一种抗雾自修复涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗雾自修复涂层的制备方法。包括以下步骤：将马来酸酐‑苯乙烯共聚物或其水解产物与水溶性高分子溶解在溶剂中，均匀混合得到混合溶液；将混合溶液涂或喷在基材上，形成涂层，在室温下晾干；100～180℃下淬火得到抗雾自修复涂层。本发明专利技术所述的具有自修复功能的抗雾透明涂层不仅具有高抗雾性(水蒸气上不起雾)、高透明性(90％以上的透过率)、强自修复性(24小时内修复完成)，而且具有高力学强度和耐刮擦(耐2000次的刮擦)。且具有原料来源广泛，价格低廉，工艺简单的优点，制备方法简单，操作便利，可多次重复，环保节能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗雾自修复涂层的制备方法
本专利技术属于高分子涂层
，具体涉及一种抗雾自修复涂层的制备方法。
技术介绍
起雾会降低透明材料(或器件)的透明度，不仅给器件和工具的使用带来不便，而且还会在使用过程中存在潜在的危险；也会减弱非透明材料表面的原始形貌呈现。高新技术的发展，对仪器设备使用的要求越来越高。因此，高性能抗雾涂层的需求越来越大。最近几年，抗雾涂层的发展向经济化、高性能化、智能化方向发展。制备方法，从复杂的合成工艺、复杂的成膜工艺向简单的制备技术发展。聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等水溶性的高分子涂层本身就具有一定的抗雾性能。Ping等人利用DSC和FTIR研究了不同亲水性聚合物吸附水分子的结构(具体参见PingZH,NguyenQT,ChenSM,etal.Statesofwaterindifferenthydrophilicpolymers—DSCandFTIRstudies[J].Polymer,2001,42(20):8461-8467)，发现含聚乙烯醇的涂层即使在-100℃，依然具有吸附水分子的特性。而张等人利用聚乙烯醇和聚丙烯酸复合，通过聚乙烯醇与聚丙烯酸之间的氢键作用，制备出具有自愈性的防雾涂层(具体参见：ZhangX,HeJ.Hydrogen-Bonding-SupportedSelf-HealingAntifoggingThinFilms[J].ScientificReports,2015,5:9227)。但是，由于高分子链段的结构设计问题，涂层在力学强度、抗雾效果上还有很多需要改进的。而最近，聚乙烯醇和商品化的含磺酸基团的nafion复合形成含氢键的涂层。该涂层具有良好的自修复性能，抗雾性能良好，力学性能比较优异，但是成本较高。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种抗雾自修复涂层的制备方法。其不仅具有抗雾性能，还具有高度自修复性。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种抗雾自修复涂层的制备方法，包括以下步骤：1)将马来酸酐-苯乙烯共聚物或其水解产物与水溶性高分子溶解在溶剂中，均匀混合得到混合溶液；2)将混合溶液涂或喷在基材上，形成涂层，在室温下晾干；3)100～180℃下淬火得到抗雾自修复涂层。按上述方案，所述马来酸酐-苯乙烯共聚物为交替共聚物或无规共聚物，重均分子量在1万到200万之间。按上述方案，所述水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯；分子量1万到100万之间。按上述方案，所述溶剂为水、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。按上述方案，马来酸酐-苯乙烯共聚物与水溶性高分子质量比为1：(1-20)；混合溶液浓度在1～20wt％之间。按上述方案，形成涂层厚度在50纳米～200微米之间。按上述方案，基材包括玻璃、金属、高分子或陶瓷。苯乙烯-马来酸酐聚合物及其衍生物，由于同时具有亲水性链段和疏水性刚性链段，具有良好的可加工性、耐热性及机械性能。高分子链上亲水、疏水基团呈现有规律的分布，使其既可以在亲水体系又可以在亲油体系中使用。将合适的亲水性高分子与改性苯乙烯-马来酸酐聚合物进行复合，制备具有自愈性的抗雾涂层，拥有极大的工业生产价值和良好的应用前景。本专利技术将两种高分子之间通过氢键键合形成抗雾涂层。苯乙烯-马来酸酐共聚物中苯乙烯提供疏水性和刚性、马来酸酐提供亲水性和氢键活性基团。另一种柔性水溶性高分子提供成膜性和提供形成氢键的基团。一方面，两种高分子氢键组装及亲水疏水组装后，形成稳定的亲水性微通道，有利于水分的快速吸收和传输，达到优异的抗雾效果。另一方面，氢键的去组装和组装赋予涂层自修复功能。而且，苯乙烯刚性链段为涂层提供高的力学强度，耐刮擦。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术所述的具有自修复功能的抗雾透明涂层不仅具有高抗雾性(水蒸气上不起雾)、高透明性(90％以上的透过率)、强自修复性(24小时内修复完成)，而且耐刮擦(耐2000次的刮擦)。2)本专利技术具有原料来源广泛，价格低廉，工艺简单的优点，制备方法简单，操作便利，可多次重复，环保节能。且制备工艺简单、效率高、成本低，可实现工业化批量生产。特别适用于眼镜、挡风玻璃、相机镜头、分析仪器等需要抗雾的器件表面。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。实施例1第1步，苯乙烯-马来酸酐共聚物水解物(Mw～1万)与聚乙烯醇(Mw～1万)按照质量比1:120溶解在蒸馏水中，配置成浓度为20wt％的混合溶液。第2步，将步骤1的混合溶液用浸涂法涂布在玻璃片基底上，形成50nm的薄膜涂层，在室温下晾干。第3步，将步骤2的涂层置于100℃下淬火，就可以得到所需要的自修复型的透明抗雾涂层。涂层被刮破后，能在24小时内自修复裂痕。在水蒸气下不起雾。耐50次以上的刮擦，而不破损，且刮擦后，在水蒸气上可以24h内恢复平整的表面。实施例2第1步，苯乙烯-马来酸酐共聚物水解物(Mw～10万)与聚乙烯醇(Mw～10万)按照质量比1:1溶解在蒸馏水中，配置成浓度为10wt％的混合溶液。第2步，将步骤1的混合溶液利用旋涂法涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上，形成600nm厚度的涂层，在室温下晾干。第3步，将步骤2的涂层置于150℃下淬火，就可以得到所需要的自修复型的透明抗雾涂层。涂层被刮破后，能在24小时内自修复裂痕。在水蒸气下不起雾。耐100次以上的刮擦，而不破损，且刮擦后，在水蒸气上可以24h内恢复平整的表面。实施例3第1步，苯乙烯-马来酸酐共聚物水解产物(Mw～100万)，与聚乙烯醇(Mw～100万)按照质量比1:5溶解在蒸馏水中，配置成浓度为1wt％的混合溶液。第2步，将步骤1的混合溶液利用浸涂法涂布在树脂镜片上，形成200μm厚度的涂层，在室温下晾干。第3步，将步骤2的涂层置于180℃下淬火，就可以得到所需要的自修复型的透明抗雾涂层。涂层被刮破后，能在24小时内自修复裂痕。在水蒸气下不起雾。耐2000次以上的刮擦，而不破损，且刮擦后，在水蒸气上可以24h内恢复平整的表面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗雾自修复涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将马来酸酐‑苯乙烯共聚物或其水解产物与水溶性高分子溶解在溶剂中，均匀混合得到混合溶液；2)将混合溶液涂或喷在基材上，形成涂层，在室温下晾干；3)100～180℃下淬火得到抗雾自修复涂层。

【技术特征摘要】
1.一种抗雾自修复涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将马来酸酐-苯乙烯共聚物或其水解产物与水溶性高分子溶解在溶剂中，均匀混合得到混合溶液；2)将混合溶液涂或喷在基材上，形成涂层，在室温下晾干；3)100～180℃下淬火得到抗雾自修复涂层。2.如权利要求1所述抗雾自修复涂层的制备方法，其特征在于所述马来酸酐-苯乙烯共聚物为交替共聚物或无规共聚物，重均分子量在1万到200万之间。3.如权利要求1所述抗雾自修复涂层的制备方法，其特征在于所述水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜飞鹏，罗帅，程相乐，乔玄，张云飞，吴艳光，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42