[发明专利]一种超亲水/亲水相间的防水雾镜片及制作方法

说明书

本发明公开了一种超亲水/亲水相间的防水雾镜片及制作方法，镜片表面采用粗糙超亲水和光滑亲水表面相间结构设计，在无水雾环境下，相间隔的光滑表面弥补了粗糙表面造成的透光性不足的缺点，相比于全微结构表面减少了微结构带来的光线散射，增强了透光性；在有水雾环境下，水雾在相间隔的粗糙条带状微结构上形成一层水膜，增强了有水雾环境下的透光性，相比于光滑表面水雾凝结为水滴状对光线造成散射，增强了材料表面的透光性。该镜片解决了机械除雾装置复杂不易实现、镀膜防雾膜易脱落和除雾微结构透光性和除雾性不能良好耦合的问题，并且制备方法较为简单，适于大面积制备。

技术领域

本发明属于材料加工领域，具体涉及一种防水雾镜片及制作方法。

背景技术

水雾凝结是一种常见的自然现象，当温度低于或者等于露点的时候空气中的水分子将会凝结并且在固体表面形成小的分散的水滴。因此，当材料表面和外界环境之间存在显著温差时，表面就会出现水雾甚至较大的水滴。凝结成不规则图案的水雾将会造成入射光的散射从而使透光材料的透光性能变差。结雾本身没有危害，但在生活中出现却常常令人懊恼，如在浴室的玻璃上、眼镜片上、车窗玻璃上、游泳镜片上、望远镜片上和相机镜头上等。此外，在对光学性能要求较高的场合中，水雾的产生将会造成极为严重的影响。如在气象色谱仪上和显微镜上的水雾将会严重降低其分析精度。并且在汽车、航空以及医疗设备上水雾凝结将会造成严重的安全问题。并且在以太阳能为主要能源的温室大棚中，水雾的凝结将会大大降低对光热的利用率。结雾不仅会对安全和能源利用方面造成极大的危害，并且在食品包装等生活中也带来了一定的影响。

近年来，解决水雾凝结主要有两个技术路线，一方面是从改善外界环境的角度来降低水雾的凝结率，如在发明专利：一种具有清除水雾功能的穿戴式导航设备(专利号：CN110631590A)中采用抽气风扇的方式进行穿戴式导航眼镜中的水雾抽除；发明专利：一种全封闭式自动消除水雾头盔(专利号：CN 110200348A)中采用内置雨刮器的方式进行除水雾；发明专利：一种防雾泳镜(专利号：CN 109865262 A)在眼镜内置刮条和环形导热片，利用水流驱动刮条对眼镜上的水雾进行刮除，且能够通过环形导热片控制镜片内外的温差减少起雾的情况。另一方面则是采用改变润湿性的方式来改变光学材料表面的微形貌和表面能从而形成亲水或疏水的状态从而实现防雾。如发明专利：一种防蓝光防雾镀膜树脂镜片的制备方法(专利号：CN 106772707 A)公开了一种防蓝光防雾镀膜树脂镜片的制备方法，通过在加硬膜层上控制氧化硅、氧化锆和氧化铟锡的顺序和沉积厚度真空镀制一层防蓝光膜层，然后使用等离子体对氧化硅亲水活化后，采用浸涂的方式镀制防雾膜层；在改变润湿性除雾方面，还有在表面加工微结构的方式来实现增强润湿性。

但是，采用改善外界环境的方法来改善水雾凝结装置复杂，便携性和实用性均不够好，其次，采用镀膜的方式改变材料表面润湿性来改善水雾凝结，其镀膜易脱落，容易造成防雾表面的性能不稳定。采用加工表面微结构的方法来改善材料表面润湿性虽然具有良好的耐磨性和防雾性，但是其透光性和防雾性往往不能够得到很好的均衡：具有粗糙微结构的表面在产生水雾时由于其良好的亲水性，可以在微结构区域形成一层水膜，相比于光滑表面水雾凝结成的水珠，形成水膜增强了透光性，但是，在没有水雾的时候，微结构会造成光线的散射，降低光线的透过率，且研究表明，透光性能最好时微结构的尺寸，对应防雾性能并非最佳。因此，发明一种兼具良好透光性和防雾性的镜片是迫切需要的。

发明内容