CN114381190B - 一种聚氨酯防雾膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)在基材的任一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料，固化，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层；(2)对步骤(1)得到的聚氨酯涂层远离基材层的一面进行等离子体处理，得到所述聚氨酯防雾膜。本发明提供的聚氨酯防雾膜既具有较长时间的防雾效果，又具有较好的力学性能，同时具有较高的透光率。

Description

一种聚氨酯防雾膜及其制备方法

技术领域

本发明属于防雾膜技术领域，具体涉及一种聚氨酯防雾膜及其制备方法。

背景技术

透明材料的生产与使用已渗透在人们生活的各个方面，但是透明材料(例如眼镜、面罩、浴室玻璃、汽车前挡玻璃、相机镜头、落地窗、展示柜)在一定环境下会结雾、干扰视线，这种现象给人们带来很多困扰，甚至造成安全隐患和重大的经济损失。目前通常是通过物理加热或者涂覆防雾材料来除雾，其中通过电加热玻璃升温除雾和除霜需要耗用大量的电和金属，而市场防雾材料多为喷雾式，其主要成分为表面活性剂类，防雾持效性短，不耐擦拭。因此，如解决透明材料的起雾问题成为人们的研究热点。

CN108504150A公开了一种基于两性离子聚电解质共聚物的防雾涂层及其制备方法。该技术方案中通过可逆加成-断裂链转移聚合方法合成聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-co-氟烷基甲基丙烯酸酯)-b-聚两性离子电解质嵌段共聚物，以低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，以所合成嵌段共聚物为主要组分，通过紫外光固化方法制备涂层。采用硅烷偶联剂对基材进行改性，利用巯基-烯点击反应构建网络结构，涂层中亲水性聚两性电解质使涂层具有较好的防雾性能，疏水性氟基甲基丙烯酸酯用来调控亲疏水平衡，使涂层具有较好的耐水性和稳定性。但是该防雾涂层的制备方法复杂，不适于产业化生产使用。

CN109957323A公开了一种离子型聚氨酯类防雾薄膜及其制备方法。所述防雾薄膜是由异氰酸酯或异氰酸酯多聚体、聚氧乙烯醚、双羟基离子化合物、含羟基的丙烯酸酯类化合物、烯丙基离子表面活性剂、引发剂为反应物聚合而成，各组分的重量比为100:(5～40):(20～60):(5～20):(1～10):(0.05～1)，优选100:(5～20):(50～60):(10～20):(5～10):(0.5～1)。该技术方案制备得到的防雾薄膜的防雾效果持久性较差。

CN108384293A公开了一种基于阳离子聚电解质共聚物的防雾/防霜涂层及其制备方法。所述基于阳离子聚电解质共聚物的防雾/防霜涂层中包括如下质量百分含量的组分：聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-co-氟烷基甲基丙烯酸酯)-b-阳离子聚电解质3～50％、低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯0.3～20％、光引发剂0.05～0.5％和余量的溶剂。该技术方案中首先需要以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、氟烷基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料，采用可逆加成-断裂链转移聚合方法合成嵌段聚合物，通过离子交换获得不同反离子的聚合物，作为涂层的主要组分，然后以低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，与基材通过紫外光交联固化成膜。该技术方案提供的防雾/防霜涂层的制备方法繁琐复杂，且生产成本较高，不适于工业化生产使用。

由上述内容可知，现有技术中大多是通过对防雾涂料的制备原料组分进行调整，希望可以得到具有较好防雾效果且防雾效果持久的防雾膜，但是由此得到的防雾涂料的制备过程较为繁琐，不适于工业化生产使用。而市场上常用的防雾涂料是含有表面活性剂的单组分聚氨酯涂料，在形成聚氨酯防雾涂层时，表面活性剂分子将在聚氨酯防雾涂层表面富集或微量渗出，由于表面活性剂优异的亲水性，减小了水在聚氨酯防雾涂层材料表面的接触角，水发生铺展而薄膜化，减少了漫反射，光线能较好地穿过材料，由此解决了水的在其表面发生雾化或结雾问题的发生，从而得到了具有较好防雾效果的防雾涂层。但是，通过含有表面活性剂的单组分聚氨酯涂料制备防雾涂层时，需要严格控制聚氨酯防雾涂料的固化程度，若固化程度较低，则聚氨酯防雾涂料的成膜性较差，若固化程度过高，则制备得到的聚氨酯防雾涂层的致密性过好，导致表面活性剂无法迁移至涂层表面，无法起到防雾的效果。

因此，如何制备得到一种具有较长时间防雾效果的聚氨酯防雾膜，已成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法。本发明中通过等离子体对聚氨酯涂层进行处理，破坏聚氨酯涂层中未发生反应的-NCO等活性基团，使其不能继续固化，由此制备得到的聚氨酯防雾膜具有较长时间防雾效果和较好的力学性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种聚氨酯防雾膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)在基材的任一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料，固化，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层；

(2)对步骤(1)得到的聚氨酯涂层远离基材层的一面进行等离子体处理，得到所述聚氨酯防雾膜。

现有技术中，单组分聚氨酯防雾涂料之所以具有防雾效果，是由于单组分聚氨酯防雾涂料在成膜固化过程中，会在涂层的表面和内部存在很多微型气孔、缺陷等，表面活性剂通常是通过这些微型气孔、缺陷等向外迁移，富集在聚氨酯涂层表面，进而改善聚氨酯涂层表面的亲水性，减小水在聚氨酯防雾涂层材料表面的接触角，使水发生铺展而薄膜化，由此使聚氨酯涂层具有较好的防雾效果。

为了使单组分聚氨酯防雾涂料在固化过程中可以形成微型气孔、缺陷等，需要严格控制聚氨酯防雾涂料的固化程度，若固化程度较低，则聚氨酯防雾涂料的成膜性较差，若固化程度过高，则制备得到的聚氨酯防雾涂层的致密性过好，导致表面活性剂无法迁移至涂层表面，无法起到防雾的效果。由此可知，由单组分聚氨酯防雾涂料制备得到的防雾涂层或防雾膜中单组分聚氨酯涂料是部分固化的，其固化温度一般低于单组份聚氨酯本身的固化温度，使得单组分聚氨酯涂料可以固化成膜，具有适宜的固化程度，又不会固化过于致密，表面活性剂可迁移或渗出至涂层表面，取得较好的防雾效果。

但是，由于单组分聚氨酯涂料是部分固化形成的聚氨酯涂层，因此，聚氨酯涂层中仍含有可发生固化反应的-NCO、-OH等活性基团，该活性基团在常温下将继续固化，导致聚氨酯防雾涂层的固化程度在不断提高，固化的高分子链会逐渐移动，最终填满聚氨酯涂层的微型气孔和缺陷，最终导致表面活性剂无法在涂层表面富集或微量渗出，使聚氨酯涂层丧失防雾效果。

本发明中，通过等离子体对聚氨酯涂层进行处理，进而破坏聚氨酯涂层中未发生固化反应的-NCO、-OH等活性基团，尤其破坏通过聚氨酯涂层气孔或缺陷裸露在外的活性基团，使其发生钝化，不能继续发生固化反应，从而使聚氨酯涂层中的气孔和缺陷无法被填充，表面活性剂可以通过涂层内部和表面的气孔和缺陷等迁移、富集在聚氨酯涂层表面，由此使聚氨酯涂层的防雾效果可持续较长时间，得到具有较长时间防雾效果的聚氨酯防雾膜。

需要说明的是，本发明中对于基材的选择不做任何特殊的限定，本领域中常用的基材均可使用，示例性地包括但不限于：PET膜、PVC膜等。

以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

作为本发明的优选技术方案，所述等离子体处理的功率为50～500W，例如可以是50W、100W、150W、200W、250W、300W、350W、400W、450W或500W等。

本发明中，通过控制等离子体处理的功率在特定的范围内，既可以钝化聚氨酯涂层中未发生固化反应的活性基团，使其不能在发生固化，进而保留聚氨酯涂层内部及表面的气孔和缺陷等，使表面活性剂能过通过该气孔和缺陷等进行迁移、富集在聚氨酯涂层表面，进而使其具有较长时间的防雾效果；又可以不损伤聚氨酯涂层的表面，使其具有较好的透明性及力学性能。

若等离子体后处理的功率过小，则无法较好的钝化聚氨酯涂层的活性基团，该活性基团在常温下将继续固化，导致聚氨酯防雾涂层的固化程度在不断提高，固化的高分子链逐渐移动，最终填满聚氨酯涂层的气孔和缺陷，最终导致表面活性剂无法在涂层表面富集，使聚氨酯涂层丧失防雾效果，由此制备得到的聚氨酯防雾膜的防雾效果时间较短；若等离子体后处理的功率过大，则将损伤聚氨酯涂层的表面，制备得到的聚氨酯防雾膜的透明性及力学性能较差。

优选地，所述等离子体处理的时间为10s～30min，例如可以是10s、30s、1min、2min、5min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、23min、25min、27min或30min等。

同理，本发明通过控制等离子体处理的时间在特定的范围内，制备得到的聚氨酯防雾膜既具有较长时间的防雾效果，又具有较好的力学性能。若等离子体处理的时间过短，则制备得到的聚氨酯防雾膜的防雾效果持久性较差；若等离子体处理的时间过长，则制备得到的聚氨酯防雾膜的力学性能较差。

作为本发明的优选技术方案，所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

单组份水性聚氨酯涂料60～90份、表面活性剂10～35份和其他助剂5～15份。

本发明中，所述单组份水性聚氨酯涂料的重量份数可以是60份、63份、66份、69份、72份、75份、78份、81份、84份、87份或90份等。

所述表面活性剂的重量份数可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、27份、30份、32份或35份等。

所述其他助剂的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。

优选地，所述单组份水性聚氨酯选自非离子单组份水性聚氨酯、阳离子单组份水性聚氨酯或阴离子单组份水性聚氨酯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述单组份水性聚氨酯的固含量为30～40％，例如可以是30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％等。

优选地，所述表面活性剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、全氟烷基聚氧乙烯醚、长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐或脂肪酸磺烷基酯中的任意一种或至少两种的组合。

本发明中，所述其他助剂选自增稠剂、消泡剂或流平剂中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明的优选技术方案，所述涂覆前还包括预处理的步骤。

优选地，所述预处理的方法为对基材进行电晕处理。

需要说明的是，对基材进行电晕处理后，单组分聚氨酯防雾涂料将涂覆与基材经电晕处理的一面。

作为本发明的优选技术方案，所述固化的温度为30～70℃，例如可以是30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃等。

优选地，所述固化的时间为1～24h，例如可以是1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等。

作为本发明的优选技术方案，所述聚氨酯涂层的厚度为5～30μm，例如可以是5μm、7μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、23μm、25μm、27μm或30μm等。

作为本发明的优选技术方案，所述等离子体处理的具体方法为：

将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面。

作为本发明的优选技术方案，所述等离子体选自He、Ar、Ne、Xe、空气、N₂、O₂、H₂O、CO₂、卤素化合物气体、NH₃、NF₃或有机化合物气体中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述卤素化合物其他选自四氟甲烷、三氟甲烷、六氟丙烯或八氟异丁烯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述有机化合物气体为甲烷、乙烷或乙烯中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明的优选技术方案，所述等离子体装置选自介质阻挡放电等离子源、表面放电等离子源、体放电等离子源、等离子炬源、电弧等离子炬、滑动电弧等离子炬、冷等离子炬、直流等离子源、脉冲等离子源、磁控管等离子源、感应耦合等离子源、大气压等离子体喷射源、电晕放电等离子源、微等离子源、低压等离子源或高压等离子源。

作为本发明的优选技术方案，所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在30～70℃下固化1～24h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为5～30μm；

(2)对步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率为50～500W下，对其进行等离子体处理10s～30min，得到所述聚氨酯防雾膜；

所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

单组份水性聚氨酯涂料60～90份、表面活性剂10～35份和其他助剂5～15份。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的制备方法制备得到的聚氨酯防雾膜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，等离子体对聚氨酯涂层进行处理，并进一步控制等离子体处理的功率和时间在特定的范围内，制备得到的聚氨酯防雾膜具有较好的防雾效果和较好的力学性能以及较高的透光率，经防雾性测试后，其防雾效果为1级，经防雾材料渗出测试次数≥10次后，聚氨酯防雾膜依然不会由于防雾材料的渗出而影响其防雾性，水接触角为0°，附着力为0级，硬度为3H，透光率为92.5％～94％；同时本发明提供的聚氨酯防雾膜的防雾效果可持续较长时间，分别在50℃和100℃下，对聚氨酯防雾膜进行防雾持久性测试后，其防雾持久性均为1级，且在23±5℃/50％RH的环境下放置10天后，其仍具有较好的防雾效果。

附图说明

图1为实施例1提供的聚氨酯防雾膜进行水接触角的测试照片；

图2-3分别为实施例1提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h和10天后，进行防雾耐久性的测试照片；

图4-6分别为实施例7提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h、3天和10天后，进行防雾耐久性的测试照片；

图7分别为实施例8提供的聚氨酯防雾膜进行水接触角的测试照片；

图8为实施例8提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h后，进行防雾耐久性的测试照片；

图9-11分别为实施例11提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h、7天和10天后，进行防雾耐久性的测试照片；

图12为实施例12提供的聚氨酯防雾膜进行水接触角的测试照片；

图13分别为实施例12提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h后，进行防雾耐久性的测试照片；

图14为对比例1提供的聚氨酯防雾膜进行水接触角的测试照片；

图15-16分别为对比例1提供的聚氨酯防雾膜在常温露天环境中(23±5℃/50％RH)放置0h和24h后，进行防雾耐久性的测试照片；

其中，1-聚氨酯防雾膜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

下述实施例和对比例中部分组分的来源如下：

非离子单组份水性聚氨酯：安徽安大华泰新材料有限公司；

阳离子单组份水性聚氨酯：广东一三七化工科技有限公司；

阴离子单组份水性聚氨酯：巴斯夫；

烷基酚聚氧乙烯醚：深圳市吉田化工有限公司；

长链脂肪醇聚氧乙烯醚：邢台鑫蓝星科技；

聚酯改性聚二甲基硅氧烷：德国毕克；

聚醚改性聚二甲基硅氧烷：德国毕克；

PET膜：东莞市义鸿实业有限公司；

流平剂：德国毕克，BYK-333；

消泡剂：德国毕克，BYK-141。

实施例1

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，所述制备方法具体如下：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在50℃下固化4h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为10μm；

(2)将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体(NH₃)喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率200W下，对其进行等离子体处理15min，得到所述聚氨酯防雾膜；

其中，所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

非离子单组份水性聚氨酯80份、烷基酚聚氧乙烯醚20份和流平剂3份。

使用接触角测量仪(型号SDC-200S)对本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的水接触角进行测试，测试结果如图1所示。由图1可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1具有较好的亲水性。

将本实施例提供的聚氨酯防雾膜1粘贴于玻璃上，分别置于常温露天环境中(23±5℃/50％RH)0h和10天后，对其进行防雾耐久性测试，测试结果如图2-3所示。由图2-3可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1具有较好的防雾耐久性。

实施例2

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，所述制备方法具体如下：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在30℃下固化24h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为30μm；

(2)将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体(O₂)喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率为50W下，对其进行等离子体处理30min，得到所述聚氨酯防雾膜；

其中，所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

阳离子单组份水性聚氨酯90份、长链脂肪醇聚氧乙烯醚35份和消泡剂5份。

实施例3

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，所述制备方法具体如下：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在70℃下固化1h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为20μm；

(2)将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体(Ar)喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率为500W下，对其进行等离子体处理10smin，得到所述聚氨酯防雾膜；

其中，所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

阴离子单组份水性聚氨酯60份、聚酯改性聚二甲基硅氧烷10份和消泡剂3份。

实施例4

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，所述制备方法具体如下：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在60℃下固化2h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为50μm；

(2)将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体(NH₃)喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率为300W下，对其进行等离子体处理10min，得到所述聚氨酯防雾膜；

其中，所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

阴离子单组份水性聚氨酯75份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷25份和流平剂5份。

实施例5

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的功率为50W，其他条件与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的功率为500W，其他条件与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的功率为30W，其他条件与实施例1相同。

将本实施例提供的聚氨酯防雾膜1粘贴于玻璃上，分别置于常温露天环境中(23±5℃/50％RH)0h、3天和10天后，对其进行防雾耐久性测试，测试结果如图4-6所示。由图4-6可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的防雾耐久性较差。

实施例8

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的功率为600W，其他条件与实施例1相同。

使用接触角测量仪(型号SDC-200S)对本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的水接触角进行测试，测试结果如图7所示。由图7可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的亲水性较差。

本实施例中对聚氨酯涂层进行等离子体处理的功率过大，得到的聚氨酯防雾膜1如图8所示。由图8可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1被破坏，其防雾效果较差。

实施例9

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的时间为10s，其他条件与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的时间为30min，其他条件与实施例1相同。

实施例11

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的时间为5s，其他条件与实施例1相同。

将本实施例提供的聚氨酯防雾膜1粘贴于玻璃上，分别置于常温露天环境中(23±5℃/50％RH)0h、7天和10天后，对其进行防雾耐久性测试，测试结果如图9-11所示。由图9-11可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的防雾耐久性较差。

实施例12

本实施例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述等离子体处理的时间为40min，其他条件与实施例1相同。

使用接触角测量仪(型号SDC-200S)对本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的水接触角进行测试，测试结果如图12所示。由图12可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1的亲水性较差。

本实施例中对聚氨酯涂层进行等离子体处理的时间过长，得到的聚氨酯防雾膜1如图13所示。由图13可知，本实施例提供的聚氨酯防雾膜1被破坏，其防雾效果较差。

对比例1

本对比例提供一种聚氨酯防雾膜及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，未进行步骤(2)中的等离子体处理，其他条件与实施例1相同。

使用接触角测量仪(型号SDC-200S)对本对比例提供的聚氨酯防雾膜进行测试，如图14所示。由图14可知，本对比例提供的聚氨酯防雾膜1具有较好的亲水性。

将本对比例提供的聚氨酯防雾膜1粘贴于玻璃上，分别置于常温露天环境中(23±5℃/50％RH)0h和24h后，对其进行防雾耐久性测试，测试结果如图15-16所示。由图15-16可知，本对比例提供的聚氨酯防雾膜1的防雾耐久性较差。

对上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜的性能进行测试，测试方法如下：

防雾性：分别将上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜粘贴于玻璃上，在距离聚氨酯防雾膜20cm，用100℃的高温蒸汽喷蒸，观察聚氨酯防雾膜是否起雾；

防雾材料渗出测试：分别将上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜粘贴于玻璃上，距离聚氨酯防雾膜10cm，用100℃的高温水蒸汽喷蒸2min，观察其防雾效果后，将聚氨酯防雾膜于室温下放置干燥，然后再喷蒸2min-观察防雾效果-室温干燥水分，如此反复；记录喷蒸后，聚氨酯防雾膜30％的面积出现水珠及雾气时的喷蒸次数，若测试10次后，聚氨酯防雾膜中出现水珠及雾气的面积小于其30％的面积，则记为“10+”；

水接触角：采用东莞市晟鼎精密仪器有限公司接触角测量仪(型号SDC-200S)设备测定上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜的水滴接触角；

附着力：GB/T 9286-1998；

硬度：将上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜在70℃下固化3h后，以垂直压力1千克的力量，以45°斜角在漆膜画出3cm长度，划5次，漆膜没划痕，该铅笔级别硬度即为漆膜硬度，其中铅笔的硬度分别为6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H和9H；

透光率：使用透光率雾度测定仪，将上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜裁成5cm×5cm的正方形，选取聚氨酯防雾膜中心及四个顶点处分别测试透光率，取其平均值即为透光率数值；

防雾持久度：将容积为250mL烧杯中加入200mL水，分别使用上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜盖住杯口，将烧杯置于50℃的恒温水浴锅中，30min后，目测观察聚氨酯防雾膜的起雾情况；将容积为1000mL烧杯中加入500mL水，分别使用上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜盖住杯口，将烧杯置于加热盘上，并将水持续煮沸，30min后，目测观察聚氨酯防雾膜的起雾情况；

防雾耐久性：将上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜粘贴于玻璃上，置于常温露天环境中(23±5℃/50％RH)，按时间0h(即制备得到聚氨酯防雾膜后立即进行测试)、1h、1天(24h)、2天……10天，之后每一天对聚氨酯防雾膜进行一次防雾性测试，共进行10天的防雾性测试，直至聚氨酯防雾膜30％的面积出现水珠及雾气，记录放置的天数，其中“√”代表通过防雾耐久性测试，“×”代表聚氨酯防雾膜30％及以上的面积出现水珠或雾气；

其中，起雾评价标准如下：

等级1代表完全透明无水滴；

等级2代表透明性较好，有少量不均匀大水滴，出现水滴面积不超过5％；

等级3代表基本透明，有较多水滴，出现水滴面积不超过30％；

等级4代表半透明，有很多小水珠，出现水滴面积50％以上；

等级5代表完全不透明。

对上述实施例和对比例提供的聚氨酯防雾膜的性能测试结果如下表1和表2所述：

表1

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表2

由表1和表2的内容可知，本发明通过等离子体对聚氨酯涂层进行处理，并进一步控制等离子体处理的功率和时间在特定的范围内，制备得到的聚氨酯防雾膜具有较好的防雾效果和较好的力学性能以及较高的透光率，经防雾性测试后，其防雾效果为1级，经防雾材料渗出测试次数≥10次后，聚氨酯防雾膜依然不会由于防雾材料的渗出而影响其防雾性，水接触角为0°，附着力为0级，硬度为3H，透光率为92.5％～94％；同时本发明提供的聚氨酯防雾膜的防雾效果可持续较长时间，分别在50℃和100℃下，对聚氨酯防雾膜进行防雾持久性测试后，其防雾持久性均为1级，且在23±5℃/50％RH的环境下放置10天后，其仍具有较好的防雾效果。

与实施例1相比，若等离子体处理的功率过小(实施例7)或等离子体处理的功率过大(实施例8)，则制备得到的聚氨酯防雾膜的防雾效果较差，且防雾耐久性较差；若等离子体处理的时间过短(实施例11)或等离子体处理的时间过长(实施例12)，则制备得到的聚氨酯防雾膜的防雾效果也较差，且防雾耐久性也较差。

与实施例1相比，若制备得到的聚氨酯防雾膜未经等离子体处理(对比例1)，则制备得到的聚氨酯防雾膜的防雾耐久性较差。

综上所述，本发明通过等离子体对聚氨酯涂层进行处理，并进一步控制等离子体处理的功率和时间在特定的范围内，制备得到的聚氨酯防雾膜既具有较好的亲水性、较好的力学性能和较高的透光率，又具有较好的防雾效果，且防雾性可持续较长时间。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (15)

1.一种聚氨酯防雾膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)在基材的任一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料，固化，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层；

(2)对步骤(1)得到的聚氨酯涂层远离基材层的一面进行等离子体处理，得到所述聚氨酯防雾膜；

所述等离子体处理的功率为50～500W；

所述等离子体处理的时间为10s～30min；

所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

单组份水性聚氨酯涂料60～90份、表面活性剂10～35份和其他助剂5～15份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单组份水性聚氨酯涂料选自非离子单组份水性聚氨酯、阳离子单组份水性聚氨酯或阴离子单组份水性聚氨酯中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单组份水性聚氨酯涂料的固含量为30～40％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、全氟烷基聚氧乙烯醚、长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺、烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐或脂肪酸磺烷基酯中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆前还包括预处理的步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预处理的方法为对基材进行电晕处理。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为30～70℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的时间为1～24h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯涂层的厚度为5～30μm。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体处理的具体方法为：

将步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面；

所述等离子体处理的功率为50～500W；

所述等离子体处理的时间为10s～30min。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体选自He、Ar、Ne、Xe、空气、N₂、O₂、H₂O、CO₂、卤素化合物气体、NH₃、NF₃或有机化合物气体中的任意一种或至少两种的组合；

所述有机化合物气体为甲烷、乙烷或乙烯中的任意一种或至少两种的组合。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述卤素化合物气体选自四氟甲烷、三氟甲烷、六氟丙烯或八氟异丁烯中的任意一种或至少两种的组合。

13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体装置选自介质阻挡放电等离子源、表面放电等离子源、体放电等离子源、等离子炬源、电弧等离子炬、滑动电弧等离子炬、冷等离子炬、直流等离子源、脉冲等离子源、磁控管等离子源、感应耦合等离子源、大气压等离子体喷射源、电晕放电等离子源、微等离子源、低压等离子源或高压等离子源。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)对基材进行电晕处理后，在基材经电晕处理的一面涂覆单组分聚氨酯防雾涂料后，在30～70℃下固化1～24h，得到与基材相贴合的聚氨酯涂层，所述聚氨酯涂层的厚度为5～30μm；

(2)对步骤(1)得到的聚氨酯涂层置于等离子体装置上，并在开放环境下将等离子体喷射到聚氨酯涂层远离基材层的一面，在功率为50～500W下，对其进行等离子体处理10s～30min，得到所述聚氨酯防雾膜；

所述单组分聚氨酯防雾涂料包括如下重量份数的组分：

单组份水性聚氨酯涂料60～90份、表面活性剂10～35份和其他助剂5～15份。

15.一种如权利要求1-14任一项所述的制备方法制备得到的聚氨酯防雾膜。

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