CN111574899B - 一种有机-无机杂化防雾涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机‑无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层及其制备方法，该涂层由45～60份亲水性丙烯酸酯树脂，10～30份有机‑无机杂化硅溶胶，1～5份交联剂，1～5份助剂，5～20份稀释剂混合后，经室温自固化制得。该防雾涂层具有自清洁、抗静电、抑菌、耐磨、耐水洗、耐老化，防雾持久等特性，同时涂层附着力强，柔韧性好，铅笔硬度可达H～2H，水接触角为3～6°，透光率≥90%，可应用于汽车玻璃、海洋轮船、玻璃幕墙、光学镜片、防护面罩等多种玻璃和塑料类透明基材。

Description

一种有机-无机杂化防雾涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料领域，尤其是涉及一种有机-无机杂化室温自交联防雾涂层及其制备方法。
背景技术
透明基材(如玻璃、塑料等)在人们日常生活、工作和生产中应用越来越广泛。然而，在高湿度环境或基材内外两侧存在温度差时，透明基材的表面上会凝结出许多小水珠，产生雾化的现象，小水珠会使光线发生折射和反射，造成基材透光率下降。这不仅影响透明基材的美观，影响透明基材的性能，甚至还会对人们的生命安全造成巨大隐患。如大棚塑料薄膜起雾会降低光的透过率，影响农作物的光合作用，造成产量下降；眼镜镜片、护目镜及各种防护面具表面起雾会影响人们的视线，造成不便；汽车、船等挡风玻璃玻璃起雾影响视线，对人们安全驾驶产生隐患；光学基材(如相机镜头、显微镜镜片、太阳能电池板等)表面起雾，严重影响其性能。
为了减少上述现象的发生，国内外研究者根据雾的成因、表面浸润原理，开发了三种防雾方法：(1)使材料表面亲水；(2)使材料表面疏水；(3)使材料表面温度高于露点。方法(3)多用于汽车行业，因该方法需装载加热设备，有能耗需求，具有一定局限性。与疏水防雾方法相比，亲水防雾具有工艺简单，成本低廉等优点，成为研究的热点。通过在透明基材表面涂覆亲水涂层，改变材料表面的润湿性，达到透明基材防雾目的。根据亲水防雾涂层材料体系划分，主要有三类：(1)功能化聚合物防雾材料；(2)无机防雾材料；(3)有机-无机杂化防雾材料。无机防雾材料大多含有大量的纳米颗粒，受纳米颗粒粒径和粗糙度等因素影响，会造成光散射，影响透明基材的透光率；且无机超亲水防雾材料在制备过程中通常需要构造复杂的表面结构，操作复杂，应用受到限制。有机-无机杂化防雾材料，综合了有机功能化聚合物材料优异的光学性能、优异的柔韧性、良好的兼容性，无机防雾材料优异的耐磨性和耐老化性能，提高了材料的性能并延长其使用寿命。近年来，有机-无机杂化防雾材料成为人们研究的热点。
有机-无机杂化聚合物防雾涂层虽然具有理想的防雾效果，但是由于聚合物表面能较高，易受到空气中灰尘的污染，导致表面自由能降低，从而破坏功能化涂层的防雾效果。因此，制备一种具有自清洁、抗静电、耐磨的防雾材料，并提高其具有非常重要的市场意义和社会价值。
发明内容
本发明目的是提供一种有机-无机杂化防雾涂层及其制备方法，该防雾涂层不仅防雾性能好，还具有耐水洗、耐老化、硬度高、透光率高优点。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种有机-无机杂化防雾涂层，该涂层由45-60份亲水性丙烯酸酯树脂，10-30份含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶，1-5份交联剂，1-5份助剂，5-20份稀释剂混合后，室温固化制得。
优选的，所述有机-无机杂化防雾涂层的铅笔硬度为H-2H，水接触角为3-6°，透光率≥90％。
优选的，所述交联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氮吡啶交联剂、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的助剂为流平剂、消泡剂、附着力促进剂、紫外吸收剂、催干剂、抗流挂剂、抗静电剂中的一种或几种的混合物。
优选的，所述稀释剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或几种混合物。
优选的，按重量份计，所述亲水性丙烯酸酯树脂由25～50份亲水性单体、5～10份疏水性单体、1～4份含烯键硅烷偶联剂、1～2份链转移剂、0.1～0.5份光引发剂、40～70份溶剂聚合而成。
优选的，所述的亲水性单体为丙烯酸类单体、丙烯酰胺类单体及丙烯酸羟酯类单体。
优选的，所述丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸中的一种或几种。
优选的，所述的丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或几种。
优选的，所述的丙烯酸羟酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
进一步优选的，所述的亲水性单体为丙烯酰胺类单体。
进一步优选的，所述的亲水性单体为N-羟乙基丙烯酰胺。
所述N-羟乙基丙烯酰胺同时含有亲性羟基基团和吸湿性酰胺基团，优异的水合作用赋予树脂抗粘附性，使涂层具有自清洁性能；另与N-甲基丙烯酰胺相比，该单体N-羟乙基基团可发生自交联反应，常温反应较快，无需高温烘烤。
优选的，所述的疏水性性单体为丙烯酸酯类软单体和硬单体的混合物。
优选的，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种混合物；所述硬单体为丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的混合物。
优选的，所述含烯键硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选的，所述光引发剂为1-羟基环已基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、4-甲基二苯甲酮中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的链转移剂为正十二烷基硫醇、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯聚、α-甲基苯乙烯线性二聚体中的一种或几种的混合物；
优选的，所述的溶剂为无水乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚中的一种或几种的混合物。
优选的，所述亲水性丙烯酸酯树脂的制备方法包括：氮气保护下，将亲水性单体以及含烯键硅烷偶联剂加入溶剂中，搅拌均匀，再向其加入链转移剂和光引发剂搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于醇类溶剂中的疏水性单体混合溶液，后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
优选的，所述疏水性单体混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s。
本发明中严格控制滴加速度的原因是，在本发明中，反应剧烈，需要非常严格的控制反应单体浓度，如浓度过高，局部反应过快，温度过高，则会出现凝胶化现象，导致聚合物分子量分布不均匀，将严重影响膜的均一性、通透性、硬度和防雾性。
优选的，所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶中的季铵盐来自有机硅季铵盐。
优选的，按重量份计，所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶由5～15份硅酸酯、4～8份硅烷偶联剂、15～30份有机硅季铵盐、30～50份溶剂、0.1～0.2份催化剂、8～12份去离子水聚合而成。
优选的，所述的硅酸酯为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸炳酯、硅酸丁酯中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的催化剂为冰醋酸、盐酸、硝酸中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、氮吡啶交联剂、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的有机硅季铵盐结构式为：
Figure BDA0002536838030000041
其中R为-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2CH2CH3、-OCH(CH3)2或-OCH2CH2CH2CH3；R1为烃基、含氧或含氮基团，R2与R3为含1～20碳原子的烃基，X为酸根阴离子。
优选的，所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶制备过程包括：将硅酸酯分散于溶剂中，加入催化剂溶液搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加一定量的去离子水，40℃下水解1～3h，然后加入有机硅季铵盐和硅烷偶联剂，搅拌过程中滴加一定量的去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
所述有机-无机杂化防雾涂层的制备方法包括：将上述制备的亲水丙烯酸树脂、含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶、交联剂、助剂及稀释剂混合均匀，涂覆于透明基材表面，室温自然晾干后，即可得到有机-无机杂化多功能超亲水防雾涂层。
作为本发明制备的防雾涂料的涂膜的形成方式，可采用通常的喷涂、辊涂、浸渍涂法等，不限于此，可采用适合于本发明的防雾涂料的方法。
本发明的防雾涂料的涂膜的厚度，没有特别的限制。可根据涂料和基材的性能进行适宜的调整。
本发明的防雾原理是在树脂涂层中引入亲水性高分子、有机硅季铵盐，形成高亲水性表面，使其对水的接触角变小，在表面铺展为极薄水膜而不形成微小的水珠，防止漫反射达到防雾作用；同时引入有机硅季铵盐和N-羟乙基丙烯酰胺降低表面能，赋予抗粘附性能，实现涂层的自清洁性，提高防雾性；通过有机-无机杂化技术共价键引入硅元素，提高涂层的硬度和耐磨性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制备的丙烯酸酯类树脂引入了N-羟乙基丙烯酰胺，该单体同时具有亲水性羟基官能团和吸湿性酰胺官能团，优异的水合作用使其聚合物具有抗粘附性能，赋予材料自清洁作用。
(2)本发明制备的防雾涂层通过溶胶-凝胶技术突破性的引入具有活性烷氧基有机硅季铵盐，有机硅季铵盐的活性烷氧基团通过共价键连接到树脂网络中，避免了后添加小分子有机硅季铵盐存在与树脂基质反应不充分、分散不均匀、固化过程中迁移至涂层表面，降低涂层性能等问题，赋予基材优异的耐久性和长效抑菌作用；季铵盐的阳离子结构与树脂并不完全相容，固化过程中会迁移至涂层表面，季铵盐的超亲水性可增加涂层表面水分，提高涂层的亲水性；此外，涂层表面水分的增加，使电荷得以散逸，降低涂层表面的电阻值，使材料表面呈现较好的抗静电性，提高防雾涂层的自清洁能力。
(3)本发明利用硅烷偶联剂使有机-无机硅溶胶通过化学键键合到有机网络中，固化过程中形成缩聚体与共聚体互穿的均一网络膜层，涂层性能均一；硅氧烷的引入可提高涂层硬度，赋予涂层耐磨性，耐水洗，耐老化性能。
(4)本发明使用有机硅季铵盐，同时赋予涂层多种性能，工艺简单，性价比高。
本发明制备的有机-无机杂化超亲水室温自交联防雾涂层，具有自清洁、抗静电、抑菌、耐磨、耐水洗、耐老化，防雾持久等特性，同时涂层附着力强，柔韧性好，铅笔硬度可达H～2H，水接触角为3～6°，透光率≥90％，可应用于汽车玻璃、海洋轮船、玻璃幕墙、光学镜片、防护面罩等多种玻璃和塑料类透明基材。
附图说明
图1是本发明的含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶合成路线图；
图2是本发明的水滴在喷涂防雾涂层玻璃表面和未处理玻璃表面对比图；喷涂防雾涂层玻璃表面(左)和未处理玻璃表面(右)。
图3是本发明的玻璃表面喷涂防雾涂层前后透光性变化对比图；左图为喷涂前，右图为喷涂后。
图4是本发明的防雾涂层防雾性能检测；左侧为喷涂防雾涂层玻璃板，右侧为未喷涂防雾涂层玻璃板。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例制得的防雾涂层的物理性质用下述方法来评价。
1)防雾性
将样品放置于50℃饱和水蒸汽之上，通过观察，如果1分钟不起雾，则视为防雾合格。
2)铅笔硬度
按照JISK 5651-1966有关方法测定铅笔硬度的相关条目测定硬度。
3)附着力
用刀片交叉切割涂膜，形成10×10的方格。用3M-610压敏胶带粘附于最外层表面，然后沿90度方向撕去胶带。计算被撕去的涂层的格子数，如果小于5％则被视为合格。
4)耐水性
将样品浸泡于40℃的蒸馏水中300小时，如果其防雾性保持不变，则视为合格。
5)耐老化
QUV测试500小时，测试参照标准ASTM G-155，第一个循环于62℃氙弧光源的紫外灯照射120分钟后，喷水18分钟。总的测试时间为500小时。如果紫外照射后的防雾性不下降表明防雾涂层的耐紫外性能通过。
6)抗静电性
测量样品涂层表面电阻值，如果电阻值<108Ω，则视为涂层具有抗静电性，如果>108Ω，则视为抗静电性不合格。
实施例1
氮气保护下，分别将30g丙烯酸、10g丙烯酸羟乙酯、100g丙烯酰胺、5g乙烯基三乙氧基硅烷加入200g异丙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂1-羟基环已基苯基甲酮和10g链转移剂正十二烷基硫醇搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于异丙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
将10g正硅酸乙酯(TEOS)分散于43g无水乙醇中，加入3g冰醋酸搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加6g离子水，40℃下水解1～3h，然后加入30g活性有机硅季铵盐和6g硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌过程中滴加6g去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入21g无水乙醇、15g有机-无机杂化硅溶胶、60g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
实施例2
氮气保护下，分别将100g丙烯酸、10g甲基丙烯酸、15g N-羟乙基丙烯酰胺、5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入200g无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂2-羟基-2-甲基-苯基丙酮和10g链转移剂甲基丙烯磺酸钠搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于无水乙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
将15g正硅酸乙酯(TEOS)分散于47g异丙醇中，加入1g盐酸搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加4g离子水，40℃下水解1～3h，然后加入25g活性有机硅季铵盐和3g硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌过程中滴加6g去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入21g无水乙醇、20g有机-无机杂化硅溶胶、55g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
实施例3
氮气保护下，分别将80g丙烯酸、10g乙基丙烯酸、35g N,N二甲基丙烯酰胺、15g N-羟乙基丙烯酰胺、5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入200g无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和10g链转移剂α-甲基苯乙烯线性二聚体搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于无水乙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
将15g正硅酸乙酯(TEOS)分散于47g异丙醇中，加入1g盐酸搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加4g离子水，40℃下水解1～3h，然后加入25g活性有机硅季铵盐和2g硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌过程中滴加6g去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入16g无水乙醇、25g有机-无机杂化硅溶胶、55g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
实施例4
氮气保护下，分别将80g丙烯酸、10g乙基丙烯酸、35g N,N二甲基丙烯酰胺、15g N-羟乙基丙烯酰胺、5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入200g无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和10g链转移剂α-甲基苯乙烯线性二聚体搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于无水乙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
将20g正硅酸乙酯(TEOS)分散于47g异丙醇中，加入1g盐酸搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加4g离子水，40℃下水解1～3h，然后加入20g活性有机硅季铵盐和2g硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌过程中滴加6g去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入16g无水乙醇、25g有机-无机杂化硅溶胶、55g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
对比例1
氮气保护下，分别将80g丙烯酸、10g乙基丙烯酸、35g N,N二甲基丙烯酰胺、15g N-甲基丙烯酰胺、5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入200g无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和10g链转移剂α-甲基苯乙烯线性二聚体搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于无水乙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
将30g正硅酸乙酯(TEOS)分散于47g异丙醇中，加入1g盐酸搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加4g离子水，40℃下水解1～3h，然后加入2g硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌过程中滴加6g去离子水，升温到60℃持续搅拌3～5h，陈化6～12h得到改性纳米硅溶胶。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入16g无水乙醇、25g改性纳米硅溶胶、55g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
对比例2
氮气保护下，分别将80g丙烯酸、10g乙基丙烯酸、35g N,N二甲基丙烯酰胺、15g N-羟乙基丙烯酰胺、5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入200g无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，再向其加入1g光引发剂二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和10g链转移剂α-甲基苯乙烯线性二聚体搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20～30min，再向其滴加分散于无水乙醇中的疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯混合溶液，滴加速度控制在0.5～1滴/s，滴加完成后继续恒温反应1～2h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
有机-无机杂化多功能超亲水室温自交联防雾涂层，具体步骤为，向反应釜中依次加入16g无水乙醇、80g亲水聚丙烯酸酯树脂、2g硅烷偶联剂、2g的丙烯酸酯类流平剂，搅拌均匀后，涂覆于透明玻璃表面室温下自然干燥得到超亲水防雾涂层。涂膜性能测试结果见表1。
表1有机-无机杂化防雾涂膜性能测试结果
Figure BDA0002536838030000101
从结果对比可知，有机硅季铵盐和N-羟乙基丙烯酰胺的加入不仅增加了防雾性能，而且通过二者之间的相互交联，还有利于硬度的提高。而硬度的提高对后期的耐擦洗和持久防雾影响显著。而不加含季铵盐的硅溶胶，防雾膜的性能完全不合格，耐水性和耐老化、以及防雾性和硬度都大幅下降。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (11)

1.一种有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述涂层由45-60份亲水性丙烯酸酯树脂，10-30份含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶，1-5份交联剂，1-5份助剂，5-20份稀释剂混合后，室温固化制得；所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶中的季铵盐来自有机硅季铵盐；
所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶由5~15份硅酸酯、4~8份硅烷偶联剂、15~30份有机硅季铵盐、30~50份溶剂、0.1~0.2份催化剂、8~12份去离子水聚合而成；
所述的有机硅季铵盐结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
其中R为-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2CH2CH3、-OCH(CH3)2或-OCH2CH2CH2CH3；R1为烃基、含氧或含氮基团，R2与R3为含1～20碳原子的烃基，X为酸根阴离子；
所述含季铵盐的有机-无机杂化硅溶胶的制备方法包括：将硅酸酯分散于溶剂中，加入催化剂溶液搅拌使其混合均匀，搅拌下滴加一定量的去离子水，40 ℃下水解1~3 h，然后加入有机硅季铵盐和硅烷偶联剂，搅拌过程中滴加一定量的去离子水，升温到60 ℃持续搅拌3~5 h，陈化6~12 h得到含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶。
2.根据权利要求1所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述涂层的铅笔硬度为H-2H，水接触角为3-6°，透光率≥90%。
3.根据权利要求1所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述亲水性丙烯酸酯树脂由25~50份亲水性单体、5~10份疏水性单体、1~4份含烯键硅烷偶联剂、1~2份链转移剂、0.1~0.5份光引发剂、40~70份溶剂聚合而成。
4.根据权利要求3所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述的亲水性单体为丙烯酸类单体、丙烯酰胺类单体及丙烯酸羟酯类单体。
5.根据权利要求4所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述的亲水性单体为丙烯酰胺类单体。
6.根据权利要求5所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述的亲水性单体为N-羟乙基丙烯酰胺。
7.根据权利要求3所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述疏水性单体为丙烯酸酯类软单体和硬单体的混合物。
8.根据权利要求7所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种混合物；所述硬单体为丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述亲水性丙烯酸酯树脂的制备方法包括：氮气保护下，将亲水性单体以及含烯键硅烷偶联剂加入溶剂中，搅拌均匀，再向其加入链转移剂和光引发剂搅拌至溶解，之后将该体系置于紫外灯光照下反应20~30 min，再向其滴加分散于醇类溶剂中的疏水性单体混合溶液，后继续恒温反应1~2 h，反应结束后，即得到亲水性丙烯酸酯树脂。
10.根据权利要求9所述有机-无机杂化防雾涂层，其特征在于，所述疏水性单体混合溶液的滴加速度控制在0.5~1滴/s。
11.根据权利要求9或10所述有机-无机杂化防雾涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将亲水性丙烯酸酯树脂、含有季铵盐基团的有机-无机杂化硅溶胶、交联剂、助剂及稀释剂混合均匀，涂覆于透明基材表面，室温自然晾干后，即可得到有机-无机杂化多功能超亲水防雾涂层。
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