CN104086093A - 一种防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃，包括以下步骤：步骤1、首先将透明材料表面进行预处理，用有机溶剂A做去脂处理，然后物理抛光，再依次分别用自来水和蒸馏水冲洗后干燥；步骤2、以下单位为质量份，将马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、经硅烷偶联剂处理的无机纳米材料10-40份以及催化剂1-5份混合于有机试剂B中，涂覆在步骤1处理完后的透明材料表面，然后将此透明材料在真空条件下进行热处理；步骤3、以下单位为质量份，将含亲水性官能团的高分子聚合物8-10份与表面活性剂2-6份溶于水中，搅拌均匀后即用于涂覆在经步骤2处理后的透明材料表面，在真空条件下热处理后即得到透明材料表面的长效防雾涂层。
Description
技术领域
本发明涉及防雾技术领域，尤其涉及一种高分子防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃。
背景技术
日常生活中经常会碰到透明材料由于环境存在温差，水汽凝集结露，形成密密麻麻的小水滴的现象。由于这些微小水滴的存在，光线在通过玻璃时会发生折射和反射，显著降低玻璃的透光率，严重影响清晰度，带来严重的后果。例如车窗结雾会影响司机的视线，医生手术面罩结雾会干扰手术的进行。
目前广泛使用的表面活性剂为主要成分的防雾产品，涂层的防雾时间很短，一般都在10-15天之内，而且随着温度湿度的增加，防雾性能下降很快。由此开发具有持久优异防雾性能的防雾涂层具有非常重大的意义。
发明内容
本发明设计了一种防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃，其解决的技术问题是现有防雾材料使用寿命短、不耐擦拭需要反复使用以及现有防雾材料在温湿度差较大的环境中起雾。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种防雾涂层的制作方法，包括以下步骤：步骤1、首先将透明材料表面进行预处理，用有机溶剂A做去脂处理，然后物理抛光，再依次分别用自来水和蒸馏水冲洗后干燥；步骤2、以下单位为质量份，将马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、经硅烷偶联剂处理的无机纳米材料10-40份以及催化剂1-5份混合于45-84份有机试剂B中，涂覆在步骤1处理完后的透明材料表面，然后将此透明材料在真空条件下进行热处理，由此透明材料表面形成一聚合物膜层，其中的马来酸酐官能团结构位于聚合物膜层的外部，可以提供与亲水官能团连接的反应点；步骤3、以下单位为质量份，将含亲水性官能团的高分子聚合物8-10份与表面活性剂2-6份溶于水中，水占84-90份，搅拌均匀后即用于涂覆在经步骤2处理后的透明材料表面，在真空条件下热处理后即得到透明材料表面的长效防雾涂层，其中的一部分亲水官能团与步骤2所形成的马来酸酐基团反应，另一部分的亲水官能团仍然保持原貌，由此提供防雾特性。
进一步，所述步骤1中的有机溶剂A为乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或者多种的混合溶液。
进一步，所述步骤2中的有机溶剂B为丙酮和四氢呋喃的混合溶液，丙酮和四氢呋喃体积比1：2。
进一步，步骤2中所述经硅烷偶联剂处理的无机纳米材料为二氧化硅或氧化铝。
进一步，步骤3中的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或者多种的混合物。
进一步，步骤3中的所述表面活性剂为含羟基、氨基、碳碳双键或羧基的表面活性剂的一种或者多种的混合物。
进一步，步骤3中的所述表面活性剂优选非离子表面活性剂为N-甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚甘油脂肪酸、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物。
进一步，步骤2中所述热处理是在真空条件下80—150℃下保温16—30小时；步骤3中所述热处理是在真空条件下60—100℃下保温6—8小时。
进一步，步骤2和步骤3中所述涂覆方式可采用喷涂、刮涂、辊涂、浸涂或擦涂。
一种通过上述任何一项方法制作方法制得的防雾涂层。
一种防雾玻璃，在防雾玻璃表面形成上述防雾涂层。
该防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃与传统的防雾涂层及其制作方法和防雾玻璃相比，具有以下有益效果：
（1）本发明采用含有亲水性官能团的高分子材料、高分子连接材料和其他的混合组分在特定条件下通过化学键合方式在透明材料表面得到的牢固的防雾膜层，其中高分子材料的亲水性官能团整齐排列在外表面，由此产生防雾效果，由于防雾层牢固可靠，所以防雾效果持久有效，不需要加热来消耗能源，也没有有机挥发成分产生，安全环保节能。
（2）本发明采用喷涂、刮涂、辊涂、浸涂、擦涂等常见的涂膜方式在干净的透明基材表面施工，经过热处理后即可获得具有耐水、耐擦拭、耐老化和良好防雾性能的透明防雾涂层，从而可以有效解决透明材料在内外温湿度差较大的环境中起雾影响视线清晰度的问题。
具体实施方式
本发明采用含有亲水性官能团的高分子材料、成膜材料、助剂等为主要组成物，在透明材料表面形成牢固的化学键结合膜层，增加防雾层的有效使用期，环保无污染，节能减排放，赋予透明材料长效优良的防雾性能。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：本实施例提供一种防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
将透明玻璃的表面用丙酮和水超声清洗经由物理抛光、清水清洗然后干燥备用。
将马来酸酐接枝聚乙烯2.5g ,经硅烷偶联剂处理的纳米二氧化硅粒子溶液5g, 浓硫酸0.5克溶解在500mL 的丙酮和四氢呋喃的混合溶液（体积比1：2）之中，搅拌均匀，得到混合溶液。将此混合溶液以2000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的玻璃表面。然后在真空条件下，95℃加热12小时后取出备用。
将10g聚乙烯醇溶于100g水溶液之中，加入两性离子表面活性剂硫代甜菜碱2.5g, 搅拌均匀后将此混合溶液以4000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的玻璃表面。然后在真空条件下，95℃加热6小时后取出即得到透明长效防雾涂层。
采用该工艺制备的防雾玻璃试样放于80℃热水上5 cm处，盛放热水的烧杯容积为50ml，测试过程中每隔10秒用洁净的干布擦拭一次，每擦拭4次更换一杯热水，擦拭7次不起雾；将试样放于80 ℃热水上方5cm处，盛放热水的烧杯为50ml烧杯，在测试过程中，每6分钟更换一杯热水，初始起雾时间为23分钟；完全起雾时间为35分钟。
实施例2：本实施例提供一种防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
将透明玻璃的表面用丙酮和水超声清洗经由物理抛光、清水清洗然后干燥备用。
将马来酸酐接枝聚乙烯2.5g ,经硅烷偶联剂处理的纳米氧化铝粒子溶液5g, 浓硫酸0.5克溶解在500mL 的丙酮和四氢呋喃的混合溶液（体积比1：2）之中，搅拌均匀，得到混合溶液。将此混合溶液以2000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的玻璃表面。然后在真空条件下，95℃加热12小时后取出备用。
9.5g聚丙烯酰胺溶于100g水溶液之中，加入表面活性剂聚氧乙烯月桂醚5g,搅拌均匀后将此混合溶液以4000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的玻璃表面。然后在真空条件下，95℃加热6小时后取出即得到透明长效防雾涂层。
采用该工艺制备的防雾玻璃试样放于80℃热水上5 cm处，盛放热水的烧杯容积为50ml，测试过程中每隔10秒用洁净的干布擦拭一次，每擦拭4次更换一杯热水，擦拭8次不起雾；将试样放于80 ℃热水上方5cm处，盛放热水的烧杯为50ml烧杯，在测试过程中，每6分钟更换一杯热水，初始起雾时间为25分钟；完全起雾时间为36分钟。
实施例3：本实施例提供一种防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
将透明塑料PC板的表面用乙醇和水超声清洗经由物理抛光、清水清洗然后干燥备用。
将马来酸酐接枝聚乙烯2.5g ,经硅烷偶联剂处理的纳米二氧化硅粒子溶液5g, 浓硫酸0.5克溶解在500mL 的丙酮和四氢呋喃的混合溶液（体积比1：2）之中，搅拌均匀，得到混合溶液。将此混合溶液以2000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的塑料PC表面。然后在真空条件下，80℃加热12小时后取出备用。
将9.5g聚丙烯酰胺溶于100g水溶液之中，加入表面活性剂十四烷基璜丙基二甲甜菜碱3g, 搅拌均匀后将此混合溶液以4000rpm的转速旋涂于上一步已经处理好的塑料PC表面。然后在真空条件下，60℃加热6小时后取出即得到透明长效防雾涂层。
采用该工艺制备的防雾塑料PC试样放于80℃热水上5cm处，盛放热水的烧杯容积为50ml，测试过程中每隔10秒用洁净的干布擦拭一次，每擦拭4次更换一杯热水，擦拭8次不起雾；将试样放于80 ℃热水上方5cm处，盛放热水的烧杯为50ml烧杯，在测试过程中，每6分钟更换一杯热水，初始起雾时间为17分钟；完全起雾时间为30分钟。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防雾涂层的制作方法，包括以下步骤：步骤1、首先将透明材料表面进行预处理，用有机溶剂A做去脂处理，然后物理抛光，再依次分别用自来水和蒸馏水冲洗后干燥；步骤2、以下单位为质量份，将马来酸酐接枝聚乙烯5-10份、经硅烷偶联剂处理的无机纳米材料10-40份以及催化剂1-5份混合于45-84份有机试剂B中，涂覆在步骤1处理完后的透明材料表面，然后将此透明材料在真空条件下进行热处理，由此透明材料表面形成一聚合物膜层，其中的马来酸酐官能团结构位于聚合物膜层的外部，可以提供与亲水官能团连接的反应点；步骤3、以下单位为质量份，将含亲水性官能团的高分子聚合物8-10份与表面活性剂2-6份溶于水中，水占84-90份，搅拌均匀后即用于涂覆在经步骤2处理后的透明材料表面，在真空条件下热处理后即得到透明材料表面的长效防雾涂层，其中的一部分亲水官能团与步骤2所形成的马来酸酐基团反应，另一部分的亲水官能团仍然保持原貌，由此提供防雾特性。
2.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：所述步骤1中的有机溶剂A为乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或者多种的混合溶液。
3.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：所述步骤2中的有机溶剂B为丙酮和四氢呋喃的混合溶液，丙酮和四氢呋喃体积比1：2。
4.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：步骤2中所述经硅烷偶联剂处理的无机纳米材料为二氧化硅或氧化铝。
5.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：步骤3中的高分子聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：步骤3中的所述表面活性剂为含羟基、氨基、碳碳双键或羧基的表面活性剂的一种或者多种的混合物。
7.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：步骤3中的所述表面活性剂优选非离子表面活性剂为N-甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚甘油脂肪酸、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求1所述防雾涂层的制作方法，其特征在于：步骤2中所述热处理是在真空条件下80—150℃下保温16—30小时；步骤3中所述热处理是在真空条件下60—100℃下保温6—8小时。
9.一种通过权利要求1-8中任何一项制作方法制得的防雾涂层。
10.一种防雾玻璃，其特征在于：在防雾玻璃表面形成权利要求9所述的防雾涂层。
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