[发明专利]具有自修复性能的耐水长效防雾抗霜聚合物涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及具有自修复性能的耐水长效防雾抗霜且硬度大耐擦洗的高透光率聚合物涂层的制备方法。

背景技术

对玻璃和透明塑料上的防雾抗霜涂层的研究具有重要的现实意义。含亲水功能基团羟基、羧基、酯基的聚合物例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯，在防雾抗霜领域有着广泛的应用，但由于它们也溶于水，所以不能单独作为防雾抗霜涂层使用。要达到长效的防雾并增加涂层的稳定性和耐水性，构造聚合物网络结构是一种很好的方法(Pascal C.Applied Materials&Interfaces.2011,3,750-758)。

聚乙烯醇(PVA)是一种无毒无味的白色粉末，形成的涂膜无污染性。实验室研究中，经常利用PVA的亲水性和吸湿性制备防雾涂层，但是由于它本身具有水溶性而不能单独作为长效防雾涂层。PVA的分子结构中有大量的羟基，既是亲水基团，又是反应性基团，在应用中将PVA交联，无论是物理交联还是化学交联都能使PVA形成稳定的网络结构，增加涂层的稳定性和耐水性。

刘郁杨(Liu Y Y.Journal of Functional Polymers.2000,13,137-140)研究了聚乙烯醇缩甲醛/有机硅互穿网络防雾涂层的制备和性能，该涂层具有较高的透明性和硬度，较好的防雾性和耐水性，但是在对PVA的改性中大量使用了甲醛，易造成环境的污染，并且影响人体健康，而且需要对PVA先改性后再进行交联，制备过程需要多步，不适用于大规模的工业生产。

李人哲(Li R R.Paint&Coating Industry,2006,36(4),21-27)使用溶胶-凝胶法制备PVA/SiO₂杂化材料，研究其制备工艺和作为玻璃板防雾涂层的应用，文章中突出强调了加入正硅酸乙酯(TEOS)的涂层会在固化的过程中生成SiO₂，SiO₂能增加涂层的耐水性，而有机硅偶联剂的加入，形成的体型网络结构能增加杂化材料的稳定性。但是此研究没有考察起主要防雾作用的PVA的浓度及其交联程度对涂层防雾性能的影响。

Rubner和Cohen(Hyomin L.ACSNANO.2013.7.2172-2185)采用层层自组装的方法，在玻璃基底上组装聚乙烯醇及聚丙烯酸各30层，再进行高温处理，在基底上原位交联PVA和聚丙烯酸，为达到抗霜目的，再通过戊二醛在涂层表面共价连接聚乙二醇，使用此方法明显的缺点：①层层自主装的方法十分耗时，不适合大规模工业生产；②需要对层层自组装的涂层进行后修饰才能达到较好的抗霜效果，制备过程需要多步。

因此，有必要发展短制程，环境友好的，适合大规模工业生产的防雾抗霜涂层的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自修复性能的耐水长效防雾抗霜且硬度大耐擦洗的高透光率聚合物涂层的制备方法。