[發(fā)明專利]超親水透明防霧涂層的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410852633.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104592850A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪杰;詹俊英;林金斌;王艷;方江海;林偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三棵樹(shù)涂料股份有限公司
• 主分類號(hào): C09D151/08
• 分類號(hào): C09D151/08;C09D157/12;C08F283/00;C08F220/18;C08F222/20;C08F299/06;C08F2/48;C08G18/67;C08G18/48
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35220
• 代理人: 陳智雄;黃秀婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防霧涂層，特別涉及一種超親水透明防霧涂層的制備方法。

背景技術(shù)

玻璃、塑料等透明的材料是人們?nèi)粘５纳畈豢苫蛉钡牟牧希钱?dāng)其相互隔開(kāi)的兩側(cè)出現(xiàn)一定的溫差，溫度低的表面水分的飽和蒸汽壓低于周圍環(huán)境的蒸汽壓，水汽就在物體表面上聚集形成微小的水珠，這些水珠對(duì)光線形成漫反射，降低這些材料的透光率，給人們帶來(lái)諸多不便。比如眼鏡表面的霧化使人的視界模糊；汽車擋風(fēng)玻璃的霧化給交通事故帶來(lái)大量的隱患；對(duì)于太陽(yáng)能裝置，霧化現(xiàn)象可嚴(yán)重降低對(duì)太陽(yáng)光的利用率；對(duì)于一些光譜儀器，霧化可以影響儀器的精密度。因此這些玻璃、塑料等透明的材料的防霧研究尤為重要。

由霧化產(chǎn)生的機(jī)理可以得到防霧技術(shù)和防霧途徑。目前，防霧的途徑主要有兩種：(1)熱力學(xué)的角度，使水蒸氣霧化產(chǎn)生的小露珠在極短的時(shí)間揮發(fā)為水蒸氣；(2)材料的結(jié)構(gòu)機(jī)理，改變基材表面的化學(xué)成分以及基材的微結(jié)構(gòu)，從而改變材料表面的潤(rùn)濕狀態(tài)。對(duì)于第一種途徑，是采用熱力學(xué)原理，通過(guò)升溫使基材的表面溫度始終高于水汽的露點(diǎn)。在實(shí)際運(yùn)用中，如飛機(jī)、火車的除霜玻璃、平板液晶顯示器、太陽(yáng)能電池、紅外輻射反射鏡就是采用這些原理來(lái)達(dá)到防霧的目的，但存在造價(jià)昂貴，浪費(fèi)能源，并且有一定的使用限制。對(duì)于第二種原理，改變基材表面的潤(rùn)濕性質(zhì)，目前的途徑有兩種：超疏水和超親水。超疏水的機(jī)理是水汽在超疏水的涂層上冷凝，形成的小水珠不能附著在基材上而是形成水滴因自身的重力而滾落達(dá)到防霧的功能(Jeong?H-J.,Kim?D-K.,Lee?S-B?et?al.Preparation?of?water-repellent?glass?by?sol-gel?process?using?perfluoroalkysilane?and?tetraethoxysilane[J].J?Colloid?Interface.Sci.2001,235,130-134)。超疏水涂層防霧的功效還令人滿意，但目前沒(méi)有大量推廣主要是由于：超疏水選用低表面能的F、Si聚合物、單體的價(jià)格昂貴、合成工藝繁瑣；其次由于是低表面能與基材的附著力較低，機(jī)械性能差。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外主要集中在超親水的研究，如涂層表面引入能形成氫鍵的基團(tuán)羧基、氨基、巰基、羥基，或是一些離子基團(tuán)：羧酸根、磺酸根、銨基、磷酸根等，當(dāng)引入這些基團(tuán)或是離子時(shí)，涂層的表面達(dá)到超親水的狀態(tài)，水汽冷凝后在基材表面高度鋪展，形成一層均勻的水膜，消除了微小水珠對(duì)光線的漫反射而達(dá)到防霧的目的。目前制備超親水的途徑主要是通過(guò)物理共混、化學(xué)表面修飾、化學(xué)鍵接法。對(duì)于物理共混，主要是將親水的試劑與聚合物通過(guò)物理共混，將親水試劑引入基材表面，方法簡(jiǎn)便易行，但是涂膜清洗時(shí)容易脫落，耐水性差，使用周期短(Plasman?V.,Caulier?T.,Boulos?N.Polyglycerol?esters?demonstrate?superior?antifogging?properties?for?films.Plast.Addit.Compd.2005,7,30-33)；基材表面修飾法，可以提高涂層與基底的結(jié)合力和表面的親水性，但是由于親水基團(tuán)的存在使涂層柔軟，不耐機(jī)械摩擦，而且涂層柔軟，不耐摩擦(Howarter?J-A.,Youngblood?J-P.Self-cleaning?and?anti-fog?surfaces?via?stimuli-responsive?polymer?brushes.Adv.Mater.2007,19,3838-3843)；對(duì)于化學(xué)鍵接法，通過(guò)化學(xué)合成的方式引入親水官能團(tuán)，但由于在涂層中引入親水基團(tuán)，但要考慮涂層的耐水性，可通過(guò)適度交聯(lián)提高涂層的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種超親水透明防霧涂層的制備方法，本發(fā)明制備的超親水透明防霧涂層不僅可在玻璃、塑料等制品表面施工以達(dá)到防霧的功效，而且透光率高、耐水性好。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種超親水透明防霧涂層的制備方法，它包含以下步驟：

(1)、制備聚氨酯預(yù)聚體：

將二異氰酸單體、丙烯酸羥酯和有機(jī)溶劑A加入反應(yīng)容器中，其中二異氰酸單體與丙烯酸羥酯的摩爾比為0.7:1-1:1，丙烯酸羥酯與有機(jī)溶劑A的摩爾比為3:7-1：1，然后加入二月桂酸二丁基錫作為催化劑，催化劑的用量為二異氰酸單體質(zhì)量的0.1-1％，將以上的混合物在50-70℃反應(yīng)2-4h，得到聚氨酯預(yù)聚體；

(2)、制備聚山梨酯改性的超親水預(yù)聚體：