[发明专利]一种隔热防雾自清洁的超亲水透明涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种隔热防雾自清洁的超亲水透明涂层的制备方法，步骤一、制备纳米隔热粉体浆料分散液；步骤二、制备具有一定交联程度的亲水聚合物溶液；步骤三、制备具有隔热、防雾、自清洁功能的超亲水透明涂层；将步骤一得到的纳米隔热粉体分散浆液和步骤二得到具有一定交联程度的亲水聚合物和助剂搅拌均匀，然后将得到的溶液淋涂在玻璃基材表面，将淋涂好的玻璃放入烘箱烘干，烘干后即得到具有隔热、防雾、自清洁功能的超亲水透明涂层。本发明解决了现有超亲水涂层存在防雾持久性差、耐水性差、耐候性差以及不耐擦拭的问题。

技术领域

本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种具有隔热、自清洁、防雾功能的超亲水透明涂层的制备方法，要求申请日2021年11月20日所提交的申请号2021114097750的优先权。

背景技术

众所周知，涂料有三大主要功能：对物体起到装饰、保护和标志作用。如今，伴随着人类技术的发展，涂料的种类及功能也变得越来越多，应用场所也越来越广泛。但是在一些特殊的作业环境中，功能单一的涂料并不能满足人们的所需。再加上随着科学技术的快速发展，人们对涂料的性能要求(如防雾化、隔热、隔音、防菌、防隐私、耐沾污等)越来越高，对涂料的多功能性也会越来越追求。如今，将两种及两种以上的功能赋予在一个涂层上，已成为研究者的热点。

在生活中，一遇到寒冷天气或者是湿气较重的环境下，我们会发现在建筑玻璃或者是汽车玻璃上会出现表面结雾现象，使得玻璃变得不透明，从而导致人眼的能见度大大降低。人在开车时，可能会增大事故的发生概率。这种结雾现象是因为水蒸气或者湿气在冷的基材表面上冷凝后形成微小水滴的现象，由于光线经过这些小水滴时会发生反射和散射，从而降低透明基材的透光率，出现起雾现象，使透明基材变得不透明。

想要解决以上的问题，常见的方法是在基材表面涂覆一种超亲水涂料。超亲水表面受两个因素影响。一是表面能；二是表面粗糙度。超亲水表面会使水滴在材料表面的接触角在10°以下，此时水滴在超亲水涂层表面就会完全铺展开，形成一层透明的水膜，由于水膜只有极少的反射和散射，对基材的透光率几乎无影响，因此可以起到很好的防雾效果；此外，超亲水涂层还具有自清洁作用。当水蒸气或者湿气接触超亲水涂层时会形成一层水膜，该水膜能阻止污物与表面接触，能在水冲刷作用下，将表面污物和灰尘带离，从而达到自清洁目的。但这种方法是在基材表面涂覆一层防雾涂层，若是在已经涂覆过功能性涂层的基材上再涂覆一层防雾涂层，这样不仅可能导致两个不同功能性的涂层之间的化学成分产生反应，从而可能导致两个涂层同时丧失其功能；再者层与层之间的粘结性也是一个问题，最重要的是涂覆两种不同功能的涂层，将会大幅度增加涂料成本和工艺成本。现在大部分汽车上的玻璃都贴上了一层隔热膜，功能比较单一，并没有防雾和自清洁功能。如果将防雾、自清洁、隔热这些功能赋予在同一个涂层上，涂层将实现多功能性。

目前，关于既有防雾和自清洁功能，又有隔热功能的超亲水涂层报告的很少。在中国专利CN201710393289.1中，报道了一种利用共沉淀法和水热法的方法来制备超亲水隔热涂料。该涂料是由TiO₂和ATO复合制备而成，但这种方法缺点在于制备工艺复杂和实验周期长(水热反应时间长达12-16h)；其次是选用ATO作为隔热粉体，因为ATO在波段为760nm-1400nm的近红外屏蔽效果差，所以红外阻隔率在80％左右，隔热性能不高；其次，该涂层是TiO₂和ATO的复合涂层,其TiO₂需要在紫外照射下引发自身的光催化性，才能使涂层呈现超亲水性。在中国专利CN201711015343.5中，报道的超亲水隔热涂层，是以纳米ATO为隔热粉体，以二氧化硅和无机硅酸盐制备的无机聚合物为粘接层，其中一面粘接基材，另一面粘接隔热ATO粉体，这样涂层结构可能会导致粘接隔热粉体太多，从而导致涂层的可见光透过率低、雾度大、不透明。所以，在该专利中并没有谈论到可见光透过率是多少；其次也没有涉及涂层是否具有防雾功能。在中国专利CN202021633536.4中，介绍了一种通过多层膜技术达到具有超亲水隔热的功能，但是这种多层膜结构制备工艺复杂，成本高，设备要求高，最重要的是其隔温层使用的是硅酸镁铝涂层，这种硅酸镁铝制备的隔热层的隔热效果差。