一种超亲水耐磨复合增透防雾涂层及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114806238A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210483245.9C09K3/18(2006.01)(22)申请日2022.04.28(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人宋伟杰孔云辉艾玲陈小妹季虹(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师王茹王锋(51)Int.Cl.C09D1/00(2006.01)C09D7/61(2018.01)C09D7/65(2018.01)权利要求书2页说明书13页附图5页(54)发明名称一种超亲水耐磨复合增透防雾涂层及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种超亲水耐磨复合增透防雾涂层及其制备方法与应用。所述制备方法包括：将二氧化硅溶胶与嵌段共聚物混合并进行老化处理，制得复合二氧化硅溶胶；将所述复合二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、非离子型水溶性聚合物与金属离子掺杂物混合并进行老化处理，制得前驱溶胶；以及，将所述前驱溶胶施加于基底表面并进行退火处理，制得超亲水耐磨复合增透防雾涂层。本发明制备的超亲水耐磨复合增透防雾涂层具有宽光谱增透特性，在380nm‑1100nm波段峰值透过达到99.61％，平均透过达到97.67％，同时该涂层可实现长时间防雾，在6个月后依旧能维持良好的亲水性能，同时保留明显防雾效果的时长超过60天。CN114806238ACN114806238A权利要求书1/2页1.一种超亲水耐磨复合增透防雾涂层的制备方法，其特征在于包括：提供二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶；将所述二氧化硅溶胶与嵌段共聚物混合并进行老化处理，制得复合二氧化硅溶胶；将所述复合二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、非离子型水溶性聚合物与金属离子掺杂物混合并进行老化处理，制得前驱溶胶；以及，将所述前驱溶胶施加于基底表面并进行退火处理，制得超亲水耐磨复合增透防雾涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：将水、嵌段共聚物、盐酸分散于乙醇中形成嵌段共聚物分散液，再将所述嵌段共聚物分散液与二氧化硅溶胶混合并于20～40℃老化2～4天，制得所述复合二氧化硅溶胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述乙醇、水、嵌段共聚物与盐酸的摩尔比为175～190∶35～50∶0.05～0.10∶0.03～0.05；和/或，所述嵌段共聚物包括PEG‑PPO‑PEO、PEO‑PPO‑PEO、PEO‑PBO‑PPO、PEO‑PPO‑PBO、PAA‑PMMA‑PAA、PMMA‑PPO‑PVA、PEG‑PVP‑PEO、PBO‑PEO中的任意一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：调节所述复合二氧化硅溶胶的pH值为1～3，再加入所述二氧化钛溶胶搅拌混合形成混合液；之后向所获混合液中加入非离子型水溶性聚合物、金属离子掺杂物搅拌混合并于20～40℃老化1～2天，制得所述前驱溶胶。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述复合二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、非离子型水溶性聚合物与金属离子掺杂物的质量比为18～22∶0.5～2∶0.1～0.3∶0.01～0.05；和/或，所述非离子型水溶性聚合物包括聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、聚乙烯醇、2‑羟乙基醚纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述金属离子掺杂物包括三氯化铁六水合物、硝酸铁九水合物、硝酸镧六水合物、硝酸铈六水合物、硝酸镧、氧化铁、偏钒酸铵、乙酸锰、氧化镍、硝酸铬九水合物、乙酸铬、乙酸镍四水合物、乙酰丙酮氧钒、氯化钒、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮铁、乙二胺四乙酸铁钠盐、氧化镧、无水醋酸锌中的任意一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于具体包括：采用提拉、喷涂、旋涂、浸涂、刮涂中的任意一种方式将所述前驱溶胶施加于基底表面，之后将所获基底于300～550℃退火处理1～3h，制得所述超亲水耐磨复合增透防雾涂层；优选的，所述基底包括玻璃基底。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：使包含含有硅氧烷基团的单体、酸催化剂、水和乙醇的混合反应体系于50～70℃反应2～4h，制得所述二氧化硅溶胶；优选的，所述乙醇、酸催化剂、水与含有硅氧烷基团的单体的摩尔比为350～400∶0.002～0.006∶80～110∶95～120；优选的，所述酸催化剂包括硝酸、盐酸、乙酸、硫酸、次氯酸、氢氟酸中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述含有硅氧烷基团的单体包括四乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、3‑(