CN105176371A - 紫外光固化涂料及制备方法和超亲水透明防雾涂层及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种紫外光固化涂料及制备方法和超亲水透明防雾涂层及制备方法；所述紫外光固化涂料的原料包括10～50重量份的改性硅溶胶、5～30重量份的UV树脂低聚物、5～30重量份的活性稀释剂、0.2～5重量份的表面活性剂、2～6重量份的光引发剂和0～50重量份的溶剂。本发明的紫外光固化涂料制备的涂层具有长效超亲水性能和优良的防雾性能，而且耐水性好，耐候性好，同时其耐磨、耐刮擦和耐污性能也非常好。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种紫外光固化涂料及其制备方法以及采用该紫外光固化涂料制成的超亲水透明防雾涂层。
背景技术
透明材料如玻璃、塑料、薄膜表面的水接触角一般都在40°以上，在内外表面有温差时，温度低的那面水分的饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压，会在表面聚集凝结形成雾，湿气或蒸汽冷凝在透明材料制品的表面形成微小水滴，微小水滴的析出使光线经过时发生漫反射，很明显的降低了透明材料的透光率，出现起雾现象，从而使得透明材料变得不透明，影响视觉效果，雾化现象严重影响透明度。这会给人们的生活带来很多不便，如眼镜的雾化会使人视界模糊；汽车挡风玻璃及后视镜的雾化会给交通带来安全隐患；摄像机球罩的雾化会使监控图像模糊失真；对于太阳能装置雾化会严重降低对太阳能利用率；对农业用塑料膜大棚雾化也会严重降低薄膜透光率，影响作物生长。在材料表面涂覆能降低材料表面水接触角的涂层，这样在发生水汽凝结时水汽会在涂层的表面铺展开形成透明水膜，不影响透明度从而达到防雾的目的。但是目前的涂层普遍存在着使用一段时间之后防雾性能变差的问题。
发明内容
鉴于上述涂料使用时的不足，本发明的目的是提供一种具有很好的长效防雾性能、耐水性好、耐候性好、超亲水的紫外光固化涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种紫外光固化涂料，该紫外光固化涂料的原料包括10～50重量份的改性硅溶胶、5～30重量份的UV树脂低聚物、5～30重量份的活性稀释剂、0.2～5重量份的表面活性剂、2～6重量份的光引发剂和0～50重量份的溶剂；
其中所述改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶；
所述UV树脂低聚物的色度≤2，所述UV树脂低聚物的分子量为350～3000，所述UV树脂低聚物的官能团的数量为2～5；
所述活性稀释剂的官能团数量为1～6；
所述表面活性剂为分子量为200～3000的反应性表面活性剂；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮以及苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种的混合物；
所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、四氢呋喃、甲苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、正丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物。。
在其中一个实施例中，所述UV树脂低聚物为丙烯酸酯类低聚物。
在其中一个实施例中，所述活性稀释剂为(甲基)丙烯酸酯类官能团的自由基单体。
在其中一个实施例中，所述表面活性剂为烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯中的一种或几种的混合物。
在其中一个实施例中，所述紫外光固化涂料还包括0～1重量份的流平剂和/或0～1重量份的消泡剂。
上述的紫外光固化涂料的制备方法，包括如下步骤：将改性硅溶胶、UV树脂低聚物、活性稀释剂、表面活性剂、光引发剂和溶剂按上述重量份数比混合均匀，过滤即得到所述的紫外光固化涂料。
在其中一个实施例中，所述接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶的制备方法包括如下步骤：
制备接枝有烯键的硅溶胶；
制备接枝有磺酸基的硅溶胶；
将所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶，其中，所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2～1:1。
在其中一个实施例中，所述制备接枝有烯键的硅溶胶包括以下步骤：
取一定量的硅溶胶，调节其PH值至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有烯键的硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接枝有烯键的硅溶胶；其中，所述含有烯键的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5～2:1。
在其中一个实施例中，所述含有烯键的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量的质量份数比为0.8～1:1。
在其中一个实施例中，向所述硅溶胶中滴加所述含有烯键的硅烷偶联剂时，所述含有烯键的硅烷偶联剂的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，所述含有烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种的混合物。
在其中一个实施例中，所述制备接枝有磺酸基的硅溶胶包括以下步骤：
取一定量的硅溶胶，调节其PH值至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有巯基的硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接枝有巯基的硅溶胶；其中，所述含有巯基的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5～2:1；
在所述接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化物，所述过氧化物将所述巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；其中，所述过氧化物与所述接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1～3:1。
在其中一个实施例中，所述含有巯基的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量的质量份数比为1～1.5:1；
所述过氧化物与所述接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1～1.5:1。
在其中一个实施例中，向所述硅溶胶中滴加含有巯基的硅烷偶联剂时，所述含有巯基的硅烷偶联剂的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，所述含疏基的硅烷偶联剂的分子结构式为：SH(CH2)3Si(OR)3，其中，R为甲基、乙基或甲氧基乙基。
在其中一个实施例中，所述过氧化物为过氧化氢和过氧乙酸中的一种或几种的混合物。
在其中一个实施例中，所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.4～0.6:1。
在其中一个实施例中，将所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化包括以下步骤：
将所述接枝有磺酸基的硅溶胶进行搅拌，边搅拌边滴加所述接枝有烯键的硅溶胶，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h。
在其中一个实施例中，向所述接枝有磺酸基的硅溶胶中滴加所述接枝有烯键的硅溶胶时，所述接枝有烯键的硅溶胶的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，在制备接枝有烯键的硅溶胶和制备接枝有巯基的硅溶胶之前，还包括以下步骤：
将硅溶胶在超声波中活化10min～60min。
在其中一个实施例中，所述硅溶胶的固含量为5wt％～35wt％，粒径为5nm至100nm。
本发明还提供一种超亲水透明防雾涂层，所述超亲水透明防雾涂层是通过将上述的紫外光固化涂料涂覆在基材上制成的，其中所述超亲水透明防雾涂层的厚度为5微米至35微米。
上述的超亲水透明防雾涂层的制备方法，包括如下步骤：
将上述的紫外光固化涂料涂覆在基材表面；
对涂覆有涂层的基材进行预烘烤处理，预烘烤处理的温度为50℃至100℃，时间为1分钟至10分钟；
对预烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的紫外光固化涂料采用了改性硅溶胶、UV树脂低聚物、活性稀释剂、表面活性剂和光引发剂等成分，其中改性硅溶胶的表面接枝有烯键和磺酸基，所接枝的烯键可以参与自由基反应，接枝的烯键可以与UV树脂低聚物、活性稀释剂、反应性表面活性剂在光引发剂的存在下通过紫外光辐射发生化学共聚和交联从而形成均一的有机-无机杂化体系；硅溶胶表面接枝的磺酸基具有很高的亲水性，其可以保证本发明的紫外光固化涂料固化后的超亲水性能，再者由于烯键和磺酸基均化学接枝在无机物硅溶胶的表面，因此使得本发明的紫外光固化涂料制备的涂层具有长效超亲水性能和优良的防雾性能，而且耐水性好，耐候性好，同时其耐磨、耐刮擦和耐污性能也非常好。
(2)本发明的紫外光固化涂料中的UV树脂低聚物、活性稀释剂和反应性表面活性剂构成了本发明的紫外光固化涂料的主要连接料，保证了各组分之间的相容性、反应性和成膜性，满足了涂料与涂层基材的附着力、硬度和透光率等的需求。
(3)本发明的紫外光固化涂料完全适用于各种透明材料，适合各种涂覆工艺，在汽车倒车镜、挡风玻璃、浴室镜、游泳镜、摄像机球罩、透明薄膜以及光学材料上具有很好的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的紫外光固化涂料及制备方法和超亲水透明防雾涂层及制备方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种紫外光固化涂料，其原料包括10～50重量份的改性硅溶胶、5～30重量份的UV树脂低聚物、5～30重量份的活性稀释剂、0.2～5重量份的表面活性剂、2～6重量份的光引发剂和0～50重量份的溶剂。
其中所述改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。硅溶胶亦称硅酸溶胶，硅溶胶是纳米级二氧化硅颗粒在水或其他溶剂(其他溶剂可以是乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯、防白水中的一种或几种)中的分散液，硅溶胶中的二氧化硅含有大量的水及羟基，具有较大的比表面积，具有高分散性、高吸附性和高耐火绝热性等特点。其原料来源广泛，便于生产，价格低廉，对人类和环境无毒无害。
本实施例中的接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶的分子结构式为：
其中n＝0～3，Y为
本实施例中的改性硅溶胶的表面接枝有烯键(-C＝C)和磺酸基(-SO3H)，所接枝的烯键可以参与自由基反应，接枝的烯键可以与UV树脂低聚物、活性稀释剂、表面活性剂在光引发剂的存在下通过紫外光辐射发生化学共聚和交联从而形成均一的有机-无机杂化体系；硅溶胶表面接枝的磺酸基具有很高的亲水性，其可以保证本发明的紫外光固化涂料固化后的超亲水性能，再者由于烯键和磺酸基均化学接枝在无机物硅溶胶的表面(目前的纯高分子体系的涂料中起到亲水作用的亲水基团是直接接在高分子主链上的，因此这种纯高分子体系的耐水性较差，因此使用一段时间后防雾性能变差)，因此使得本发明的紫外光固化涂料制备的涂层具有长效超亲水性能和优良的防雾性能，而且耐水性好，耐候性好，同时其耐磨、耐刮擦和耐污性能也非常好。
其中，原料中的所述UV树脂低聚物为低色度UV树脂低聚物，要求所使用UV树脂低聚物的色度(Fe-Co值)≤2，UV树脂低聚物的分子量为350～3000，所述UV树脂低聚物的官能团的数量为2～5；优选UV树脂低聚物为丙烯酸酯类低聚物。更优的，所述UV树脂低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和磷酸丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。
其中所采用的活性稀释剂的官能团数量为1～6；优选的，活性稀释剂为(甲基)丙烯酸酯类的含1～6官能团的自由基型单体，例如单官能团(甲基)丙烯酸羟乙酯，单官能团的(甲基)丙烯酸羟丙酯、双官能团的1，6-已二醇双丙烯酸酯(HDDA)、双官能团的二缩丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)、双官能团的三缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、三官能团的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，三官能团的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)，三官能团的三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、三官能团的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP6EOTA)、四官能团的乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(PPTTA)、六官能团的双-季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)等。官能团数量为1～6的活性稀释剂由于其官能团较多，分子链较短，能够兼顾硬度和提高交联密度，在固化过程中能够缓冲其他成分的成膜应力，防止固化时崩裂，辅助提高涂层的抗划伤性能，辅助提高耐磨性能。同时稀释剂的加入能够调节涂料的粘度，有利于涂料的加工。
其中所采用的表面活性剂为分子量是200～3000的反应性表面活性剂；反应性表面活性剂是指带有活性自由基反应基团的表面活性剂，反应性表面活性剂能增加不同单体、改性硅溶胶、溶剂之间的相容性，并能与所混合的活性反应物发生聚合反应，从而永久的键合到联接料中，成为联接料的一部分。本实施例中的表面活性剂可以为烯丙基聚氧乙烯醚，甲基丙烯醇聚氧乙烯醚，(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯中的一种或几种的混合物。
其中所采用的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(907)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TPO-L)、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(IHT-PI910)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(659)以及苯甲酰甲酸甲酯(MBF)中的一种或几种的混合物。光引发剂能吸收紫外光，能够原料中的组分提供反应需要的自由基。
其中所采用的溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、四氢呋喃、甲苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、正丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物。各种溶剂之间的体积比可以为任意。
较佳的，本发明的紫外光固化涂料还包括0～1重量份的流平剂和/或0～1重量份的消泡剂。本发明所用的消泡剂和流平剂均为聚酯改性含丙烯酸官能团聚二甲基硅氧烷。
本发明的紫外光固化涂料的制备方法，将改性硅溶胶、UV树脂低聚物、活性稀释剂、表面活性剂、光引发剂和溶剂等各组分按上述重量份数比混合均匀，过滤即得到所述的紫外光固化涂料。
其中，所述接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶的制备方法包括如下步骤：
S100：制备接枝有烯键的硅溶胶。
较佳地，作为一种可实施方式，制备接枝有烯键的硅溶胶包括以下步骤：
S110，取一定量的硅溶胶进行活化处理。
由于硅溶胶在静置时容易出现团聚现象，较佳地，在使用之前，需要将硅溶胶进行活化处理，使硅溶胶中的颗粒均匀分散，以增加后续反应的均匀性。作为一种可实施方式，将硅溶胶在超声波中活化10min～60min。此外，也可采用其他方式进行活化，例如，可通过加热或高速搅拌等方式活化硅溶胶。
需要说明的是，本步骤中所述的硅溶胶是指未经改性的硅溶胶，通常为二氧化硅颗粒(由SiO2分子及附着在SiO2分子表面的羟基等构成)在溶剂中的分散液，其中，溶剂可以为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯和防白水中的一种或几种的混合物。
较佳地，本步骤中，硅溶胶的固含量为5wt％～35wt％。其中，硅溶胶的固含量是指二氧化硅颗粒在整个分散液中的质量百分含量。更佳地，该硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为纳米级，优选为5nm～100nm，更优为5nm～35nm。
S120，用乙酸、盐酸或柠檬酸将活化后的硅溶胶的pH至调节至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有烯键的硅烷偶联剂。
其中，含有烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的一种或几种的混合物。
步骤S120中，采用边搅拌边滴加反应物的方式将活化后的硅溶胶与含有烯键的硅烷偶联剂进行混合，有效防止了硅溶胶的团聚，增加了反应速率及反应均匀性；并且，采用正滴的方式(将含有烯键的硅烷偶联剂滴加至硅溶胶中)，有利于反应过程的控制，能够保证目标反应物的生成。
为了控制烯键的引入量，提高改性后的硅溶胶与有机高分子单体的相容性，优选地，步骤S120中，所加入的含有烯键的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5～2:1，更优地，所加入的含有烯键的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含量的质量份数比为0.8～1:1。
较佳地，向硅溶胶中滴加含有烯键的硅烷偶联剂时，含有烯键的硅烷偶联剂的滴加时间控制在30min～120min之间；更佳地，含有烯键的硅烷偶联剂的滴加时间控制在60min～80min之间。
为了有效防止烯键的氧化，步骤S120在保护气氛中进行。其中，保护气氛可以为氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛或其他惰性气体气氛。
S130，滴加完含有烯键的硅烷偶联剂之后，继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接枝有烯键的硅溶胶。
本步骤的目的为使硅溶胶与含有烯键的硅烷偶联剂充分反应，将烯键成功接枝到硅溶胶中。较佳地，步骤130中的搅拌步骤在保护气氛中进行，陈化步骤在常温条件下进行。
S200：制备接枝有磺酸基的硅溶胶。
较佳地，作为一种可实施方式，制备接枝有磺酸基硅溶胶包括以下步骤：
S210，取一定量的硅溶胶进行活化处理。其中，本步骤中的硅溶胶及具体活化过程参见步骤S110。
S220，用乙酸、盐酸或柠檬酸将活化后的硅溶胶的pH至调节至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有巯基的硅烷偶联剂。较优地，步骤S220在保护气氛中进行。
其中，含有巯基的硅烷偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)中的一种或几种的混合物。
步骤S220中，采用边搅拌边滴加反应物的方式将活化后的硅溶胶与含有巯基的硅烷偶联剂混合，有效防止了硅溶胶的团聚，增加了反应速率及反应均匀性；并且，采用正滴的方式(将含有巯基的硅烷偶联剂滴加至硅溶胶中)，有利于反应过程的控制，能够保证目标反应物的生成。
作为优选，步骤S220中，加入的含有巯基的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5～2:1，更优地，加入的含有巯基的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含量的质量份数比为1～1.5:1。
较佳地，向硅溶胶中滴加含有巯基的硅烷偶联剂时，含有巯基的硅烷偶联剂的滴加时间控制在30min～120min之间；更佳地，含有巯基的硅烷偶联剂的滴加时间控制在60min～80min之间。
S230，滴加完含有巯基的硅烷偶联剂之后，继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接枝有巯基的硅溶胶。
步骤S230的目的为使硅溶胶与含有巯基的硅烷偶联剂充分反应，将巯基成功接枝到的硅溶胶中。较优地，步骤S230中的搅拌步骤在保护气氛中进行，陈化步骤在常温条件下进行。
S240，在步骤S230中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化物，该过氧化物将硅溶胶上的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶。
步骤S240中的过氧化物可以为过氧化氢和过氧乙酸中的一种或几种的混合物，优选为过氧化氢。其中，过氧化氢和过氧乙酸多以水溶液的形式加入到接枝有巯基的硅溶胶中，过氧化氢和过氧乙酸的水溶液呈酸性，过氧根离子在酸性条件下更容易将巯基氧化为磺酸基。此外，过氧化物还可以为过氧化钠或过氧化钾等。
较佳地，步骤S240中，加入的过氧化物与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1～3:1，优选为1～1.5:1。需要说明的是，此处的过氧化物与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比可以是过氧化物与接枝有巯基的硅溶胶中的巯基的摩尔比。
S300：将步骤S100得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤S200得到的接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2～1:1，优选为0.4～0.6:1，更优为0.45～0.55:1。
步骤S300中，将步骤S100得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤S200得到的接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化包括以下步骤：将步骤S200得到的接枝有磺酸基的硅溶胶进行搅拌，边搅拌边滴加步骤S100得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h。
为了增加反应效果，防止反应过程中反应物被空气氧化，作为优选，滴加接枝有烯键的硅溶胶的过程以及滴加完毕后的搅拌过程均在保护气氛中进行；滴加完毕后的陈化过程在常温条件下进行。
较佳地，向接枝有磺酸基的硅溶胶中滴加接枝有烯键的硅溶胶时，接枝有烯键的硅溶胶的滴加时间为30min～120min，优选为60min～80min。
需要说明的是，上述步骤S100和S200的顺序可以调换，也可同时进行；并且，本发明对于反应温度无特殊要求，本发明中所有步骤均可在室温下进行。
以下通过化学反应式对本发明的改性硅溶胶的制备方法的原理进行说明：
其中，n＝0～3，
Y为—CH＝CH3、或
R为—CH3、—CH2CH3或—CH2CH2OCH3。
其中，n＝0～3，
Y为—CH＝CH3、或
R为—CH3、—CH2CH3或—CH2CH2OCH3。
本发明分别制备了接枝有烯键的硅溶胶以及接枝有磺酸基的硅溶胶，然后将二者按照一定的比例混合，经搅拌和陈化步骤后得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶；其中，烯键反应活性较高，可进行自由基反应，能够提高硅溶胶与有机分子的相容性，而磺酸基具有极强的亲水性，能够进一步增强硅溶胶的亲水性能，有效防止了由于烯键的引入而导致硅溶胶亲水性能的降低，同时磺酸基是接枝于无机物SiO2，降低了水溶性。因此，本发明的改性硅溶胶亲水性能优异，与有机高分子单体的相容性大大提高，可以作为超亲水防雾涂料的重要原料。
本发明还提供一种超亲水透明防雾涂层，所述超亲水透明防雾涂层是通过将上述的紫外光固化涂料涂覆在基材上制成的，其中所述超亲水透明防雾涂层的厚度为5微米至35微米。
上述的超亲水透明防雾涂层的制备方法，包括如下步骤：
将上述的紫外光固化涂料涂覆在基材表面；
对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为50℃至100℃，时间为1分钟至10分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层。
以下通过具体实施例对本发明进一步说明。如非特别说明，以下实施例中所使用的药剂均为市售。
性能测试方法：
1、亲水性测试：
采用德国Dataphysics公司的OCA-40型接触角测定仪对涂覆有紫外光固化涂料制成的超亲水透明防雾涂层的样品进行测试，测量其水接触角。
2、透光率测试：
采用LCD-5200光电特性测试仪，380-780nm波段对扫描样品表面的涂层，按照GBT2680-1994公开的太阳光各波段分布特性，计算各样品表面针对可见光的透光率。
3、硬度测试
按照标准号为GB/6739T所述的方法，测试样品表面的涂层的硬度。使用铅笔硬度测试仪，在1kg力下用日文的三菱铅笔在基材表面推过，划3次，涂层表面无损伤，记为OK；3次中1次有轻微划伤为NO。
4、耐磨性测试：(SteelWoolTest)
用000#钢丝绒，在250N的压力和2cm/s速度下，在样品表面上磨擦一定20次来回，然后用雾度计测试样品磨擦前后的雾度(％)。
5、附着力测试
用划格器在样品表面涂层上划35个1毫米×1毫米的正方形格。用美国3M公司生产的型号为250的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快的速度60度角揭起，观察划痕边缘处是否有脱漆。如没有任何脱漆为5B，脱漆量在0-5％之间为4B，5-15％之间为3B，15-35％之间为2B，35-65％之间为1B，65％以上为0B。
6、QUV测试
采用QVA加速腐蚀仪，先对样品进行4h的UV光照射，(波长340nm，功率0.63W/m2，温度60℃)，然后经过4h的湿热环境(50℃)，记为一次循环；经过12次循环实验，采用上述测试方法2和5测试样品表面的附着力和透过率。
实施例一
(11)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化30min，其中，硅溶胶的固含量为5wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为5nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2.5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为30min，其中，加入的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌1h，然后于室温下陈化12h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至3并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为30min，其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌1h，然后于室温条件下陈化12h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为30min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌1h，然后于室温条件下陈化12h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(12)制备紫外光固化涂料
实施例一的紫外光固化涂料包括：10重量份的(11)制得的改性硅溶胶、5重量份的UV树脂低聚物、30重量份的活性稀释剂、0.2重量份的表面活性剂、2重量份的光引发剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚氨酯丙烯酸酯，活性稀释剂为单官能团的(甲基)丙烯酸羟乙酯，表面活性剂为烯丙基聚氧乙烯醚，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)，溶剂为乙醇和去离子水的混合物。
(13)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例一的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为50℃，时间为1分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品一。
实施例二
(21)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化20min，其中，硅溶胶的固含量为10wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为10nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至3并于氩气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为40min，其中，加入的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为0.8:1；滴加完毕后继续于氩气气氛下搅拌3h，然后于室温条件下陈化16h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至4并于氩气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为40min，其中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1:1；滴加完毕后继续于氩气气氛下搅拌3h，然后于室温条件下陈化16h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.5:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氩气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为40min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.4:1；滴加完毕后继续于氩气气氛下搅拌3h，然后室温条件下陈化16h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(22)制备紫外光固化涂料
实施例二的紫外光固化涂料包括：20重量份的(21)制得的改性硅溶胶、10重量份的UV树脂低聚物、5重量份的活性稀释剂、5重量份的表面活性剂、6重量份的光引发剂和50重量份的溶剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚酯丙烯酸酯，活性稀释剂为单官能团的(甲基)丙烯酸羟丙酯，表面活性剂为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮(184)，溶剂为异丙醇和去离子水的混合物。
(23)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例二的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间为10分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品二。
实施例三
(31)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化10min，其中，硅溶胶的固含量为15wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为15nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3.5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三乙氧基硅烷，滴加时间为60min，其中，加入的乙烯基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为0.9:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，于氮气气氛下进行搅拌，用柠檬酸调节其pH值至3.5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)，滴加时间为60min，其中，加入的γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.2:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为60min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(32)制备紫外光固化涂料
实施例三的紫外光固化涂料包括：30重量份的(31)制得的改性硅溶胶、15重量份的UV树脂低聚物、10重量份的活性稀释剂、1重量份的表面活性剂、3重量份的光引发剂和10重量份的溶剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。将实施例三的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上得到样品三。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯，活性稀释剂为双官能团的1，6-已二醇双丙烯酸酯(HDDA)，表面活性剂为(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯，光引发剂为2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(907)，溶剂为正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯和去离子水的混合物。
(33)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例三的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为100℃，时间为5分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品三。
实施例四
(41)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化40min，其中，硅溶胶的固含量为20wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为20nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2并于氦气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三甲氧基硅烷，滴加时间为90min，其中，加入的乙烯基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2并于氦气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷的混合物，滴加时间为90min，其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷的混合物与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧乙酸，其中，加入的过氧乙酸与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.4:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氦气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为90min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.45:1；滴加完毕后继续于氦气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(42)制备紫外光固化涂料
实施例四的紫外光固化涂料包括：40重量份的(41)制得的改性硅溶胶、25重量份的UV树脂低聚物、20重量份的活性稀释剂、3重量份的表面活性剂、4重量份的光引发剂和30重量份的溶剂、1重量份流平剂、1重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的磷酸丙烯酸酯，活性稀释剂为双官能团的二缩丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)，表面活性剂为烯丙基聚氧乙烯醚和甲基丙烯醇聚氧乙烯醚(二者的重量份数比为1:1)，光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)，溶剂为四氢呋喃和甲苯(二者体积比为2:1)的混合物。
(43)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例三的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为100℃，时间为2分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品四。
实施例五
(51)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶加热至50℃，边加热边搅拌，将其进行活化，其中，硅溶胶的固含量为25wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为25nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至4并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，滴加时间为120min，其中，加入的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至4并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为120min，其中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧乙酸的水溶液，其中，加入的过氧乙酸的水溶液中的过氧乙酸与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.7：1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为120min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.55:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(52)制备紫外光固化涂料
实施例五的紫外光固化涂料包括：40重量份的(51)制得的改性硅溶胶、20重量份的UV树脂低聚物、15重量份的活性稀释剂、4重量份的表面活性剂、5重量份的光引发剂和40重量份的溶剂、10重量份流平剂、10重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯和分子量为350～3000磷酸丙烯酸酯的混合物，二者重量份数比为1:1；活性稀释剂为双官能团的三缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)，表面活性剂为重量份数比为2:1的甲基丙烯醇聚氧乙烯醚和(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯的混合物，光引发剂为重量份数比为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TPO-L)和2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(IHT-PI910)的混合物，溶剂为丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯和环戊酮(三者的体积比为1:2:1)的混合物。
(53)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例五的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为80℃，时间为4分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品五。
实施例六
(61)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化60min，其中，硅溶胶的固含量为30wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为40nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至2.5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混合物，滴加时间为70min，其中，加入的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混合物与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至2.5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为70min，其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为70min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.6:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(62)制备紫外光固化涂料
实施例六的紫外光固化涂料包括：40重量份的(61)制得的改性硅溶胶、30重量份的UV树脂低聚物、15重量份的活性稀释剂、5重量份的表面活性剂、3重量份的光引发剂和40重量份的溶剂、5重量份流平剂、5重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯和分子量为350～3000磷酸丙烯酸酯的混合物，二者重量份数比为2:1；活性稀释剂为三官能团的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，表面活性剂为重量份数比为2:1:1的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚和(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯的混合物，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(659)，溶剂为环戊酮、乙酸丁酯和去离子水(三者的体积比为3:1:4)的混合物。
(63)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例六的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间为5分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品六。
实施例七
(71)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化50min，其中，硅溶胶的固含量为35wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为60nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为80min，其中，加入的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化20h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至5并于氮气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为80min，其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为0.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化20h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为2:1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，用盐酸调节反应体系的pH值为3，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为80min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化20h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(72)制备紫外光固化涂料
实施例七的紫外光固化涂料包括：30重量份的(71)制得的改性硅溶胶、30重量份的UV树脂低聚物、15重量份的活性稀释剂、5重量份的表面活性剂、3重量份的光引发剂和40重量份的溶剂、10重量份流平剂、5重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯和分子量为350～3000磷酸丙烯酸酯的混合物，二者重量份数比为3:1；活性稀释剂为三官能团的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)，表面活性剂为重量份数比为4:2:1的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚和(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯的混合物，光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯(MBF)，溶剂为基异丁基酮、正丁酮和去离子水(三者的体积比为2:1:4)的混合物。
(73)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例七的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间为10分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品七。
实施例八
(81)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化45min，其中，硅溶胶的溶剂为水，固含量为18wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为100nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3并于空气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，滴加时间为120min，其中，加入的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.6:1；滴加完毕后继续于空气气氛下搅拌4h，然后于空气中陈化24h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3并于空气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为120min，其中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.4:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于空气中陈化24h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化钠，其中，加入的过氧化钠与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为2.5:1，过氧化钠将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于空气气氛下搅拌，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为120min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.55:1；滴加完毕后继续于空气气氛下搅拌4h，然后于空气中陈化24h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(82)制备紫外光固化涂料
实施例八的紫外光固化涂料包括：50重量份的(81)制得的改性硅溶胶、30重量份的UV树脂低聚物、15重量份的活性稀释剂、5重量份的表面活性剂、3重量份的光引发剂和40重量份的溶剂、10重量份流平剂、5重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯和分子量为350～3000磷酸丙烯酸酯的混合物，二者重量份数比为3:1；活性稀释剂为重量份数比为1:1的三官能团的三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)和三官能团的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP6EOTA)的混合物，表面活性剂为重量份数比为3:2:1的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚和(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯的混合物，光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯(MBF)，溶剂为4-甲基-2-戊酮和去离子水(二者的体积比为2:1)的混合物。
(83)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例八的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间为10分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品八。
实施例九
(91)制备改性硅溶胶
1、取一定量的粒径为6nm、固含量为18wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3，另取一定量的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，将所取的硅溶胶加入到所取的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中，其中，所取的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.2:1；然后将硅溶胶与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物于氮气气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
2、取一定量的粒径为10nm、固含量为18wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3，另取一定量的γ-巯丙基三乙氧基硅烷，将所取的硅溶胶加入到所取的γ-巯丙基三乙氧基硅烷中，其中，所取的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.2:1；然后将硅溶胶与γ-巯丙基三乙氧基硅烷的混合物于氮气气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
3、在步骤2中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中，过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为31，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
4、将步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤3得到的接枝有磺酸基的硅溶胶混合后于氮气气氛下搅拌4.5h，然后于室温条件下陈化14h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(92)制备紫外光固化涂料
实施例九的紫外光固化涂料包括：50重量份的(91)制得的改性硅溶胶、30重量份的UV树脂低聚物、30重量份的活性稀释剂、5重量份的表面活性剂、3重量份的光引发剂和40重量份的溶剂、10重量份流平剂、5重量份消泡剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理20分钟)，过滤即可得到紫外光固化涂料。
本实施例中采用的UV树脂低聚物为分子量为350～3000的聚醚丙烯酸酯和分子量为350～3000磷酸丙烯酸酯的混合物，二者重量份数比为3:1；活性稀释剂为重量份数比为1:1的四官能团的乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(PPTTA)和六官能团的双-季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)的混合物，表面活性剂为重量份数比为3:2:1的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚和(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯的混合物，光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯(MBF)，溶剂为环己酮和2-庚酮(二者的体积比为3:1)的混合物。
(93)制备超亲水透明防雾涂层
将实施例九的紫外光固化涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间为10分钟；
对烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层即可得到样品九。
以上各实施例的性能测试结果如下：
通过上表可以看出，本发明的紫外光固化涂料的透光率好；亲水性能好，与水的接触角低，实验中发现水滴在涂层(玻璃)表面迅速铺展；其与基材的附着力高，硬度高，耐候性好。本发明的紫外光固化涂料耐水性优异，经试验水泡一个月涂层不溶解，不脱落，不起泡，且耐水煮1小时。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种紫外光固化涂料，其特征在于，所述紫外光固化涂料的原料包括10～50重量份的改性硅溶胶、5～30重量份的UV树脂低聚物、5～30重量份的活性稀释剂、0.2～5重量份的表面活性剂、2～6重量份的光引发剂和0～50重量份的溶剂；
其中所述改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶；
所述UV树脂低聚物的色度≤2，所述UV树脂低聚物的分子量为350～3000，所述UV树脂低聚物的官能团的数量为2～5；
所述活性稀释剂的官能团数量为1～6；
所述表面活性剂为分子量为200～3000的反应性表面活性剂；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮以及苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种的混合物；
所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、四氢呋喃、甲苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、正丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述UV树脂低聚物为丙烯酸酯类低聚物。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述活性稀释剂为(甲基)丙烯酸酯类官能团的自由基单体。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述表面活性剂为烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯醇聚氧乙烯醚、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯醚单酯中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的紫外光固化涂料，其特征在于，所述紫外光固化涂料还包括0～1重量份的流平剂和/或0～1重量份的消泡剂。
6.权利要求1至5任意一项所述的紫外光固化涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将改性硅溶胶、UV树脂低聚物、活性稀释剂、表面活性剂、光引发剂和溶剂按上述重量份数比混合均匀，过滤即得到所述的紫外光固化涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶的制备方法包括如下步骤：
制备接枝有烯键的硅溶胶；
制备接枝有磺酸基的硅溶胶；
将所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶，其中，所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2～1:1。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在制备接枝有烯键的硅溶胶和制备接枝有巯基的硅溶胶之前，还包括以下步骤：
将硅溶胶在超声波中活化10min～60min。
9.一种超亲水透明防雾涂层，其特征在于，所述超亲水透明防雾涂层是通过将权利要求1至5任一项所述的紫外光固化涂料涂覆在基材上制成的，其中所述超亲水透明防雾涂层的厚度为5微米至35微米。
10.权利要求9所述的超亲水透明防雾涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将权利要求1至5任意一项所述的紫外光固化涂料涂覆在基材表面；
对涂覆有涂层的基材进行预烘烤处理，预烘烤处理的温度为50℃至100℃，时间为1分钟至10分钟；
对预烘烤处理之后的基材进行紫外固化处理即可得到超亲水透明防雾涂层。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 350008 25 25, Jinyuan Chau Industrial Park, 618 Jinshan Road, Jianxin Town, Cangshan, Fujian. Patentee after: Fujian freidaa Optical Co Ltd Address before: 350008 Fuzhou Jinshan Industrial Park, Fujian, No. 25 standard factory Patentee before: Fuzhou Fran M & E Technology Development CO., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Cangshan District of Fuzhou City, Fujian province 350018 to build a new town, Jinshan Road No. 618, juyuanzhou Industrial Park 25 Patentee after: Fujian Fulan optics Co., Ltd Address before: 25 / F, juyuanzhou Industrial Park, 618 Jinshan Avenue, Jianxin Town, Cangshan, Fuzhou City, Fujian Province 350008 Patentee before: FUJIAN FRAN OPTICS Co.,Ltd. |