耐水洗，铅笔硬度可达H-2H，水接触角为2-5°，透光率≥90％，可用于光学产品上。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种水性常温自交联超亲水防雾涂层的制备方法，具体步骤为：

步骤一、制备亲水性聚丙烯酸酯

将丙烯酸类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯酸羟酯类单体以及含C＝C双键硅烷偶联剂中的一种或者几种混合物分散于醇类溶剂中并搅拌均匀，再向其加入引发剂搅拌至溶解，之后将该体系置于70～80℃的水浴中反应30～40min，再向其滴加分散于醇类溶剂中的硬单体和软单体混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应4～5h，反应结束后，加入溶剂稀释成质量浓度为10～30％的聚丙烯酸酯溶液，其中，本步骤体系中单体的质量浓度为20～40％，引发剂的用量为单体质量的0.1～0.5％，硬单体和软单体的质量比为4:6～6:4；

步骤二、制备改性纳米硅溶胶