[发明专利]一种含有阴离子聚电解质共聚物防雾/防霜涂层及其制备方法

说明书

本发明的提供一种含有阴离子聚电解质共聚物的防雾/防霜涂层及其制备方法；聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑co‑氟烷基甲基丙烯酸酯‑co‑甲基丙烯酸3‑磺酸丙酯阴离子电解质‑co‑甲基丙烯酸烯丙酯)：2～65％；低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯：0.3～10％；光引发剂：0.05～0.5％；配置成溶液，通过滴涂、旋涂、喷涂或浸涂的方式涂覆在经表面改性的基材表面，放入紫外光交联仪中以365nm、15～125W功率范围的工作方式交联15～45min，得到防雾涂层。涂层通过调整涂层各组成的比例，实现亲疏水平衡，在保证优良防雾性能的前提下，赋予涂层良好的稳定性。涂层制备方法简单，可进行批量生产，具有应用价值。

技术领域

本发明属于高分子涂层材料领域，具体涉及含有阴离子聚电解质共聚物的合成及其防雾/防霜涂层制备方法。

背景技术

雾化、冻霜给人们的日常生活、生产和工作带来诸多不便，甚至造成安全隐患，因此研究防雾/防霜技术具有很大的生产实用价值。传统的电加热升温或喷洒防雾试剂的方法存在耗能大、成本高等问题。在基材表面涂覆防雾涂层具有环境污染小、成本低，持续时间长等优点而被广泛关注。

常见的防雾涂层主要有超亲水涂层和吸水性涂层。与超亲水涂层相比，吸水性防雾涂层更易实现长效防雾/防霜效果。通过将表面水分子吸到涂层内部，使涂层表面保持干燥，从而达到防雾/防霜效果(Lee H,Gilbert J B,Angilè F E,Yang R,Lee D,Rubner MF, Cohen R E.Design andfabrication of zwitter-wettable nanostructuredFilms.ACS Applied MaterialsInterfaces,2015,7:1004-1011)。

对于吸水性防雾涂层，其主要通过亲水性组分吸收水分子，并利用聚合物与水分子间相互作用使其稳定地存在于涂层内部来实现防雾和防霜作用。离子型聚合物在水中能够发生电离，生成聚阳离子或聚阴离子和反离子，具有较强的亲水性，并且有研究表明，聚电解质中反离子的种类会影响其与水分子间的相互作用，可通过改变聚电解质中反离子的种类来调控涂层表面的润湿性(Huang X,Zacharia N S.Functional polyelectrolytemultilayer assemblies for surfaces with controlled wetting behavior.Journalof Applied Polymer Science,2015,132:42767)。但由于含有大量的亲水性基团，使得吸水性涂层在高湿或水环境中的稳定性较差，影响其正常使用。

本发明通过引入疏水性的含氟单体，合成含有阴离子聚电解质的两亲性共聚物，然后与亲水性的低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯共混，涂覆至经表面处理的玻璃片基材表面，在紫外光照射下交联固化制备防雾/防霜涂层。由于含氟聚合物具有较好的疏水性，含氟单体的引入可提高涂层的耐水性，延长防雾涂层的使用寿命。通过改变阴离子电解质中反离子的种类可调节涂层的吸水性。涂层采用光固化方法，使涂层具有固化速度快、环境污染小的优点，同时所制备的涂层成膜性能好，具有实际应用价值，相关内容到目前为止鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有阴离子聚电解质共聚物的防雾/防霜涂层及其制备方法，本发明中材料来源广泛，反应条件可控，涂层成膜性能好，应用于防雾和防霜涂层领域。

本发明是通过以下技术方案实现，通过活性自由基聚合方法合成甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、氟烷基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸3-磺酸丙酯阴离子电解质、甲基丙烯酸烯丙酯的共聚物，再与低聚乙二醇二甲基丙烯酸酯共混涂覆在基材上，通过光固化方法制备涂层。

本发明的一种含有阴离子聚电解质共聚物防雾/防霜涂层，其特征在于，各组分及其质量百分比为：

聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-co-氟烷基甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸3-磺酸丙酯阴离子电解质-co-甲基丙烯酸烯丙酯)：2～65％；