[发明专利]亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品

说明书

本发明提供了亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其中所述亲水防雾膜层以二氧化钛前体源和非金属掺杂源为反应原料通过等离子体化学气相沉积法制备，在可见光下具有较好的防雾性能，并且本身具有较好的透光率。

技术领域

本发明涉及到防雾领域，尤其涉及到一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和 产品。

背景技术

雾化是自然界中常见的现象，当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且凝结成为水珠落在基材表面，入射到基材表面的光线经 过水珠发生折射和反射，导致基材的透光率降低，产生了雾化现象。

在日常生活中，眼镜、镜头、车窗等都可能产生雾化现象。雾化对于眼镜、 镜头和车窗等基材的透光率造成了较大的影响，不仅会影响眼镜、镜头和车窗等 基材的工作效率，还可能由于影响到视线而造成危险，因此防雾涂层的开发有着 重大的意义。

目前防雾涂层主要有两种类型，一种是在基材表面形成亲水表面，水滴在亲 水表面铺展成膜，另一种是在基材表面形成疏水表面，水滴在疏水表面成珠滚落。 后者存在的缺点是在有大量水汽迅速冷凝时，仍会出现雾化现象。前者形成均匀 的水膜，以消除光线的漫反射现象而到达防雾的目的。

光催化物质在紫外光照射后具有亲水性能可以被作为亲水防雾膜层使用，然 而该类光催化物质制成的防雾膜层在实际应用中受到了较大的限制。以常见的光 催化物质二氧化钛为例进行说明。二氧化钛作为一种无机类材料，具有良好的化 学稳定性，耐磨损性，并且成本较低。然而二氧化钛是宽禁带半导体化合物，只 有波长较短的紫外光才能够被吸收，而紫外光在太阳光中含量较少。也就是说， 二氧化钛对于太阳光利用效率较低。

在紫外光照射下，二氧化钛的价带电子被激发到导带，在表面生成电子空穴 对，电子与Ti⁴⁺反应，空穴则与表面桥氧离亲水化，空气中的水分子解离吸附在 氧空位中形成表面羟基，从而使表面达到防雾效果；但是当停止紫外光照射，表 面羟基慢慢被空气中的氧所取代，重新回到疏水状态。如果使用二氧化钛作为亲 水型防雾膜层，那么需要在使用时需要用紫外光照射以产生亲水防雾性能。

显然，这会限制这一类防雾膜层的应用。在缺少紫外光照射情况下，比如说 黑夜中，光催化物质类型的亲水防雾膜层将失去防雾功能。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层通过光催化物质制备，并且能够在没有紫外光照射下起到防 雾作用。

本发明的另一优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层能够牢固地结合于基材。

本发明的另一优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层本身具有高透明度。

本发明的另一优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层能够被形成在多种基材，比如说护目镜、镜头、玻璃等。

本发明的另一优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层能够应用于透明基材的防雾，所述亲水防雾膜层本身的透光 率可达90％以上。

本发明的另一优势在于提供一亲水防雾膜层及其制备方法、应用和产品，其 中所述亲水防雾膜层在可见光下具有长效的防雾性能。

依本发明的一个方面，本发明提供了一亲水防雾膜层，其以二氧化钛前体源 和非金属掺杂源作为反应原料通过等离子体化学气相沉积法在一基材表面形成， 其中所述二氧化钛前体源选自组合钛基源化合物加氧基源和钛氧有机化合物中 的一种或者两种。

根据本发明的一个实施例，所述钛氧有机化合物具有结构式TiX，其中X是 烷氧基。

根据本发明的一个实施例，所述钛基源化合物具有结构式TiY，其中Y是卤 素。