防霧涂層及該涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃領(lǐng)域，特別地，涉及一種防霧涂層及該涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在日常生活中，由于玻璃兩側(cè)存在明顯溫差及濕度差。溫度較高的一側(cè)的空氣中 的汽化液體遇到玻璃時(shí)會(huì)凝結(jié)在玻璃表面形成流動(dòng)性較差的小液滴，使玻璃表面產(chǎn)生霧 氣。玻璃表面的小液滴可使光線產(chǎn)生不規(guī)則的散射、反射和衍射，從而顯著影響了光線的透 射能力。
[0003] 為了減少玻璃起霧，現(xiàn)有技術(shù)中存在多種針對(duì)玻璃表面進(jìn)行改進(jìn)的方法。目前防 霧的方法主要包括：（1)表面活性劑直接滲入玻璃法；（2)表面活性劑直接涂覆法；（3)高 分子涂覆法。但前兩種方法持久穩(wěn)定性低，需經(jīng)常重復(fù)采用活性劑處理玻璃表面。第三種 方法所得玻璃的防霧效果好，而且防霧效果持久耐磨，而廣受關(guān)注。高分子涂覆法的防霧原 理是利用高分子聚合物涂層的親水性，在玻璃表面形成具有高度親水作用的膜，使玻璃對(duì) 水的接觸角變小。液滴在玻璃表面極易潤(rùn)濕鋪展，形成極薄水膜，起到防霧效果。然而，高 分子材料難以附著于玻璃表面，長(zhǎng)期使用后玻璃表面的高分子涂層會(huì)失穩(wěn)脫落。又如，當(dāng)涂 層受到污染后，如果采用常規(guī)的清洗方法如擦拭后，防霧涂層多會(huì)脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種防霧涂層及該涂層的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中防霧 涂層容易脫落的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種防霧涂層，防霧涂層由依序 疊置于基體表面上的聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層和光固化交聯(lián)層組成，基體表面與聚乙烯馬 來(lái)酸酐共聚物層之間通過(guò)發(fā)生第一化學(xué)鍵力相連接，光固化交聯(lián)層與聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚 物層之間通過(guò)發(fā)生第二化學(xué)鍵力相連接；所述光固化交聯(lián)層中所用樹(shù)脂為可紫外光固化纖 維素酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂的中包含不飽和纖維素，粘度為3200?60000CPS ;基體表面設(shè)有氨基 層。
[0006] 進(jìn)一步地，第一化學(xué)鍵力為由-NH-CO-化學(xué)鍵產(chǎn)生，第二化學(xué)鍵力為由-COO-酯鍵 產(chǎn)生；光固化交聯(lián)層為可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂與2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸發(fā)生紫外 光固化反應(yīng)形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層。
[0007] 進(jìn)一步地，基體為顯示屏、玻璃或鏡子。
[0008] 進(jìn)一步地，防霧涂層的RCA耐磨為600次以上，防霧涂層對(duì)玻璃的附著力為5B以 上，防霧涂層的鉛筆硬度為H以上，防霧涂層的水接觸角為7°以下。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種制備上述任一項(xiàng)的防霧涂層的方法，包括以 下步驟：1)羥基化基體表面；2)將基體表面的羥基轉(zhuǎn)化為氨基，得到氨基基體；3)在氨基 基體表面涂覆聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物，并發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，得到具有聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物 層的開(kāi)環(huán)基體；4)在開(kāi)環(huán)基體表面涂覆可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂，并使可紫外光固化纖 維素酯樹(shù)脂與開(kāi)環(huán)基體發(fā)生酰胺反應(yīng)后，再進(jìn)行固化反應(yīng)，得到具有光固化交聯(lián)層的防霧 涂層。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟1)中包括以下步驟：在超聲波處理?xiàng)l件下，對(duì)基體依序進(jìn)行清洗、 浸入羥基化溶液和再次清洗，之后對(duì)所得基體進(jìn)行干燥；步驟2)為在微波等離子體反應(yīng)器 中進(jìn)行，所通氣體為氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w；步驟3)中聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物溶于丙酮和 四氫呋喃混合后的溶液中形成聚乙烯馬來(lái)酸酐溶液，將聚乙烯馬來(lái)酸酐溶液涂覆于氨基基 體上；開(kāi)環(huán)反應(yīng)條件為在真空度為665帕的條件下加熱至90?100°C恒溫8?12小時(shí)，使 基體表面的氨基與聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物分子鏈中的馬來(lái)酸酐發(fā)生開(kāi)環(huán)化學(xué)反應(yīng)。
[0011] 進(jìn)一步地，混合氣體為按氫氣與氮?dú)獾捏w積比例為1:1混合，2)步驟在微波等離 子體反應(yīng)器的處理時(shí)間為400?800秒；聚乙烯馬來(lái)酸酐溶液的濃度為0. 1?0. 5%;聚乙 烯馬來(lái)酸酐共聚物的分子量為100000?500000 ;丙酮與四氫呋喃混合溶液中丙酮與四氫 呋喃按體積比為1 :2混合。
[0012] 進(jìn)一步地，羥基化基體表面步驟中的清洗時(shí)間和再次清洗時(shí)間均為10分鐘；羥基 化溶液為按體積比3:7混合雙氧水與濃硫酸得到。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟4)中包括以下步驟：a)將可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂溶于乙酸 乙酯后，再向所得溶液中加入質(zhì)量為可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂質(zhì)量〇. 03 %的對(duì)甲苯磺 酸，得到混合樹(shù)脂，將混合樹(shù)脂以4000rmp涂覆于開(kāi)環(huán)基體表面上，在真空度為665帕，加熱 至120?140°C下恒溫5?10小時(shí)條件下進(jìn)行酰胺反應(yīng)，得到樹(shù)脂基體；b)將光引發(fā)劑和 2_丙烯酰胺_2甲基丙磺酸溶于乙酸乙酯溶液中得到引發(fā)溶液，將引發(fā)溶液涂覆于樹(shù)脂基 體表面并加熱至55°C恒溫5分鐘后，在紫外光下發(fā)生固化反應(yīng)。
[0014] 進(jìn)一步地，混合樹(shù)脂中的可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂的濃度為1?3% ;光引發(fā)劑 在引發(fā)溶液中的濃度為0.02?0. 15%，2_丙烯酰胺-2甲基丙磺酸在引發(fā)溶液中的濃度為 0. 2?1.0%，紫外光的曝光能量為600?1000mJ/cm2。
[0015] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 本發(fā)明提供的防霧涂層包括通過(guò)化學(xué)鍵力相互連接的聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層 和光固化交聯(lián)層，光固化交聯(lián)層中所用樹(shù)脂為JS-113、JS-116或JS-126的可紫外光固化纖 維素酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂形成于聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層上二者通過(guò)化學(xué)鍵相連接，連接牢固， 防霧效果持久穩(wěn)定，可用于手機(jī)視窗、汽車和浴室鏡子等玻璃表面防霧處理，并具有持久地 使用穩(wěn)定性能。所得涂層表面RCA耐磨可達(dá)600次，對(duì)玻璃的附著力可達(dá)5B，鉛筆硬度可達(dá) H。同時(shí)所得涂層的防霧效果較優(yōu)，液滴在涂層表面的水接觸角僅為7°。易于形成液流流 走，難以形成水膜附著其上而霧化。
[0017] 本發(fā)明提供的該防霧涂層的制備方法，通過(guò)首先對(duì)基體表面進(jìn)行羥基化和轉(zhuǎn)氨 化，形成均勻的氨基表面，以利于后續(xù)的聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層與基體的粘附，提高了所 得涂層的粘附力和持久性。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例防霧涂層的防霧效果對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋 的多種不同方式實(shí)施。
[0022] 若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0023] 本文中中涉及到的百分號(hào)" ％"，若未特別說(shuō)明，是指質(zhì)量百分比；但溶液的百分 比，除另有規(guī)定外，是指溶液IOOml中含有溶質(zhì)若干克；液體之間的百分比，是指在20°C時(shí) 容量的比例。
[0024] 本文中基體是指具有光滑表面且需要防霧的各類高分子材料表面，如顯示屏、玻 璃、儀器儀表盤(pán)面或鏡子，其中顯示屏是指各類電子器件的屏幕如手機(jī)屏幕、LED/LCD電視 屏幕或幕墻屏幕等。
[0025] 本發(fā)明提供的防霧涂層由依序疊置于基體表面上的聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層和 光固化交聯(lián)層組成，基體表面與聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層之間通過(guò)發(fā)生第一化學(xué)鍵力相連 接，光固化交聯(lián)層與聚乙烯馬來(lái)酸酐共聚物層之間通過(guò)發(fā)生第二化學(xué)鍵力相連接。光固化 交聯(lián)層中所用樹(shù)脂為可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂的中包含不飽和纖維素，粘度為 3200?60000cps。由于樹(shù)脂為高分子混合物，其中存在包含該單體結(jié)構(gòu)的接枝、共聚等多 種連接方式的高分子物質(zhì)。基體表面設(shè)有氨基層?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)方法獲得具有氨基層的機(jī)體。
[0026] 可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂可以為購(gòu)自中山杰事達(dá)精細(xì)化工有限公司的JS-113、 JS-116和/或JS-126的可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂混合后得到。JS-113、JS-116和 JS-126三種不同型號(hào)的樹(shù)脂對(duì)應(yīng)的粘度分別為25°C下3200cps、55°C下42500cps和55°C 下60000cpS。該三種樹(shù)脂的粘度測(cè)試方法為：將相應(yīng)樹(shù)脂加入BAC(醋酸丁酯）溶液配制 成含30wt. % BAC的溶液后，對(duì)該溶液進(jìn)行粘度測(cè)定。測(cè)定所用儀器為NDJ-I粘度儀。
[0027] 可紫外光固化纖維素酯樹(shù)脂的粘度為3200?60000cps，測(cè)試條件為在25 °C或 55°C下按上述步驟測(cè)試得到。
[0028] 本發(fā)明提供的防霧涂層中的第一化學(xué)鍵力，是指基體