[發明專利]一種長效防霧防霜薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201811118536.8
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109180983B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 楊鑠冰;東為富;李婷;賀靜;陳泓江;鄒凈霖
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08J7/054
• 分類號: C08J7/054;C08J7/043;C08L23/12;C08L27/06;C08L69/00;C08L67/02;C09K3/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;劉秋彤

本發明提供了一種長效防霧防霜薄膜及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。薄膜由基體聚合物層、粘合劑層、改性聚乙烯醇層復合而成。基體聚合物樹脂為聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氨酯、聚丙烯腈；粘合劑為水性丙烯酸樹脂類；改性聚乙烯醇由聚乙烯醇混合物、正硅酸四乙酯、乙醇?水混合溶劑、潤濕劑制備而得到。本發明長久防霧防霜、安全無毒，成本低、容易實現工業化生產。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別是涉及一種長效防霧防霜薄膜及其制備方法。

背景技術

透明材料的生產與使用已滲透在人們生活的各個方面，但是透明材料例如眼鏡、面罩、浴室玻璃、汽車前擋玻璃、相機鏡頭等在一定環境下會結霧或結霜，這種現象給人們帶來很多困擾，甚至造成重大的經濟損失，因此研究如何解決透明材料防霧防霜問題具有非常巨大的應用價值。

當透明基材的表面溫度小于周圍水蒸氣的露點時，飽和的水蒸氣會驟冷并凝結成水珠落在基材表面，入射到基材表面的光線經過水珠發生折射和反射，導致透明基材的透光率降低，透明基材表面霧的形成有兩個條件：

1)外部環境與基材表面存在溫差：外部環境存在一定量的水蒸氣且基材表面的溫度低于環境中水蒸氣的露點時，飽和水蒸氣會驟冷結成水珠；

2)與基材表面的潤濕性相關：固態、氣態、液態三相之間的表面張力決定基材表面是否霧化。

近年來，專家學者對于防霧防霜材料的研究主要可分為親水型防霧防霜材料與疏水型防霧防霜材料兩種。當水滴與基材表面接觸角θ在0-30°之間時，水滴在基材表面可以完全浸潤鋪展為均一的水膜，這樣就消除了分散的水滴對光的漫反射，不會影響人的視線。在這種情況下，雖然冷凝仍舊發生，透明基材表面卻可以保持光學透明性，并且從垂直方向上觀察，根本看不出表面形成的水膜。處于疏水狀態的基材表面對液體的潤濕性較差或不潤濕，此時表面接觸角θ大于90°，構造疏水表面主要有兩種方法：一種方法是構建規整的粗糙結構并對這些結構進行必要的化學修飾(Nature Materials,2017,16,658-663)；另一種方法是引入低表面能的物質并將低表面能化合物往基材的表面遷移，常見的低表面能物質主要包括含有氟(F)、硅(Si)的化合物(ACS Applied MaterialsInterfaces,2015,7(38),21021-21029)。疏水型防霧材料表面張力足夠小，水珠易滾落，無法在材料表面停留，起到防霧效果。實際生產應用中，疏水型防霧材料成本高昂，無法廣泛應用，而親水型防霧材料雖價格親民，但由于其特殊的親水性，多數材料無法保持長久有效的防霧防霜效果。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種長效防霧防霜薄膜及制備方法。這種材料長久防霧防霜、安全無毒，可以在傳統簡單的合成設備上實現，成本低、環境友好、容易實現工業化生產。

本發明的技術方案：

一種長效防霧防霜薄膜，所述薄膜為五層結構，依次為改性聚乙烯醇層、粘合劑層、基體聚合物層、粘合劑層、改性聚乙烯醇層。

所述基體聚合物層的厚度為5～600um，所述改性聚乙烯醇層的厚度為0.5～50um。

所述基體聚合物層所用樹脂的原材料為聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氨酯或聚丙烯腈。

所述粘合劑層所用粘合劑為水性丙烯酸樹脂類。

所述改性聚乙烯醇層由聚乙烯醇混合物、正硅酸四乙酯、乙醇-水混合溶劑和潤濕劑制備得到，其中，以乙醇-水混合溶劑為100重量份計，聚乙烯醇混合物為3～12份，正硅酸四乙酯為0.6～6份，潤濕劑為0.5-3份。