本发明涉及一种uv光固化防雾剂及其制备方法，属于化学技术领域。
背景技术：
硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚乙烯等透明基材广泛地应用于我们的日常生活和生产中，如镜子、面罩、汽车玻璃等，它们的存在给我们的生活和生产带来了极大的方便。
然而，温差环境下，硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚乙烯等透明基材出现的结雾和雾化现象严重影响了其透光性，对日常生产和生活造成了诸多不便，如：眼镜起雾，汽车挡风玻璃起雾等。
针对此类现象，当前采用的常规方法主要有通过外部手段升高基材表面温度(高于水蒸气露点)；加速雾气的挥发；或者改变基材表面的化学成分或微观结构从而改变基材表面的润湿性能。
遗憾的是，这些操作往往会影响到透明基材自身的特性。
因此，急需找到一种既不影响基材自身特性、操作简便、抑制雾气形成效果好，而且还具有较高的硬度和耐磨性，能为透明基材提供强有力的保护的防雾剂，此防雾剂能极好地迎合市场的需求，改变当前的透明基材起雾严重，影响人们生产生活的现状。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种uv光固化防雾剂及其制备方法。本发明采用纳米颗粒、溶剂、改性剂、亲水性光固化树脂、亲水性光固化单体、光引发剂、流平剂以及分散剂来制备uv光固化防雾剂。本发明制备得到的防雾剂既不影响基材自身特性、抑制雾气形成效果好，又具有较高的硬度和耐磨性，能为透明基材提供强有力的保护；同时，本发明制备得到的这种防雾剂涂料操作简单方便。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种uv光固化防雾剂，所述uv光固化防雾剂的成分包含纳米颗粒、溶剂、改性剂、亲水性光固化树脂、亲水性光固化单体、光引发剂、流平剂以及分散剂；所述纳米颗粒为二氧化硅或二氧化钛。
在本发明的一种实施方式中，所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、甲醇、正丁醇、乙酸乙醋、乙酸丁醋、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸醋。
在本发明的一种实施方式中，所述改性剂为聚乙二醇单甲醚三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯、3-(三甲氧基硅基)丙基三甲基丙烯酸酯、烷基萘磺酸盐或辛基酚聚氧乙烯醚。
在本发明的一种实施方式中，所述亲水性光固化树脂为聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
在本发明的一种实施方式中，所述亲水性光固化单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸三甲基氯化胺、磺丙基丙烯酸钾、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基壬基酚或聚氧乙烯醚硫酸铵。
在本发明的一种实施方式中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、1-[4-(2-羟乙氧基)-亚苯基]-2-羟基-2’，2’-二甲基乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗琳-1-丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮。
在本发明的一种实施方式中，所述流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、甲基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或聚二甲基硅氧烷。
在本发明的一种实施方式中，所述分散剂为聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、tdl-nd1、聚丙烯酰胺、二甲基硅油或evok-2800。
在本发明的一种实施方式中，所述纳米颗粒、溶剂、改性剂、亲水性光固化树脂、亲水性光固化单体、光引发剂、流平剂、分散剂的质量比为(1):(3-10):(0.01-0.2):(0.1-0.5):(0.01-0.3):(0.01-0.3):(0.001-0.01):(0.03-0.1)。
本发明提供了上述uv光固化防雾剂在防雾方面的应用。
本发明提供了上述uv光固化防雾剂的制备方法，包含如下步骤：
步骤1：将纳米颗粒、溶剂、分散剂进行混合，并处理成分散液；
步骤2：在步骤1所得的分散液中加入改性剂，并加入盐酸进行反应，处理后得到改性纳米颗粒；
步骤3：在步骤2所得的改性纳米颗粒中加入溶剂、分散剂，并处理成分散液；
步骤4：在步骤3所得的分散液中加入亲水性光固化树脂、亲水性光固化单体、光引发剂和流平剂，混合，得到uv光固化防雾涂料。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤1为将纳米颗粒、溶剂、分散剂进行混合，加热至40-60℃超声处理至形成均匀的分散液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤2为在步骤1所得的分散液中加入改性剂，并逐滴加入浓度为1m的盐酸反应4-24h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛处理，得到改性纳米颗粒。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤2中，分散液、改性剂、盐酸的质量比为(1-20):(2-40):(1-4)。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤3为在步骤2所得的改性纳米颗粒中加入溶剂、分散剂，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液。
本发明提供了上述uv光固化防雾剂的制备方法制备得到的uv光固化防雾剂。
有益效果：
(1)本发明提供的这种uv光固化防雾剂涂覆基材之后得到透明超薄膜，膜层厚度在0.1-2微米，不影响基材的透光率。
(2)本发明提供的这种uv光固化防雾剂的防雾时间长，涂膜在不被破坏的情况下具有永久性。
(3)经本发明提供的这种uv光固化防雾剂涂覆之后的膜层铅笔硬度达到4h，百格刀测试达到0级，具有极强的耐外力破坏能力。
(4)本发明在防雾剂中加入改性纳米颗粒，能够填补基材表面的微孔，减少漫反射，增强透光性，改性颗粒表面带有大量功能性官能团极易与基材表面形成共价键从而显著提高涂膜与基底间的附着力，增强涂膜的硬度；同时，由于改性后的纳米颗粒表面带有大量的亲水官能团，进一步的提高了涂膜的防雾能力。
(5)本发明这种uv光固化防雾剂施工方便、作用速度快、性质稳定，基本适用于各种材料表面，并且能够使得经涂覆的基材具备优异的防雾性、耐久性、高附着力，高硬度。
(6)本发明提供的这种制备方法不仅工艺成熟、生产成本低廉，而且生产过程绿色无毒害，适于大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例与对比例对本发明进行具体描述。
漆膜厚度测定方法
将玻璃一分为二，其中一半用防雾剂进行喷洒，等待漆膜干燥，分别用厚度仪进行测量，取差值计算形成的漆膜厚度，重复测量3次，取平均值。
漆膜硬度测定方法
铅笔法：将防雾剂喷洒于玻璃上，等待漆膜干燥，用日本三菱(6b-9h)铅笔，在750g的负重下，以45°角度向下压在漆膜上，以0.5-1mm/s的速度推动，观察漆膜表面，以放大6-10倍的放大镜评定破坏程度，出现3mm长的划痕即为硬度小于此时的铅笔硬度，划5次，无损伤，换硬度大一些的铅笔，按上述方法测试。
漆膜附着力测定方法
划格试验：将防雾剂喷洒于玻璃上，等待漆膜干燥，用百格刀垂直划两次，使刀垂直于样板表面对切割刀具均匀施力，用均匀的切割速率在涂层上形成规定的切割数，所有切割都应划透至底材表面，形成网格，用软毛刷沿网格图形每一条对角线轻轻地向后扫几次再向前扫几次，用清洁刷刷干净表面划伤的残渣，取用至少75mm3m透明的压敏胶粘带，之后把该胶粘带的中心点放在网格上方方向与一组切割线平行，然后用手指把胶粘带在网格区上方的部位压平胶粘带长度至少超过网格，为了确保胶粘带与涂层接触良好用手指尖用力蹭胶粘带透过胶粘带看到的涂层颜色全面接触是有效的显示，在贴上胶粘带5min内拿住胶粘带悬空的一端并在尽可能接近60°的角度在1s内平稳地撕离胶粘带。(划格试验测定标准如表1)
表1划格试验测定标准
漆膜表面张力测定方法
接触角法：将防雾剂喷洒于玻璃上，等待漆膜干燥，使用dsa100液滴形状分析仪对漆膜的静态水接触角进行测试，水体积为5μl，当水滴与织物接触10s后拍照并读数。在每个样品取5个不同点测量，求平均值。
标准：
厚度：1-30um，其中1-5为最优，20-30为最差
硬度：2b-6h，其中4-6h为最优，2b-b为最差
接触角：3-10°，其中3-5°为最优，8-10°为最差
百格测试：0-3级，其中0级最优，3级最差
实施例1
具体步骤如下：
(1)取0.5份纳米二氧化硅粉末和0.5份纳米锐钛型二氧化钛加入到5份去离子水中，接着加入0.02份tdl-nd1，加热至50℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液中加入0.01重量份的3-(三甲氧基硅基)丙基丙烯酸酯和0.1重量份的3-(三甲氧基硅基)丙基三甲基丙烯酸酯，并逐滴加入0.02重量份1m盐酸反应6h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入5份乙醇，0.005份分散剂，以20000rpm高速剪切分散30min得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散液中加入0.2份聚乙二醇二丙烯酸酯，0.1份3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾，0.1份1-羟基环己基苯基甲酮和0.006份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾剂；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾剂进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为0.5μm，表面硬度达到4h，百格刀0级，与水滴的接触角为4°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试10min未起雾。
实施例2
具体步骤如下：
(1)取1份纳米二氧化硅，然后加入6份去离子水、0.008份聚乙二醇，加热至50℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液中加入0.1重量份的聚乙二醇单甲醚三甲氧基硅烷，并逐滴加入0.01重量份1m盐酸反应20h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入6份乙醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，6000-10000转/min高速剪切分散30min得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散液中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为1.9μm，表面硬度达到5h，百格刀0级，与水滴的接触角为4°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试30min未起雾。
实施例3
(1)先加入1份纳米二氧化钛，然后加入6份去离子水、0.008份聚丙烯酰胺，加热至60℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液加入0.15重量份的辛基酚聚氧乙烯醚和0.02重量份的烷基萘磺酸盐，并逐滴加入0.01重量份1m盐酸反应15h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米二氧化钛颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米二氧化钛颗粒，加入8份正丁醇，0.01份二甲基硅油，8000转/min，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液，
(4)随后在(3)的分散液中加入0.3份聚乙二醇二丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为1.2μm，表面硬度达到5h，百格刀0级，与水滴的接触角为3°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试30min未起雾。
实施例4
(1)先加入0.3份纳米二氧化钛颗粒和0,7份纳米二氧化硅颗粒，然后加入10份去离子水、0.1份tdl-nd1(南京天行新材料有限公司)，加热至60℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液加入0.2重量份的3-(三甲氧基硅基)丙基三甲基丙烯酸酯，并逐滴加入0.02重量份1m盐酸反应24h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入3份乙醇和5份甲醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，10000转/min，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散液中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.3份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份羧甲基纤维素，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料。
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为1.0μm，表面硬度达到6h，百格刀0级，与水滴的接触角为3°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试40min未起雾。
对比例1
使纳米粒子不经过改性，具体步骤如下：
(1)取1份二氧化硅纳米颗粒，加入6份乙醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液；
(2)在(1)得到的分散液中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料。
(3)将(2)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为2μm，表面硬度达到1h，百格刀1级，与水滴的接触角为4°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试3min未起雾。
对比例2
不加光引发剂，具体步骤如下：
(1)先加入1份纳米二氧化钛，然后加入8份去离子水、0.008份聚丙烯酰胺，加热至60℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(2)的分散液中加入0.15重量份的辛基酚聚氧乙烯醚和0.02重量份的烷基萘磺酸盐，并逐滴加入0.01重量份1m盐酸反应15h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米二氧化钛颗粒；
(3)取1份(3)得到的改性纳米二氧化钛颗粒，加入8份甲醇，0.01份二甲基硅油，8000转/min，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液，
(4)随后在(4)的分散液中加入0.3份聚乙二醇二丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚和0.01份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料。
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为20μm，表面硬度达到b，百格刀3级，与水滴的接触角为10°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试1min内起雾。
对比例3
不加流平剂，具体步骤如下：
(1)取1份纳米二氧化硅，然后加入6份去离子水、0.008份聚乙二醇，加热至50℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液中加入0.1重量份的聚乙二醇单甲醚三甲氧基硅烷，并逐滴加入0.01重量份1m盐酸反应20h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入6份乙醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，6000-10000转/min高速剪切分散30min得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散液中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚和0.2份1-羟基环己基苯基甲酮，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为25μm(不平整)，表面硬度达到2h，百格刀2级，与水滴的接触角为8°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试5min未起雾。
对比例4
不加亲水性固化单体，具体步骤如下：
(1)取1份纳米二氧化硅，然后加入7份去离子水、0.008份evok-2800，加热至60℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液中加入0.1重量份的聚乙二醇单甲醚三甲氧基硅烷，并逐滴加入0.01重量份1m盐酸反应20h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入6份乙醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，6000-10000转/min高速剪切分散30min得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散液中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.2份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份十二烷基三乙氧基硅烷，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为10μm，表面硬度达到1h，百格刀2级，与水滴的接触角为9°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试1min起雾。
对比例5
引发剂不够，具体步骤如下：
(1)先加入0.3份纳米二氧化钛颗粒和0.7份纳米二氧化硅颗粒，然后加入10份去离子水、0.1份tdl-nd1(南京天行新材料有限公司)，加热至60℃超声处理至形成均匀的分散液；
(2)随后在(1)的分散液中加入0.2重量份的3-(三甲氧基硅基)丙基三甲基丙烯酸酯，并逐滴加入0.02重量份1m盐酸反应24h后，离心、过滤、干燥、粉碎、过筛，处理得到改性纳米颗粒；
(3)取1份(2)得到的改性纳米颗粒，加入8份乙醇，0.01份十二烷基苯磺酸钠，10000转/min，高速剪切分散一段时间得到均匀分散液；
(4)随后在(3)的分散剂中加入0.5份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，0.3份烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚、0.001份1-羟基环己基苯基甲酮和0.01份羧甲基纤维素，混合均匀及得所述uv光固化防雾涂料；
(5)将(4)得到的uv光固化防雾涂料进行厚度、硬度、附着力以及表面张力检测。
检测结果如下：
处理普通透明玻璃，测试膜层厚度为18μm，表面硬度达到h，百格刀2级，与水滴的接触角为7°，处理后的透明玻璃板水平置于80℃的水面上方10cm处测试1min内未起雾。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。