[发明专利]一种透明超亲水抗雾涂层用聚合物及其制备方法

说明书

本发明属于抗雾涂层领域，具体涉及一种透明超亲水抗雾涂层用聚合物及其制备方法。本发明的目的在于针对现有技术中超亲水涂层制备过程繁琐、抗雾涂层结合力差以及抗雾性能快速衰减的缺陷。在不影响原有材料的透光性能的基础上，提供一种简便、高效的超亲水抗雾涂层的制备方法。制备所得到的抗雾涂层持久、透明且与基材有良好的结合，具有优异的抗雾性能。除此之外，所采用的原料来源广、成本低，且以乙醇为溶剂，安全无毒，有利于环境保护。

技术领域

本发明属于抗雾涂层领域，具体涉及一种透明超亲水抗雾涂层用聚合物及其制备方法。

背景技术

透明光学材料因具有优异的光学性能而在日常生活中应用广泛，例如汽车挡风玻璃、眼镜和医疗/分析仪器透镜、太阳能电池板等。由于温度或湿度的变化，这些光学材料表面会起雾从而对仪器和设备的实际使用带来显著的不良影响。医疗设备护目镜是医护人员非常重要的个人防护装备之一，其使用过程中雾气的产生会严重影响医疗操作(Kumar A.,et al.Copper@ZIF-8Core-Shell Nanowires for Reusable AntimicrobialFaceMasks.AdvancedFunctionalMaterials 202131,2008054)。因此，抑制透明基材上雾气的产生具有非常重要的意义。

研究表明，雾气是由于温度和湿度等环境条件的变化，从而使空气中的水蒸气冷却和凝结，在透明材料表面产生水滴形成的(Lee H.,et al.Zwitter-wettabilityandantifogging coatings withfrost-resistingcapabilities.ACSNano 20137,2172-2185)。

通过对材料表面润湿性的调控，抗雾涂层的研究主要分为超亲水、超疏水和吸水抗雾涂层三种类型(Wohl C.J.，et al.Contamination Mitigating Polymeric Coatingsfor Extreme EnvironmentsPreface.Advances inPolymer Science 2019284,V-VI)。

超疏水抗雾涂层主要依靠外部机械驱动使水滴从表面滚落而不凝结起雾，构建超疏水表面的要点在于纳米级表面粗糙度和低表面能的结合(Gao X.,et al.The dry-styleantifogging properties of mosquito compound eyes and artificial analoguesprepared by soft lithography. AdvancedMaterials 200719,2213-2217)。吸水抗雾涂层主要依靠内部的吸水性聚合物基体对水分进行吸收而实现抗雾，而外部覆盖的一层疏水层则可以起到有效防止涂层吸水后过度溶胀的作用(Shibraen M.,et al.Anti-foggingand anti-frostingbehaviors oflayer-by-layer assembled cellulosederivativethinfilm.Applied Surface Science 2016370,1-5)。超亲水抗雾涂层利用材料表面良好的润湿性，使凝结的水滴迅速铺开形成一层薄薄的水膜，从而有效减少对光线的散射而起到抗雾的作用(LiangB.,etal.Transparentand Scratch-ResistantAntifoggingCoatingswith Rapid Self-Healing Capability.ACSAppliedMaterialsInterfaces201911,30300-30307)。超亲水涂层由于可以使用表面活性剂、无机纳米颗粒、水溶性高分子、有机/无机杂化材料、光催化剂等低成本的原料进行制备，因此有望实现工业化生产。