[发明专利]一种纳米复合防雾膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米复合材料领域，特别是涉及一种纳米复合防雾膜的制备方法。

背景技术

透明材料(如玻璃、塑料)是人们日常生活，工作，生产不可或缺的材料。然而，当其相互隔开的两侧出现一定的温差，水汽就向物体表面聚集，形成微小露珠对光线形成漫射，从而显著降低了玻璃的透光率。如在寒冷的冬天由于汽车挡风玻璃表面结雾会大大影响能见度，增加发生交通事故的几率；在炎热的夏天游泳时，佩戴的游泳眼镜由于水蒸气的冷凝通常会在镜片上结雾，犹如“雾里看花”。雾化问题给人们的工作和生活带来诸多不便，因此研制玻璃表面防雾的应用产品将会带来巨大的社会效益和经济效益，具有重要的理论与实际意义。

鉴于高分子涂层的亲水性和无机涂层优良的机械性能，高分子/无机复合防雾涂层的研究成为现阶段研究的热点。这一类产品的主要成分是由亲水性的有机高分子与少量的硅酸盐或有机硅溶胶构成，它与无机亲水性防雾涂料的区别在于涂膜的亲水性主要由有机高分子树脂提供，而加入的硅酸盐或有机硅溶胶则是为了进一步增强膜层的硬度和耐磨性能。

已有报道通过将正硅酸乙酯，水和冰醋酸溶入乙二醇乙醚中配成混合溶液，再将γ-丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）加到反应体系中，最后加入二乙醇胺，反应得到杂化亲水涂层具有一定防雾效果，但防雾的持续时间很短。有机无机复合防雾涂层在保留涂层亲水性能的基础上，使涂层其他各项性能大大提高。

以上现有技术中存在的问题是，这类防雾技术应用前景十分广泛，但是涂层与基底的粘合力会存在一定的难度，还需要进一步探索与改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米复合防雾膜的制备方法，提高涂层与基底之间的粘合力。

为了解决上述问题，本发明公开了一种纳米复合防雾膜的制备方法，包括：

将无机纳米粒子溶于水中，与丙烯酰胺和/或丙烯酸酯类单体混合后，加入催化剂和/或引发剂的条件，在紫外光引发或室温静置的条件下，发生以无机纳米粒子作为交联剂的原位自由基聚合反应，生成纳米复合微凝胶；

针对所述纳米复合微凝胶，使用喷雾法、凝胶拉伸法、提拉法、旋转涂膜法、溶胶沉积法或刮刀涂膜法成膜，并放入烘箱中固化得到纳米复合防雾膜；

其中，所述无机纳米粒子和水的质量比为1：100~8：100中任一值；

所述的无机纳米粒子为粘土，二氧化硅，二氧化钛，氧化铝，氧化锌，氧化镁或氧化锆中的任一种或多种的混合物。

优选的，当所述无机纳米粒子为二氧化硅或二氧化钛时，所述无机纳米粒子的粒径为2~40nm。

优选的，所述无机纳米粒子溶于水之后经除氧处理，所述除氧处理为，将溶解后的所述无机纳米粒子在搅拌条件下通入10～60分钟的惰性气体，所述的惰性气体为氮气，氦气，氩气中的任一种。

优选的，所述丙烯酸酯类单体为N-异丙基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸，甲基丙烯酸中的任一种或多种的混合物，所述丙烯酰胺或丙烯酸酯类单体的浓度为2~100g/L。

优选的，当使用紫外光引发时，不加入引发剂，或以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-4ˊ-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的任一种作为引发剂；

在室温静置的条件下引发时，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、及过氧化二苯甲酰中的任一种。

优选的，当使用紫外光引发时，所述引发剂的浓度为0.2~5g/L，所述原位自由基聚合反应的反应时间为10~100分钟；

在室温静置的条件下引发时，所述引发剂的浓度为1g/L，所述原位自由基聚合反应的反应时间大于等于10分钟。

优选的，所述催化剂为N,N,Nˊ,Nˊ-四甲基乙二胺、三乙醇胺或硫代硫酸钠中的任一种。

优选的，所述催化剂的浓度为0.8mL/L。

优选的，所述烘箱的温度为20～100℃；所述固化的时间为1～24小时。

优选的，所述纳米复合防雾膜的防雾时间大于等于8分钟，硬度大于等于H，粘附性大于等于95%，透光率大于等于85%。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：