[发明专利]一种具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜的制备方法，所述方法步骤如下：（1）配制一定浓度的纤维素溶液、金属铁离子交联剂和聚丙烯酸溶液；（2）取一定体积的上述三种溶液混合震荡后用匀胶机旋涂在清洗干净的玻璃片上，结束后取出烘干，由此便获得具有防雾性能的玻璃。该方法采用简单的旋涂法制备了具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜，具有工艺简单易操作、反应条件可控、原材料来源广泛等优点，而且对环境没有污染，具有优异的防雾效果，机械性能好，不影响玻璃的透光率。

技术领域

本发明涉及一种在玻璃表面构筑具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜的制备方法。

背景技术

玻璃在人们的日常生活和生产中十分常见，例如汽车的挡风玻璃、后视镜、浴室镜子、窗户以及太阳能电池板等，用途十分广泛。但是在一定的温度和湿度条件下，水蒸气会凝结在一起形成微小水滴，从而在玻璃表面上容易出现雾化的现象，由于小水滴的存在，会导致光的折射和反射现象。在某些情况下，起雾会对人们的生活和生产造成一定的影响，比如会影响汽车驾驶者的视线，导致无法透过玻璃看清前方的物体，从而存在极大的交通安全隐患。

目前研究的防雾方法主要有两种：第一种是从热力学角度，将水蒸气在特定条件下冷凝成的小水滴通过热能，在短时间内蒸发掉。第二种是从材料表面化学组成和结构出发，对基底的表面进行处理，改变玻璃表面的化学组成和结构，从而改变玻璃表面的润湿状态，达到亲水或疏水防雾的效果。通过加热的方法达到防雾的目的，往往需要的时间长，实用性能受到一定的限制，而且加热装置安装复杂、成本较高，不利于大规模应用。所以大多数的研究者往往考虑改变基底材料的润湿性，这可以从两个方面出发，一方面是使材料表面达到亲水化，使液体在固体表面迅速均匀铺展，让水滴在材料表面形成一层水膜，从而消除水滴对光的散射和折射的现象，达到防雾效果。另一方面是将材料表面达到疏水化，增大水滴的接触角，再使其通过其自身重力的作用滚落下来，达到防雾效果。然而很多疏水性或超疏水性的体系中因为含有硅、氟等成分，使得材料的附着能力较差，牢固度不好并且对环境有一定的污染。所以研究亲水性防雾薄膜具有更大的前景，就本申请而言，我们通过简单的旋涂法，成膜性能好，成本价格低廉，所制备的膜层防雾性能持久，同时具有一定的耐磨性能和抗冻性能，而且涂膜后不影响原本玻璃的透光率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜的制备方法，采用旋涂法使溶液均匀铺展在玻璃片上并干燥制备亲水性防雾薄膜，解决制备超亲水防雾表面操作工艺复杂、机械性能性差的问题。所制备的防雾膜层对环境无污染，无毒害。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜的制备方法，具体步骤如下：

（1）配制一定浓度的反应物溶液

将一定质量的纤维素、铁离子以及聚丙烯酸溶解在去离子水中，超声至完全溶解，分别取一定体积上述配制好的溶液，然后用混匀器混合均匀；

（2）旋涂并干燥

将上述制备好的混合溶液旋涂在清洗干净的玻璃片上，取出烘干，制得具有耐磨和抗冻性能的亲水性防雾薄膜。

进一步地，步骤（1）中所述配制一定浓度的反应物溶液的具体步骤包括配制0.1～2 mg/mL的纤维素溶液，并超声至完全溶解。

进一步地，步骤（1）所述配制一定浓度的反应物溶液的具体步骤包括配制1～10mg/mL的铁离子溶液，并超声至完全溶解。

进一步地，步骤（1）所述配制一定浓度的反应物溶液的具体步骤包括配制250～2000 mg/mL的聚丙烯酸溶液，并超声至完全溶解。

进一步地，步骤（1）所述配制一定浓度的反应物溶液的具体步骤包括纤维素、铁离子溶液以及聚丙烯酸的体积比为1:2:1。