[發(fā)明專利]一種用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710383074.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN107141948B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫俊奇;李懿軒;李洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D133/24
• 分類號(hào): C09D133/24;C09D139/04;C09D105/08;C09D105/04;C09D133/02;C09D179/02;C09D7/61;C09D5/02
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發(fā)明公開了一種用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液及其應(yīng)用，屬于化學(xué)涂料技術(shù)領(lǐng)域，由以下按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的原料組成：吸水劑，2％～20％；穩(wěn)定劑，1％～10％；增韌劑，0％～8％；粘合劑，0％～10％。將四種物質(zhì)在水中溶解并充分混合后得到可用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液。可以利用噴涂、刮涂或提拉成膜的方式構(gòu)筑在玻璃、眼鏡片、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等表面從而滿足不同材料對(duì)于防霧防霜功能的需求。由于內(nèi)部存在多重氫鍵或靜電交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，自修復(fù)的防霧防霜涂層在水中具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。各組分之間的氫鍵或靜電相互作用具有一定的動(dòng)態(tài)性，賦予了涂層優(yōu)異的修復(fù)能力。該防霧防霜涂層具有多次修復(fù)損傷的能力，從而保持自身的透明性和防霧防霜性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

在日常生活中，材料所處環(huán)境溫度與濕度的變化會(huì)使得水汽在其表面凝結(jié)成霜或霧。對(duì)于眼鏡，浴室鏡以及汽車擋風(fēng)玻璃等材料而言，霧和霜的形成會(huì)導(dǎo)致其光透過性降低，從而影響材料的使用性甚至危及使用者的生命安全?，F(xiàn)階段的應(yīng)對(duì)手段是在透明材料表面構(gòu)筑親水性的聚合物涂層。這類涂層可以通過分散和吸收水分子來阻止霧和霜的形成。聚合物涂層在使用過程中極易受到刮擦等機(jī)械損傷，從而導(dǎo)致涂層的透明性以及防霧防霜效果大大降低。受到生物體自修復(fù)功能的啟發(fā)，人們制備了自修復(fù)功能材料。這種人造自修復(fù)材料可以利用材料內(nèi)部的物質(zhì)和能量修復(fù)材料的結(jié)構(gòu)損傷同時(shí)恢復(fù)材料原有功能。因此，為了延長(zhǎng)防霧防霜涂層的使用壽命并提高其實(shí)用性，賦予防霧防霜涂層自我修復(fù)的性能是非常有必要的。

現(xiàn)階段涉及自修復(fù)防霧防霜涂層的工作并不多見。其中一篇學(xué)術(shù)期刊(Chem.Mater.2015,27,8058-8065)中報(bào)道了利用層層組裝方法將具有高吸水能力的透明質(zhì)酸引入到膜中，并通過調(diào)節(jié)長(zhǎng)膜溶液的濃度，pH等因素，制備了可以修復(fù)機(jī)械損傷的防霧膜。然而，層層組裝的技術(shù)步驟繁瑣，并且制備較厚的膜材料所需的組裝周期較長(zhǎng)，因此該技術(shù)不適合大規(guī)模的制備自修復(fù)防霧防霜涂層。另一篇學(xué)術(shù)期刊(Sci.Rep.2015,5,9227-9230)中報(bào)道了一種聚乙烯醇和聚丙烯酸共混液，通過提拉成膜的方式可以制備可修復(fù)鉛筆刮痕的防霧涂層。為了增加防霧防霜涂層耐水性，涂層需要經(jīng)過130～150℃的后處理使涂層內(nèi)部形成穩(wěn)定的共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。CN105273518A公開了具有自修復(fù)性能的防霧抗霜涂層的制備方法，其利用主鏈或側(cè)鏈含有羥基的聚合物或者主鏈或側(cè)鏈含有氨基的聚合物，和主鏈或側(cè)鏈含有羧基的聚合物的酯化或者酰胺化反應(yīng)，采用溶液涂覆及150℃熱處理的方法，在固體基底上獲得交聯(lián)的可修復(fù)鉛筆刮痕的耐水防霧防霜涂層。以上兩種技術(shù)手段需要通過熱處理使得膜內(nèi)部產(chǎn)生共價(jià)交聯(lián)結(jié)構(gòu)來增加膜的在水中的穩(wěn)定性。然而，共價(jià)交聯(lián)的防霧膜的內(nèi)部聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)受到限制，從而會(huì)導(dǎo)致膜的自修復(fù)性能大大降低甚至喪失。其次，熱處理的方式勢(shì)必會(huì)限制防霧防霜涂層在一些不耐高溫的聚合物基底上的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液。

一種用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液，其由以下按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的原料組成：吸水劑A，2％～20％；穩(wěn)定劑B，1％～10％；增韌劑C，0％～8％；粘合劑D，0％～10％。將A，B，C，D四種物質(zhì)在水中溶解并充分混合后得到可用于制備自修復(fù)防霧防霜涂層的復(fù)合物水溶液。

進(jìn)一步地，所述的吸水劑A選自透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、植酸、聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚烯丙基胺鹽酸鹽、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一種或多種組合；穩(wěn)定劑B選自支化聚乙烯基亞胺、殼聚糖、聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽、全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物或聚乙烯基咪唑中的一種或多種組合；增韌劑C選自蒙脫土、二氧化硅或水滑石中的一種或多種組合；粘合劑D選自聚乙烯醇縮丁醛、聚多巴胺、聚丙烯酸或聚乙烯基膦酸中的一種或多種組合。