CN111423772B - 一种防雾抗雾涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供了一种防雾抗雾涂层及其制备方法，通过将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合制备得到防雾胶，其后，将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理形成防雾抗雾涂层。本发明中所制备的防雾抗雾涂层内部的亲水性高分子网络和多元醇能够形成通过氢键相互连接形成交联网状结构，使制备的所述防雾抗雾涂层具有极佳的吸水、储水性能、防雾抗雾性能，同时，具有优异的光学性质，透光率高，耐磨性高，另外，本发明的制备工艺简单、原料来源广、制备成本低，且以去离子水为溶剂，安全无毒，有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及防雾涂料的制备领域，尤其涉及一种防雾抗雾涂层及其制备方法。
背景技术
在生活中，人们少不了用到一些透明的材料、器件和设备，比如农业棚膜/农膜、食品包装薄膜、聚碳酸酯(PC)、头盔遮阳板、面罩、商用冷冻窗、汽车车灯、镜片等。然而，当外界温度发生改变时，这些透明材料表面往往会起雾、结霜，甚至结冰，这样会对人们的工作以及生活带来很大的困扰。例如医生用的医用隔离眼罩，在使用过程中就极易起雾，而眼罩上的雾气会对医生的视线造成干扰，从而严重影响工作。
现有的防雾抗雾方法主要有喷涂防雾剂，涂覆亲水或疏水的高分子涂层，或使用电加热除雾。然而，这些方法存在着工艺复杂、防雾效果差、持续时间短、耐磨性差、透光性能差等缺点。此外，一些特殊医用镜片和高分子薄膜对防雾涂层的要求很高，一方面需要具有很高的透光率，另一方面需要其表面足够平滑，能够使得光线均匀地透过薄膜或镜片而不发生折射，而现有技术难以同时满足上述需求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防雾抗雾涂层及其制备方法，旨在解决现有涂层的防雾抗雾效果差、透光率和耐磨性差、以及制备工艺复杂和制备成本高等问题。
本发明的技术方案如下：
一种防雾抗雾涂层的制备方法，其中，包括步骤：
将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，制备得到防雾胶；
将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理，形成防雾抗雾涂层。
所述的防雾抗雾涂层的制备方法，其中，所述将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，制备得到防雾胶的步骤包括：
按重量份计，将1-10份的多元醇、6-15份的亲水性高分子以及30-150份的去离子水在温度为75-85℃的水浴中进行混合，其后，将混合液进行真空脱泡处理，制得防雾胶。
所述的防雾抗雾涂层的制备方法，其中，所述风干处理的温度为30-90℃。
所述的防雾抗雾涂层的制备方法，其中，所述多元醇为季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油中的一种或多种。
所述的防雾抗雾涂层的制备方法，其中，所述亲水性高分子为明胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种。
所述的防雾抗雾涂层的制备方法，其中，所述多元醇的纯度均高于95％。
一种防雾抗雾涂层，采用所述的防雾抗雾涂层的制备方法制备而成。
有益效果：本发明提供了一种防雾抗雾涂层及其制备方法，通过将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合制备得到防雾胶，其后，将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理形成防雾抗雾涂层，一方面，在高分子网络和多元醇的协同作用下，制备的所述防雾抗雾涂层具有极佳的吸水、储水性能，以及防雾抗雾性能，同时其耐磨性和透光率高。另一方面，本发明的制备工艺简单、原料来源广、制备成本低，且以去离子水为溶剂，安全无毒，有利于环境保护。
附图说明
图1为本发明防雾抗雾涂层的制备方法的较佳实施例的流程图。
图2为本发明实施例1中所制备的防雾抗雾涂层涂覆在培养皿上时的防雾测试效果图。
图3为本发明实施例1中所制备的防雾抗雾涂层涂覆在培养皿上时的防雾测试效果图。
图4为本发明实施例1中所制备的防雾抗雾涂层在可见光范围内的透光率测试图。
具体实施方式
本发明提供了一种防雾抗雾涂层及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有的防雾抗雾方法在特殊医用镜片和高分子薄膜上使用时难以满足透光率的要求、制备工艺复杂和制备成本较高等问题，本发明提供了一种防雾抗雾涂层的制备方法，其包括步骤：
S10、将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，制备得到防雾胶；
S20、将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理，形成防雾抗雾涂层。
本实施例中，先将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，制备得到无色透明的防雾胶。其后，将所述防雾胶涂覆在透明基材表面，进行风干处理除去所述防雾胶中多余的水分，即可制备得到防雾抗雾涂层，本实施例中所制备的防雾抗雾涂层为高分子亲水涂层，所述亲水涂层内部的亲水性高分子网络与多元醇均有较好的吸水、储水性能。在高分子网络和多元醇的协同作用下，从而使制备的所述防雾抗雾涂层具备极佳的吸水、储水性能、防雾抗雾性能和高的透光率。此外，由于所述亲水涂层内部形成交联网络结构，使得所述亲水涂层具有良好的耐磨损性。进一步地，本实施例中所制备的防雾抗雾涂层以去离子水为溶剂，安全无毒，价格低廉，流动性佳，制备工艺简单，制作成本低。
本实施例中，所述多元醇为季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油中的一种或多种，且所述多元醇的纯度均高于95％。本实施例中，选用工业上常用的季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇以及甘油作为原料，制备成本低，且多元醇的纯度高于95％时，即可满足生产使用，不需要对原料进行过度的提纯，制备工序简单。
进一步地，所述亲水性高分子为明胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种。
在一些实施方式中，所述将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，制备得到防雾胶的步骤S10包括：
按重量份计，将1-10份的多元醇、6-15份的亲水性高分子以及30-150份的去离子水在温度为75-85℃的水浴中进行混合，其后，将混合液进行真空脱泡处理，制得防雾胶。
本实施例中，采用在75-85℃的水浴条件下对亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合，使得加入的亲水性高分子、多元醇及去离子水能充分混合均匀，其后，对混合液进行真空脱泡处理，脱除混合液中的气泡，有利于后续涂覆过程中形成平整的防雾抗雾涂层。
在一些实施方式中，所述风干处理的温度为30-90℃。本实施例中，为了烘干所述防雾抗雾涂层中的水分，温度需要高于室温，而形成的所述防雾抗雾涂层的熔点温度一般为90-110℃，温度过高则会将所述防雾抗雾涂层融化，而温度过低，又影响脱水效率，因此，风干处理时的温度设置为30-90摄氏度。
下面通过具体实施例对本发明内容作进一步的说明：
实施例1
(1)将按重量份计，将1份的甘油AR 99％、6份的聚乙烯醇205型以及30份的去离子水在温度为75℃的反应釜中进行混合，真空脱泡后制得防雾胶；
(2)将透明基材表面清洁干净，确保无尘无水分残留，导入适量脱泡后的防雾胶，使用刷子等辅助工具将防雾胶涂布在透明基材表面。涂覆结束后，静置60分钟，利用流体特性使防雾胶均匀平铺在透明基材表面。其后，采用红外干燥机烘干，也可采用鼓风干燥机干燥或真空干燥机干燥等方法，即可在透明基材上制备得到一层防雾抗雾涂层。
实施例2
(1)将按重量份计，将2份的甘油AR 99％、6份的聚乙烯醇205型以及30份的去离子水在温度为75℃的反应釜中进行混合，真空脱泡后制得防雾胶；
(2)将透明基材表面清洁干净，确保无尘无水分残留，导入适量脱泡后的防雾胶，使用刷子等辅助工具将防雾胶涂布在透明基材表面，涂覆结束后，静置60分钟，利用流体特性使防雾胶均匀平铺在透明基材表面，其后，采用红外干燥机烘干，即在透明基材上制备得到一层防雾抗雾涂层。
实施例3
(1)将按重量份计，将1份的甘油AR 99％、6份的聚乙烯醇205型以及50份的去离子水在温度为75℃的反应釜中进行混合，真空脱泡后制得防雾胶；
(2)将透明基材表面清洁干净，确保无尘无水分残留，倒入适量脱泡后的防雾胶，使用刷子等辅助工具将防雾胶均匀涂布在透明基材表面；涂覆结束后，静置60分钟，利用流体特性使防雾胶均匀平铺在透明基材表面。其后，采用红外干燥机烘干，也可采用鼓风干燥机干燥或真空干燥机干燥等方法，即在透明基材上制备得到一层防雾抗雾涂层。
实施例4
(1)将按重量份计，将1份的甘油AR 99％、8份的聚乙烯醇205型以及30份的去离子水在温度为75℃的反应釜中进行混合，真空脱泡后制得防雾胶；
(2)将透明基材表面清洁干净，确保无尘无水分残留，导入适量脱泡后的防雾胶，使用刷子等辅助工具将防雾胶涂布在透明基材表面，涂覆结束后，静置60分钟，利用流体特性使防雾胶均匀平铺在透明基材表面，其后，采用红外干燥机烘干，也可采用电吹风干燥，鼓风干燥机干燥或真空干燥机干燥等方法，即在透明基材上制备得到一层防雾抗雾涂层。
实施例5
(1)将按重量份计，将2份的甘油AR 99％、8份的聚乙烯醇205型以及60份的去离子水在温度为75℃的反应釜中进行混合，真空脱泡后制得防雾胶；
(2)将透明基材表面清洁干净，确保无尘无水分残留，导入适量脱泡后的防雾胶，使用刷子等辅助工具将防雾胶涂布在透明基材表面，涂覆结束后，静置60分钟，利用流体特性使防雾胶均匀平铺在透明基材表面，其后，采用红外干燥机烘干，也可采用电吹风干燥，鼓风干燥机干燥或真空干燥机干燥等方法，即在透明基材上制备得到一层防雾抗雾涂层。
进一步地，对实施例1中所制备的防雾抗雾涂层的防雾抗雾效果进行检测，结果如图2和图3所示。其中，图2为本发明实施例1中所制备的防雾抗雾涂层涂覆在培养皿上时的防雾测试效果图，图2中左边为未涂覆防雾抗雾涂层的培养皿，右边为涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿。本申请中采用的培养皿为聚苯乙烯培养皿，其中，培养皿的规格为：直径55mm，高度10mm，所涂覆的防雾抗雾涂层的厚度为0.08mm。测试方法为：先将未涂覆防雾抗雾涂层的培养皿以及涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿放入-20℃的冰箱中，放置时间设定为30min，其后，取出放置在100℃的热水上方10cm处进行加热处理，加热时间为30s。将加热处理后的未涂覆防雾抗雾涂层的培养皿以及涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿放置于具有文字的黑色背景下。从图2可以明显看出，在普通培养皿上涂覆本申请所制备的防雾抗雾涂层后，培养皿的防雾抗雾效果有了显著的提升。同样，本申请中，将基材由聚苯乙烯培养皿换为护目镜，采用同样的测试方法，得到如图3所示的测试结果。从图3可以看出本申请所制备的防雾抗雾涂层在护目镜上的抗雾效果明显。因此，根据上述测试结果，将本申请所制备的防雾抗雾涂层应用于护目镜中，可以有效解决医护人员在使用护目镜时，镜面容易起雾，影响工作效率的问题。
进一步地，本申请中对实施例1中所制备的防雾抗雾涂层在三种不同湿度环境下的防雾抗雾性能进行检测。检测样品均为通过将实施例1中所制备的防雾抗雾涂层涂覆在培养皿上制得。其中，涂覆的防雾抗雾层的厚度为0.08mm。A、加湿器加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于加湿器上方10cm处，在湿度为80％，温度为27.5℃的条件下，对培养皿上的防雾抗雾涂层进行加湿处理；B、沸水水蒸气加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于沸水上方13cm处，对培养皿上的防雾抗雾涂层进行加湿处理；C、空气加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于空气中，湿度设置为70％，温度设置为27.5℃。在三种不同的加湿环境下，对涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿进行持续加湿，直至涂覆在培养皿上的防雾抗雾涂层丧失防雾抗雾效果，结果如下所示：
从结果可看出，本申请所制备的防雾抗雾涂层的持续防雾抗雾效果好，即使在极端环境下也能保持较长时间的防雾抗雾效果。
更进一步地，本申请中对所制备的防雾抗雾涂层进行了吸水测试，同样在三种不同湿度环境下进行检测，检测样品均为通过将实施例1中所制备的防雾抗雾涂层涂覆在培养皿上制得，其中，涂覆的防雾抗雾层的厚度为0.08mm，测试条件为：A、加湿器加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于加湿器上方10cm处，在湿度为80％，温度为27.5℃的条件下，对培养皿上的防雾抗雾涂层进行加湿处理；B、沸水水蒸气加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于沸水上方13cm处，对培养皿上的防雾抗雾涂层进行加湿处理；C、空气加湿：将涂覆有防雾抗雾涂层的培养皿置于空气中，湿度设置为70％，温度设置为27.5℃，测试结果如下所示：
从实验结果可看出，本申请中所制备的防雾抗雾涂层具有较好的吸水性和储水性能。
另外，本申请中还对所制备的防雾抗雾涂层的透光率进行了检测。图4为本发明实施例1中所制备的防雾抗雾涂层在可见光范围内的透光率测试图，从图4可看出，本申请所制备的防雾抗雾涂层具有较高的透光率，在可见光的范围内，透光率可达92％。
进一步地，本申请中对所制备的防雾抗雾涂层的抗粘结性能也进行了测试，通过采用3M胶带反复撕涂覆在玻璃基底上的防雾抗雾涂层，撕扯次数控制在100次，撕扯后的防雾抗雾涂层未从玻璃基底上脱落，说明本申请所制备的防雾抗雾涂层具有良好的粘结性能，能够通过涂覆工艺较为牢固的粘结在基材表面。
综上所述，本发明提供了一种防雾抗雾涂层及其制备方法，通过将亲水性高分子、多元醇及去离子水进行混合制备得到防雾胶，其后，将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理形成防雾抗雾涂层。本发明中所制备的防雾抗雾涂层内部的亲水性高分子网络和多元醇通过协同作用使制备的所述防雾抗雾涂层具有吸水、储水性能，和极佳的防雾抗雾性能，同时也具有优异的光学性质，透光率高，耐磨性高。另外，本发明的制备工艺简单、原料来源广、制备成本低，且以去离子水为溶剂，安全无毒，有利于环境保护。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种防雾抗雾涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
按重量份计，将1-10份的纯度高于95％的多元醇、6-15份的亲水性高分子以及30-150份的去离子水在温度为75-85℃的反应釜中进行水浴混合，将混合液进行真空脱泡处理，制得防雾胶；
将所述防雾胶涂覆在透明基材表面进行风干处理，形成防雾抗雾涂层；所述风干处理的温度为30-90℃；
所述多元醇为甘油；所述亲水性高分子为聚乙烯醇。
2.一种防雾抗雾涂层，其特征在于，采用如权利要求1所述的防雾抗雾涂层的制备方法制备而成。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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