[发明专利]一种超疏水透明防水膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种超疏水透明防水膜及其制备方法，包括基材、第一疏水涂层、第二疏水涂层，所述第一疏水涂层是以Si‑O‑Si网状结构前体物，再聚合有机丙烯酸类疏水基团形成的透明疏水膜，该第一疏水涂层的与基材紧密接合；所述第二疏水涂层是用SiO₂纳米粒子和聚电解质组装得到类覆盆子结构的复合纳米粒子，该第二疏水涂层以PECVD等离子增强化学气相沉积于第一疏水涂层上表面且紧密结合。由于仅布设单一的一层第一疏水涂层，其疏水性接触角约为90°，并不能达到超疏水。而第二疏水涂层的接触角大于165°，能够达到超疏水，但它是颗粒结构，与基材的结合性不够强。因此本发明将超强结合力的第一疏水涂层和超疏水的第二疏水层结合在一起，达到耐用性、疏水性、透光率更佳，适用性更广泛。

技术领域

本发明涉及防雾材料领域技术，尤其是指一种超疏水透明防水膜及其制备方法。

背景技术

防雾的原理是一旦材料的表面温度达到周围水蒸气的露点时，饱和水蒸气会迅速冷凝析出小水珠，每个小水珠都会使光线发生折射和反射，从而显著降低透明基材的透光率、影响视线，这就是我们通常说的雾化。

雾化产生的条件可以简单地分为两个方面，(1)外部环境：一定的湿度和一定的温差的存在，只有当基材表面的温度低于周围水气的露点时，空气中的水蒸气才能冷凝成水滴。(2)基材表面的润湿性质：雾化产生与否，取决于气、液、固三相之间的表面张力:表面张力足够大时，小水珠容易铺展，不易结雾；表面张力足够小时，小水珠很容易滚落也不容易结雾。

防雾措施主要从破坏结雾条件入手:一是从热力学角度出发，安装加热装置使基材表面温度高于水蒸气露点，使水蒸气难以结露或者安装超声波分散使水蒸气雾化产生的小露珠在极短的时间挥发为水蒸气；二是从改变材料表面的性能出发，改变基材表面的化学成分或微观结构，从而改变表面的润湿性能。

从目前的防雾效果来看,从热力学角度出发的物理方法在汽车上得到了广泛的应用:汽车的前挡风玻璃防雾都采用吹热风的方法；后挡风玻璃采用薄膜金属丝通电加热法。由于装置较复杂、元件多、成本高、易损坏、维修困难，这些方法在生活实践中难于推广应用。改变表面浸润性的方法发展迅速，主要是从两个方面进行研究:一是使基材表面高度疏水化，使材料表面与水的接触角θ→180°，使形成的水滴滚落；二是使基材表面高度亲水化，使材料表面与水的接触角θ→0°，让水蒸气在基材表面不易凝结成小水珠而是形成透明的水膜。我们把前者称为疏水性防雾方法，后者称为亲水性防雾方法。

在专利公告CN103073937A专利中已揭示一种将氧化锌加入防雾溶液里达到抗菌效果的防雾涂层，该防雾涂层是由材料超亲水性的特性，达到防雾的效果。但防雾涂层涂布于基材后，会因该防雾涂层与该基材的接合力不足而导致有耐久性的问题，进而降低防雾涂层的性能。此外，这种材料的应用范围有限，尤其是在衣物上使用时，其亲水本质使得人们大雾气中行走时，衣服不断地吸水，导致衣物易被打湿。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种超疏水透明防水膜及其制备方法，能够使防雾涂层牢固地与基材结合，并且达到超疏水(亲水接触角度大于165度)效果。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种超疏水透明防水膜，包括基材、第一疏水涂层、第二疏水涂层，所述第一疏水涂层是以Si-O-Si网状结构前体物，再聚合有机丙烯酸类疏水基团形成的透明疏水膜，该第一疏水涂层的与基材紧密接合；所述第二疏水涂层是用SiO₂纳米粒子和聚电解质组装得到类覆盆子结构的复合纳米粒子，该第二疏水涂层以PECVD等离子增强化学气相沉积第一疏水涂层上表面且紧密结合。

作为一种优选方案，所述基材的材质为玻璃、金属、聚合物、纤维或布料中任一种材质。