合、压缩模制或反应注模来制备。
[0076] 适合用做基底的聚合物材料包括但不限于聚酯类(例如聚对苯二甲酸乙二酯或 聚对苯二甲酸丁二酯)、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚(甲基)丙烯 酸酯类(例如聚甲基丙烯酸甲酯或多种(甲基)丙烯酸酯的共聚物)、聚苯乙烯类、聚砜类、 聚醚砜类、环氧聚合物(例如均聚物或与聚二胺类或聚硫醇类的环氧加成聚合物)、聚烯烃 类(例如聚乙烯及其共聚物或聚丙烯及其共聚物)、聚氯乙烯类、聚氨酯类、氟化聚合物、纤 维素材料、它们的衍生物,等等。
[0077] 合适的材料包括例如纯金属、金属合金、金属氧化物以及其它金属化合物。金属的 示例包括但不限于铬、铁、铝、银、金、铜、镍、锌、钴、锡、钢(例如不锈钢或碳钢)、黄铜、它们 的氧化物、它们的合金、以及它们的混合物。
[0078] 在一些实施例中,当需要提高透射率时,基底为透明的。术语"透明的"是指透射 可见光谱(约400nm-700nm波长)内的入射光的至少85%。透明基底可为着色的或无色 的。在其它实施例中,当需要提高亲水性时,基底可为初始疏水性的。可通过多种涂布方法 将组合物施加至多种基底。如本文所用,"亲水性"仅用于指下述热塑性聚合物层的表面特 性,即,该热塑性聚合物层被水性溶液润湿,并且未表现出该层是否吸收水性溶液。因此,热 塑性聚合物层可称为亲水性的,而无论该层是否不可渗透或可渗透水性溶液。其上的水滴 或水性溶液显示小于50°的静态水接触角的表面称为"亲水性的"。疏水性基底具有50° 或更大的水接触角。本文所述的涂层可使基底的亲水性增加至少10度,优选地至少20度。
[0079] 在一些实施例中,基底为疏水性的。术语"疏水性的"和"疏水性"是指水滴或水 性溶液液滴在其上显示具有至少50度、至少60度、至少70度、至少90度、或至少100度静 态水接触角的表面。为了均一涂布,或增强界面粘附性,可能有利的是,疏水性基底上得自 水性体系的组合物增加基底的表面能和/或降低涂料组合物的表面张力。使用例如化学处 理、机械粗糙化、电晕处理(诸如空气或氮气电晕处理)、等离子体处理、火焰处理或光化辐 射,可对基底进行处理。如果需要,也可在基底和附加涂料组合物(例如,二氧化硅或PVA涂 料组合物)之间施加任选的接合涂料组合物以提高层间粘合力。另选地,通过添加低级醇 (例如,具有1至8个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子的醇),可降低底部涂料组 合物的表面张力。基底的另一侧面也可使用上述处理法来处理以改善基底和粘合剂之间的 粘合力。然而在一些实施例中,为了改善涂层亲水性用于期望的防雾性能以及确保得自水 性溶液或水醇溶液的制品的均一涂层,可能有益的是,添加通常为表面活性剂的润湿剂。
[0080] 表面活性剂为具有亲水性(极性)区域和疏水性(非极性)区域两者并能够 降低底部涂料组合物的表面张力的分子。可用的表面活性剂可包括例如在美国专利 6, 040, 053 (Scholz等人)中所公开的那些。如果添加表面活性剂,基于底部涂料组合物的 总重量计,表面活性剂通常以至多5重量%的量存在。例如,该量可为至多4重量%、至多 2重量%、或至多1重量%。表面活性剂通常以等于总涂料组合物的至少0. 001重量%、至 少0. 005重量%、至少0. 01重量%、至少0. 05重量%、至少0. 1重量%、或至少0. 5重量% 的量存在。
[0081] 用于底部涂料组合物(例如,二氧化硅或PVA涂料组合物)中的一些表面活性剂 为非离子表面活性剂。可用的阴离子表面活性剂通常具有含以下部分的分子结构:(1)至 少一个疏水基团,诸如C6_C2。烷基、烷基芳基和/或烯基基团,(2)至少一个阴离子基团,诸 如硫酸根、磺酸根、磷酸根、聚氧乙烯硫酸根、聚氧乙烯磺酸根、聚氧乙烯磷酸根等和/或此 类阴离子基团的盐。合适的盐包括碱金属盐、铵盐、叔胺盐等。可用的阴离子表面活性剂的 代表性商业示例包括但不限于十二烷基硫酸钠(例如可以商品名TEXAPONL-100得自特 拉华州威尔明顿的汉高公司(HenkelInc.,Wilmington,DE)以及以商品名POLYSTEPB-3 得自伊利诺伊州诺斯菲尔德的斯泰潘化学公司(StepanChemicalCo·,Northfield,IL)); 十二烷基醚硫酸钠(例如可以商品名POLYSTEPB-12得自伊利诺伊州诺斯菲尔德的斯泰 潘化学公司(StepanChemicalCo·,Northfield,IL));十二烷基硫酸铵(例如可以商品名 STANDAPOLA得自特拉华州威尔明顿的汉高公司(HenkelInc.,Wilmington,DE));和十二 烷基苯磺酸钠(例如可以商品名SIPONATEDS-10得自新泽西州克兰伯里的罗纳-普朗克 公司(Rhone-Poulenc,Inc.,Cranberry,NJ)) 〇
[0082] 用于底部涂料组合物(例如,二氧化硅或PVA涂料组合物)中的其它可用表面 活性剂为非离子表面活性剂。合适的非离子表面活性剂包括但不限于多乙氧基化的烷基 醇(例如可以商品名BRIJ30和BRIJ35得自特拉华州威尔明顿的ICI美国公司(ICI Americas,Inc.,Wilmington,DE))以及以商品名TERGIT0LTMN-6得自密歇根州米德兰 的陶氏化学公司(DowChemical,Midland,MI));多乙氧基化的烷基酚(例如可以商品名 TRITONX-100得自德国曼海姆的罗氏公司(Roche,Mannheim,Germany))以及以IC0N0L NP-70得自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASFCorp.,FlorhamPark,NJ));和聚乙 二醇/聚丙二醇嵌段共聚物(例如可以商品名TETR0NIC1502、TETR0NIC908和PLUR0NIC F38得自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASFCorp.,FlorhamPark,NJ))。
[0083] 在一些实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括第一交联PVA层和第一二氧化硅层,该第一交联PVA层为多层涂层的最外层, 该第一二氧化硅层设置在基底的表面和最外侧交联PVA层之间。第一二氧化硅层包含被布 置为形成连续的三维多孔网络的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。任选地,制品还包括 一个或多个第二PVA层,该一个或多个第二PVA层设置在第一交联PVA层和第一二氧化硅 层之间、第一二氧化硅层和基底之间、或两者。
[0084] 在一些实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括第一交联PVA层和第一中间二氧化硅层,该第一交联PVA层为多层涂层的最 外层,该第一中间二氧化硅层设置在基底的表面和最外侧交联PVA层之间。第一中间二氧 化硅层包括被布置为形成连续的三维多孔网络的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。任选 地,制品还包括一个或多个第二中间层,该一个或多个第二中间层设置在第一交联PVA层 和第一中间二氧化硅层之间、第一中间二氧化硅层和基底之间、或两者;其中该一个或多个 第二中间层各自包含PVA、二氧化硅纳米颗粒、或它们的组合。
[0085] 在一些实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括第一交联PVA层和底层,该第一交联PVA层为多层涂层的最外层,该底层附接 至基底的表面并设置在基底的表面和第一交联PVA层之间。底层包括被布置为形成连续的 三维多孔网络的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。在一些实施例中,提供了一种制品,该 制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。多层涂层包括第一交联PVA层、底层和第一中 间层,该第一交联PVA层为多层涂层的最外层,该底层包含酸烧结二氧化硅纳米颗粒,该第 一中间层位于第一交联PVA层和底层之间。在一些实施例中,提供了一种制品,该制品包括 基底和附接至该基底的多层涂层。多层涂层包括第一交联PVA层、底层、第一中间层和第二 中间层,该第一交联PVA层为多层涂层的最外层,该底层包含酸烧结二氧化硅纳米颗粒,该 第一中间层位于第一交联PVA层和底层之间,该第二中间层位于第一交联PVA层和第一中 间层之间。在一些实施例中,制品包括设置在底层和第一交联PVA层之间的第三中间层或 第四中间层。第二中间层、第三中间层和第四中间层各自包含PVA、多个二氧化硅纳米颗粒、 或两者。
[0086] 在一些实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括第一交联PVA层、第一中间层和第二中间层,该第一交联PVA层为多层涂层的 最外层,该第一中间层位于第一交联PVA层和基底之间,该第二中间层位于第一交联PVA层 和第一中间层之间。在一些实施例中,制品包括设置在第一中间层和基底之间的第三中间 层或第四中间层。第一中间层包含PVA。第二中间层包含被布置为形成连续三维多孔网络 的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。任选的第三中间层和第四中间层各自包含PVA、多个 二氧化硅纳米颗粒、交联PVA、或它们的组合。
[0087] 当一个或多个中间层包含PVA时,其任选地为交联PVA。在某些实施例中,PVA包 括硅烷改性的PVA。在某些实施例中,底层和第二中间层各自包含酸烧结二氧化硅纳米颗 粒,并且第一中间层和第一交联PVA层各自包含PVA。因此,此类制品包含四个交替二氧化 硅/PVA/二氧化硅/PVA(例如,无机/有机/无机/有机)涂层,其中一个PVA层为中间层 并且另一个为顶部交联PVA层。如上文所讨论,每个无机涂层也可包含一定量的有机材料, 并且每个有机涂层也可包含一定量的无机材料。
[0088] 例如,在包括基底和多个涂层的制品中,层可具有下述非限制性示例性结构中的 一者:
[0089] 1.基底/第一二氧化硅层/第一交联PVA层
[0090] 2.基底/第一中间层/第一二氧化硅层/第一交联PVA层
[0091] 3.基底/第一二氧化硅层/第一中间层/第一交联PVA层
[0092] 4.基底/第一二氧化硅层/第一中间层/第二中间层/第一交联PVA层
[0093] 5.基底/第一中间层/第二中间层/第一二氧化硅层/第一交联PVA层
[0094] 6.基底/第一中间层/第一二氧化硅层/第二中间层/第一交联PVA层
[0095] 7.基底/第一中间层/第一二氧化硅层/第二中间层/第三中间层/第一交联 PVA层
[0096] 8.基底/第一二氧化硅层/第一中间层/第二中间层/第三中间层/第一交联 PVA层
[0097] 9.基底/第一中间层/第二中间层/第三中间层/第一二氧化硅层/第一交联 PVA层
[0098] 10.基底/第一中间层/第二中间层/第一二氧化硅层/第三中间层/第一交联 PVA层
[0099] 在某些实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括附接至基底表面的底层、附接至底层并含有PVA和多个二氧化硅纳米颗粒的 第一PVA层、附接至第一PVA层的第一二氧化硅层、和附接至第一二氧化硅层的交联PVA 层。交联PVA层为最外层。优选地,底层和第一二氧化硅层各自包含被布置为形成连续的 三维多孔网络的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。任选地,底层和第一二氧化硅层还包 含PVA。在其它实施例中,提供了一种制品,该制品包括基底和附接至该基底的多层涂层。 多层涂层包括附接至基底的表面的底层、附接至底层并含有多个二氧化硅纳米颗粒和PVA 的第一二氧化硅层、附接至第一二氧化硅层的第一PVA层、和附接至第一PVA层的交联PVA 层,该交联PVA层为最外层。底层和第一二氧化硅层各自包含被布置为形成连续的三维多 孔网络的多个酸烧结互连二氧化硅纳米颗粒。PVA层包含PVA和二氧化硅纳米颗粒。任选 地,PVA包括硅烷改性的PVA。
[0100] 可将少量的其它任选组分添加至涂料组合物,该其它任选组分可赋予所需的性 质、可有利于特定的固化方法或条件、或可有利于特定的表面处理应用。其它任选组分的 示例包括但不限于催化剂、引发剂、表面活性剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、紫外(UV)吸收 剂、自由基淬灭剂等、以及它们的混合物。
[0101] 在第二方面,提供了一种制备制品的方法。该方法包括(a)提供基底以及(b)将 多层涂层附接至该基底。多层涂层包括(i)第一交联聚(乙烯醇)(PVA)层,该第一交联聚 (乙烯醇)层为多层涂层的最外层;和(ii)第一二氧化硅层,该第一二氧化硅层设置在基 底的表面和最外侧交联PVA层之间。在一些实施例中,该方法还包括在多层涂层中形成一 个或多个附加层,包括至少一个中间层。此类中间层设置在第一二氧化硅层和第一交联PVA 层之间、基底和第一二氧化硅层之间、或两者。在一些实施例中,至少一个中间层包含PVA, 并且该方法任选地还包括交联一个或多个中间层的PVA。PVA的交联未特别地进行限制;例 如,使用有效交联剂来执行交联,诸如硅烷(例如,四乙氧基硅烷)、多官能醛(例如,三聚氰 胺甲醛),或酸(例如,硼酸),如上文详细地讨论。
[0102] 形成第一二氧化硅层通常包括制备含有二氧化硅纳米颗粒的分散体,该二氧化硅 纳米颗粒被pKa小于3. 5的酸酸化到2至5范围内的pH;将该分散体涂布于基底上;以及 干燥涂层以形成多个酸烧结二氧化硅纳米颗粒。含有二氧化硅纳米颗粒的分散体任选地包