[发明专利]一种亲水性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和应用、耐磨自润滑防雾涂层及制备方法

说明书

本发明提供了一种亲水性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和应用、耐磨自润滑防雾涂层及制备方法，属于材料技术领域。本发明提供了一种亲水性聚硅氧烷共聚物，该共聚物的溶液涂敷在基材层上即可制备一种耐磨自润滑防雾涂层，该亲水性聚硅氧烷共聚物含有柔性聚硅氧烷链段，柔顺的聚硅氧烷链段可以自组装到基材层表面，达到减摩抗磨效果，从而具有优异的自润滑效果和耐磨效果，而其具有的亲水特性，在凝雾条件下能够快速吸收微小液滴进而达到防结雾效果，赋予共聚物优异的防雾效果。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种亲水性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和应用、耐磨自润滑防雾涂层及制备方法。

背景技术

凝雾会引起图像的扭曲，光的透过率下降，眼镜、护目镜结雾影响人们视线，透镜、光学器件结雾影响分析结果，机车风挡玻璃结雾严重影响行车安全。总之，具有防雾功能的涂层材料在人们生产生活领域应用具有广泛的前景。超亲水涂层，因水滴能够在其表面快速铺展而具有优异的防雾效果备受关注，如无机二氧化钛涂层，亲水聚合物涂层等，但是大多数超亲水涂层的制备通常需要复杂的步骤，机械耐磨性差，如中国专利CN201710815545.1公开了一种二氧化钛防雾涂层，需要加热到400～500℃进行高温固化；中国专利CN201910144043.X公开了一种水性常温自交联超亲水防雾涂层，制备工艺中涉及到了树脂合成、硅溶胶的改性、表面活性剂的改性以及交联剂、助剂的工艺复配过程。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种亲水性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和应用、耐磨自润滑防雾涂层及制备方法。本发明提供的亲水性聚硅氧烷共聚物具有优异的自润滑、防雾和耐磨效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种亲水性聚硅氧烷共聚物，具有式I所示的结构：

其中n为10～25，x，y分别为1～9的正整数；

R选自：

所述*为连接位点。

本发明还提供了上述技术方案所述的亲水性聚硅氧烷共聚物的制备方法，包括以下步骤：

将α-丁基二甲基硅氧烷-ω-3-甲基丙烯氧丙烷基聚硅氧烷与亲水性单体在自由基引发剂下引发聚合反应，得到具有式I所示结构的亲水性聚硅氧烷共聚物；所述亲水性单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基丁基溴化铵或[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵。

优选地，所述α-丁基二甲基硅氧烷-ω-3-甲基丙烯氧丙烷基聚硅氧烷与亲水性单体的摩尔比为1：(5～9)。

优选地，所述自由基引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

优选地，所述聚合反应的温度为50～100℃，时间为2～8h。

本发明还提供了上述技术方案所述的亲水性聚硅氧烷共聚物在耐磨自润滑防雾领域中的应用。

本发明还提供了一种耐磨自润滑防雾涂层，包括基材层和聚合物层，所述聚合物层由上述技术方案所述的亲水性聚硅氧烷共聚物涂覆得到。

本发明还提供了上述技术方案所述的耐磨自润滑防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：

在基材层上涂覆亲水性聚硅氧烷共聚物的溶液，干燥，得到所述耐磨自润滑防雾涂层。

优选地，所述亲水性聚硅氧烷共聚物的溶液的质量浓度为1‰～3％，所述亲水性聚硅氧烷共聚物的溶液的溶剂为无水乙醇。

优选地，所述亲水性聚硅氧烷共聚物的溶液的涂覆量为1～10g/m²。