[发明专利]一种耐水的高强度防雾抗霜涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐水的高强度防雾抗霜涂层及其制备方法。本发明耐水的高强度防雾抗霜涂层的制备方法，包括：在透明基底上提拉上含羟基、氨基或羧基官能团的前驱体溶液，热处理成膜后，浸泡在碱溶液中，然后再热处理，形成耐水的高强度防雾抗霜涂层。本发明制备方法简单易行，制备过程耗时短，对设备要求低，所用原材料成本低，制备环境是全水体系，对环境无毒无害，制备的涂层应用范围广。本发明制备方法得到的涂层耐水，耐擦洗，具有良好的机械性能，强度高，高度透明。

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域。更具体地，涉及一种耐水的高强度防雾抗霜涂层及其制备方法。

背景技术

防雾抗霜涂层在日常生活具有重要的应用。例如，眼镜、泳镜、汽车挡风玻璃起雾，会阻挡我们的视线，引起交通事故，光学仪器镜头、显示屏表面起雾会影响仪器的性能。另外，用防雾涂层替换传统的防雾液、防雾剂，提高了防雾效果、时效性，降低了成本，具有重要的现实意义。

对于超亲水防雾材料来说，防雾性能的体现主要依赖于超亲水性质，当超亲水涂层处于水蒸汽环境中，涂层表面的水滴会迅速铺展形成一层很薄的水膜，从而实现防雾功能。亲水防雾当前研究得也越来越多，防雾性能的体现主要依赖于含亲水官能团的聚合物，当涂层表面有水滴时，水分子会与聚合物形成氢键，达到防雾的目的。

Kuo等(Wei,H.-S.；Liu,K.-T.；Chang,Y.-C.；Chan,C.-H.；Lee,C.-C.；Kuo,C.-C.,Superior mechanical properties of hybrid organic-inorganic superhydrophilicthin film on plastic substrate.Surface and Coatings Technology2017,320,377-382.)制备了一种双层的有机无机杂化高强度超亲水防雾膜，底层作为机械支撑层连接PET基底和顶层，由聚乙烯醇缩丁醛和二氧化硅溶胶混合而成，顶层喷涂上二氧化硅纳米粒子构成超亲水防雾层，水接触角为3.17°。这样得到的涂层机械强度从基底PET的2B升到2H，附着力好，耐磨损，但是这样的强度仍然不满足实际应用的要求，而且制备过程复杂。

Jinkee Hong等(Choi,M.；Xiangde,L.；Park,J.；Choi,D.；Heo,J.；Chang,M.；Lee,C.；Hong,J.,Superhydrophilic coatings with intricate nanostructure based onbiotic materials for antifogging and antibiofouling applications.ChemicalEngineering Journal 2017,309,463-470.)通过层层组装的方法以壳聚糖和谷壳灰为原料建立了一种无毒、环境友好、低成本的超亲水防雾涂层，对谷壳灰进行处理得到纳米SiO₂，获得粗糙表面，与亲水的壳聚糖的协同便实现良好的防雾抗生物污染性能。这个工作未对涂层耐水性以及机械强度进行探索，另外制备过程过于复杂，不适合大规模生产。

综上所述，目前防雾涂层仍存在机械性能差、强度低、耐水性差、制备过程繁琐等缺点，这些缺点极大地限制了防雾涂层的应用。因此，需要提供一种制备方法简单、具有高强度防雾耐水性的防雾抗霜涂层。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种耐水的高强度防雾抗霜涂层的制备方法，该制备方法操作简单易行，安全环保，成本低廉，应用广泛。

本发明的另一个目的在于提供上述方法制备得到的耐水的高强度防雾抗霜涂层。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种耐水的高强度防雾抗霜涂层的制备方法，包括以下步骤：在透明基底上提拉上含羟基、氨基或羧基等官能团的前驱体溶液，热处理成膜后，浸泡在碱溶液中，然后再热处理，形成耐水的高强度防雾抗霜涂层。