[发明专利]防雾涂料及方法

说明书

技术领域

本发明主题通常涉及防雾涂料组合物，如透明聚合材料，用于形成涂覆的透明聚合材料的方法，以及涂覆的透明聚合材料。更特别地，本申请涉及赋予透明聚合材料持久的防雾性能的环氧-丙烯酸酯杂化涂料组合物，使用此类涂料组合物形成涂覆的透明聚合材料的方法，以及具有持久的防雾性能的经涂覆透明聚合材料。

背景技术

透明聚合材料用于通过其传输光以观看图像的多种产品。所述透明聚合材料通常具有第一表面和第二表面。一个表面可以相对于另一表面弯曲以改变光到眼睛的方向，如在眼镜的眼科镜片（ophthalmic lens）中，或者，表面可以是平行的，如在电视屏幕或防护头盔面罩中。常见的镜片形成材料包括CR-39（二乙二醇双烯丙基碳酸酯）、双酚A聚碳酸酯（PC）和聚(甲基丙烯酸甲酯)（PMMA）。这些镜片形成材料比传统玻璃更轻和更抗碎，并提供优异的透明度和低雾度。尽管存在上述益处，透明聚合材料的一些严重的缺点包括它们容易起雾、划伤或磨损。

当微小水滴凝结在表面上并导致光散射，令该表面半透明时，透明聚合材料变得起雾。当冷的表面骤然与温暖潮湿的空气接触时，通常发生起雾。在一些情况下，起雾可能是危险的情况，例如，当起雾的材料是影响使用者视觉的眼科镜片时。此外，透明聚合材料远比玻璃柔软，在通常行为如清洁、擦拭灰尘和使用时的正常操作下容易划伤。随着时间的推移，表面上的划痕和磨损也会模糊使用者的视觉。

因此，此类透明聚合物表面通常用一种或多种涂料处理以提供防雾性能和耐划伤性或耐磨性。镜片涂层可以以不同方式施加，例如使用浸涂法或旋涂法。还可能需要多层涂层以获得其它性质如镜面涂层、和耐沾污性与耐污染性。

在这方面，已经进行了许多研究以提供用于透明聚合材料的涂层以改善它们的防雾性能，以及耐划伤性或耐磨性。防雾（AF）技术的现有技术通常包括两种在水分凝结后保持表面透明度的方法。一种方法是通过施加完全亲水性的涂层以在涂层内部吸收所有的水分子来处理表面；或者，另一种方法是在否则疏水性的涂层中嵌入亲水性表面活性剂以降低水接触角并将凝结水分由分散的和分散性的液滴铺展成平坦膜（成片），由此使透射损失最小化。这些方法各有其自身的限制和缺陷。

市场上的大多数防雾涂层包括将可移动表面活性剂并入涂层基质。当发生水分凝结时，该表面活性剂将迁移至顶面或朝向顶面取向以降低水-固体界面张力和接触角。由于该表面活性剂并非化学键合到涂层结构上，通过重复使用或清洗，该表面活性剂将从该表面上被洗去，导致逐渐消失的AF效果。因此，它们适于提供仅为临时的（即不耐久的）AF效果。因此，已经进行了研究以便在AF涂层中放入环氧树脂以降低表面活性剂从至涂层的扩散速度和速率。但是，向AF涂层中引入环氧树脂降低了AF性能，以及涂料固化行为和交联度。此外，该表面易发生损伤和沾污。此外，表面活性剂在该涂层表面上的塑化效果常常使该涂层更易于磨损和污染。

这些涂料的化学原理和涂覆方法从热固化涂料到紫外（UV）固化涂料。不幸的是，许多这些传统涂料存在着数种缺陷。例如，目前的防雾涂料通常不持久，常常仅在几次镜片清洁后就丧失了效力。此外，许多这些涂料需要使用挥发性有机化合物（VOC）含量不合意地高的溶剂或底漆。此外，虽然热固化涂料可以提供良好的耐划伤性，它们还需要长固化时间和高能量消耗以便溶剂蒸发。此外，虽然UV固化涂料提供快速固化、节能和高产量生产，它们的耐划伤性通常低于热固化涂料。

发明内容

防雾涂料可以包括可阳离子聚合化合物、可自由基聚合化合物、非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。在一个例子中，该可阳离子聚合化合物包括至少一个环氧基团。此外，该可自由基聚合化合物可以包括至少一个丙烯酸酯基团。

形成防雾涂覆表面的方法包括制备防雾涂料。该防雾涂料可以包括可阳离子聚合化合物、可自由基聚合化合物、非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。在一个例子中，该可阳离子聚合化合物包括至少一个环氧基团。此外，该可自由基聚合化合物可以包括至少一个丙烯酸酯基团。该可阳离子聚合化合物与该可自由基聚合化合物聚合以形成该涂覆表面。在一个例子中，该方法可以包括洗涤该涂覆表面，包括使该防雾涂覆表面与水接触并干燥该防雾涂覆表面。

具体实施方式

下列具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并非意在限制主题或其应用和用途。此外，不希望受前述背景或下列详述中提出的任何理论的束缚。