防雾涂层及该涂层的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃领域，特别地，涉及一种防雾涂层及该涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在日常生活中，由于玻璃两侧存在明显温差及湿度差。温度较高的一侧的空气中 的汽化液体遇到玻璃时会凝结在玻璃表面形成流动性较差的小液滴，使玻璃表面产生雾 气。玻璃表面的小液滴可使光线产生不规则的散射、反射和衍射，从而显著影响了光线的透 射能力。
[0003] 为了减少玻璃起雾，现有技术中存在多种针对玻璃表面进行改进的方法。目前防 雾的方法主要包括：（1)表面活性剂直接渗入玻璃法；（2)表面活性剂直接涂覆法；（3)高 分子涂覆法。但前两种方法持久稳定性低，需经常重复采用活性剂处理玻璃表面。第三种 方法所得玻璃的防雾效果好，而且防雾效果持久耐磨，而广受关注。高分子涂覆法的防雾原 理是利用高分子聚合物涂层的亲水性，在玻璃表面形成具有高度亲水作用的膜，使玻璃对 水的接触角变小。液滴在玻璃表面极易润湿铺展，形成极薄水膜，起到防雾效果。然而，高 分子材料难以附着于玻璃表面，长期使用后玻璃表面的高分子涂层会失稳脱落。又如，当涂 层受到污染后，如果采用常规的清洗方法如擦拭后，防雾涂层多会脱落。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种防雾涂层及该涂层的制备方法，以解决现有技术中防雾 涂层容易脱落的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种防雾涂层，防雾涂层由依序 叠置于基体表面上的聚乙烯马来酸酐共聚物层和光固化交联层组成，基体表面与聚乙烯马 来酸酐共聚物层之间通过发生第一化学键力相连接，光固化交联层与聚乙烯马来酸酐共聚 物层之间通过发生第二化学键力相连接；所述光固化交联层中所用树脂为可紫外光固化纤 维素酯树脂，该树脂的中包含不饱和纤维素，粘度为3200?60000CPS ;基体表面设有氨基 层。
[0006] 进一步地，第一化学键力为由-NH-CO-化学键产生，第二化学键力为由-COO-酯键 产生；光固化交联层为可紫外光固化纤维素酯树脂与2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸发生紫外 光固化反应形成的交联网络结构层。
[0007] 进一步地，基体为显示屏、玻璃或镜子。
[0008] 进一步地，防雾涂层的RCA耐磨为600次以上，防雾涂层对玻璃的附着力为5B以 上，防雾涂层的铅笔硬度为H以上，防雾涂层的水接触角为7°以下。
[0009] 根据本发明的另一方面还提供了一种制备上述任一项的防雾涂层的方法，包括以 下步骤：1)羟基化基体表面；2)将基体表面的羟基转化为氨基，得到氨基基体；3)在氨基 基体表面涂覆聚乙烯马来酸酐共聚物，并发生开环反应，得到具有聚乙烯马来酸酐共聚物 层的开环基体；4)在开环基体表面涂覆可紫外光固化纤维素酯树脂，并使可紫外光固化纤 维素酯树脂与开环基体发生酰胺反应后，再进行固化反应，得到具有光固化交联层的防雾 涂层。
[0010] 进一步地，步骤1)中包括以下步骤：在超声波处理条件下，对基体依序进行清洗、 浸入羟基化溶液和再次清洗，之后对所得基体进行干燥；步骤2)为在微波等离子体反应器 中进行，所通气体为氢气和氮气的混合气体；步骤3)中聚乙烯马来酸酐共聚物溶于丙酮和 四氢呋喃混合后的溶液中形成聚乙烯马来酸酐溶液，将聚乙烯马来酸酐溶液涂覆于氨基基 体上；开环反应条件为在真空度为665帕的条件下加热至90?100°C恒温8?12小时，使 基体表面的氨基与聚乙烯马来酸酐共聚物分子链中的马来酸酐发生开环化学反应。
[0011] 进一步地，混合气体为按氢气与氮气的体积比例为1:1混合，2)步骤在微波等离 子体反应器的处理时间为400?800秒；聚乙烯马来酸酐溶液的浓度为0. 1?0. 5%;聚乙 烯马来酸酐共聚物的分子量为100000?500000 ;丙酮与四氢呋喃混合溶液中丙酮与四氢 呋喃按体积比为1 :2混合。
[0012] 进一步地，羟基化基体表面步骤中的清洗时间和再次清洗时间均为10分钟；羟基 化溶液为按体积比3:7混合双氧水与浓硫酸得到。
[0013] 进一步地，步骤4)中包括以下步骤：a)将可紫外光固化纤维素酯树脂溶于乙酸 乙酯后，再向所得溶液中加入质量为可紫外光固化纤维素酯树脂质量〇. 03 %的对甲苯磺 酸，得到混合树脂，将混合树脂以4000rmp涂覆于开环基体表面上，在真空度为665帕，加热 至120?140°C下恒温5?10小时条件下进行酰胺反应，得到树脂基体；b)将光引发剂和 2_丙烯酰胺_2甲基丙磺酸溶于乙酸乙酯溶液中得到引发溶液，将引发溶液涂覆于树脂基 体表面并加热至55°C恒温5分钟后，在紫外光下发生固化反应。
[0014] 进一步地，混合树脂中的可紫外光固化纤维素酯树脂的浓度为1?3% ;光引发剂 在引发溶液中的浓度为0.02?0. 15%，2_丙烯酰胺-2甲基丙磺酸在引发溶液中的浓度为 0. 2?1.0%，紫外光的曝光能量为600?1000mJ/cm2。
[0015] 本发明具有以下有益效果：
[0016] 本发明提供的防雾涂层包括通过化学键力相互连接的聚乙烯马来酸酐共聚物层 和光固化交联层，光固化交联层中所用树脂为JS-113、JS-116或JS-126的可紫外光固化纤 维素酯树脂，该树脂形成于聚乙烯马来酸酐共聚物层上二者通过化学键相连接，连接牢固， 防雾效果持久稳定，可用于手机视窗、汽车和浴室镜子等玻璃表面防雾处理，并具有持久地 使用稳定性能。所得涂层表面RCA耐磨可达600次，对玻璃的附着力可达5B，铅笔硬度可达 H。同时所得涂层的防雾效果较优，液滴在涂层表面的水接触角仅为7°。易于形成液流流 走，难以形成水膜附着其上而雾化。
[0017] 本发明提供的该防雾涂层的制备方法，通过首先对基体表面进行羟基化和转氨 化，形成均匀的氨基表面，以利于后续的聚乙烯马来酸酐共聚物层与基体的粘附，提高了所 得涂层的粘附力和持久性。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是本发明优选实施例防雾涂层的防雾效果对比示意图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖 的多种不同方式实施。
[0022] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0023] 本文中中涉及到的百分号" ％"，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分 比，除另有规定外，是指溶液IOOml中含有溶质若干克；液体之间的百分比，是指在20°C时 容量的比例。
[0024] 本文中基体是指具有光滑表面且需要防雾的各类高分子材料表面，如显示屏、玻 璃、仪器仪表盘面或镜子，其中显示屏是指各类电子器件的屏幕如手机屏幕、LED/LCD电视 屏幕或幕墙屏幕等。
[0025] 本发明提供的防雾涂层由依序叠置于基体表面上的聚乙烯马来酸酐共聚物层和 光固化交联层组成，基体表面与聚乙烯马来酸酐共聚物层之间通过发生第一化学键力相连 接，光固化交联层与聚乙烯马来酸酐共聚物层之间通过发生第二化学键力相连接。光固化 交联层中所用树脂为可紫外光固化纤维素酯树脂，该树脂的中包含不饱和纤维素，粘度为 3200?60000cps。由于树脂为高分子混合物，其中存在包含该单体结构的接枝、共聚等多 种连接方式的高分子物质。基体表面设有氨基层。可通过常规方法获得具有氨基层的机体。
[0026] 可紫外光固化纤维素酯树脂可以为购自中山杰事达精细化工有限公司的JS-113、 JS-116和/或JS-126的可紫外光固化纤维素酯树脂混合后得到。JS-113、JS-116和 JS-126三种不同型号的树脂对应的粘度分别为25°C下3200cps、55°C下42500cps和55°C 下60000cpS。该三种树脂的粘度测试方法为：将相应树脂加入BAC(醋酸丁酯）溶液配制 成含30wt. % BAC的溶液后，对该溶液进行粘度测定。测定所用仪器为NDJ-I粘度仪。
[0027] 可紫外光固化纤维素酯树脂的粘度为3200?60000cps，测试条件为在25 °C或 55°C下按上述步骤测试得到。
[0028] 本发明提供的防雾涂层中的第一化学键力，是指基体