一种高透光防雾喷剂、涂层材料及制备方法
1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高透光防雾喷剂、涂层材料及制备方法。
背景技术：
2.在冷热环境快速转换时，空气中微小水滴很容易粘附在固体表面上起雾，微小雾滴会强烈地散射可见光，造成眼镜片、智能手机显示屏幕、交通工具的挡风玻璃等器件的透明性下降，给使用者带来诸多不便；发生在手术窥镜、设备仪表面板、太阳能电池等器件表面上的起雾现象更容易引发严重事故。因此，非常有必要在容易起雾的透明材料表面覆盖防雾涂层来改变这种现象。目前，市场上的防雾涂层大多存在着持续防雾寿命短、透明度低等缺点。亟需寻一种施工简便、透光率高、持续防雾寿命长的涂层材料。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种高透光防雾喷剂、涂层材料及制备方法，所制备的防雾涂层具有非常优异的透光性，持续防雾时效长。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：
5.本发明提供一种高透光防雾喷剂，包括以下质量比的组分：含氟聚醚0.01～1.0g，小分子氟代醇0.01～1.0g，阴离子表面活性剂0.01～1.0g，小分子醇0.5～9.5g，去离子水0.5～9.5g。
6.优选的是，所述的高透光防雾喷剂还包括以下质量比的组分：0.005～0.1g抗菌剂。
7.优选的是，所述的含氟聚醚是由两个或多个嵌段构成；其中至少有一个含氟嵌段，所述的含氟嵌段是由氟原子部分取代氢原子后的烷烃链段、芳烃链段或烷烃与芳烃的组合链段；还至少有一个聚醚嵌段，所述的聚醚嵌段是聚氧乙基醚链段、或聚氧乙基醚与聚氧丙基醚的组合链段。
8.进一步优选的是，所述的含氟聚醚为羟基封端含氟聚醚或者甲基封端含氟聚醚，其结构式如下：
[0009][0010]
羟基封端含氟聚醚的结构式中，n＝4～12；m＝4～20；
[0011]
甲基封端含氟聚醚的结构式中，n＝4～12；m＝4～20。
[0012]
优选的是：
[0013]
所述的小分子氟代醇为可溶解于水、甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇等溶剂的氟代醇；
[0014]
所述的阴离子表面活性剂为可溶解于水、甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇等溶剂的阴离子表面活性剂；
[0015]
所述的小分子醇为在－30℃～+30℃区间内以液体状态存在的小分子醇。
[0016]
优选的是，所述的抗菌剂为可溶于水或小分子醇的抗菌剂。
[0017]
本发明还提供一种高透光防雾喷剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]
按质量份称取所述的含氟聚醚、小分子氟代醇、阴离子表面活性剂、小分子醇、去离子水，加入反应器中搅拌均匀，然后将该混合物经过滤操作后，得到所述高透光防雾喷剂。
[0019]
优选的是，还加入以下质量份的组分：0.005～0.1g份抗菌剂。
[0020]
优选的是，搅拌时间为20～30分钟，以保障所述的高透光防雾喷剂中各组分混合均匀；所述的过滤步骤中使用的滤芯孔径小于等于5微米。
[0021]
本发明还提供一种高透光防雾涂层材料，是指附着在透明基材表面的防雾涂层；所述防雾涂层由本发明的高透光防雾喷剂涂覆得到。
[0022]
本发明还提供一种高透光防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0023]
将本发明的高透光防雾喷剂喷涂或滴涂在所述透明基材表面，用软布均匀擦拭，即可获得高透光防雾涂层。
[0024]
优选的是，所述软布均匀擦拭基材表面时，首先保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。
[0025]
本发明的有益效果是：
[0026]
本发明的高透光防雾喷剂通过使用、添加小分子氟代醇与阴离子表面活性剂，有效地提高了涂层的防雾透光效果。如图2a所示，在热水浴上检测时，含氟聚醚作为唯一防雾组分时的防雾效果。覆膜基底透光率(简称基底透光率，下同)：t
玻璃
＝91.4％，t
有机玻璃
＝92.0％(空白基底透光率：t
玻璃
＝90.9％，t
有机玻璃
＝91.8％，入射光的波长λ＝550nm，下同)。主要是由于含氟聚醚是非离子表面活性剂，其亲水基团是基于羟基与醚键，亲水性较弱，需要多个亲水基团才能表现出较好的亲水性。这与只有一个亲水基就能发挥亲水性的阴离子表面活性剂是大不相同的。如图2b所示，将亲水性的阴离子表面活性剂——十二烷基磺酸钠引入含氟聚醚体系时的防雾效果。基底透光率提高至：t
玻璃
＝91.5％，t
有机玻璃
＝92.8％。主要是由于阴离子表面活性剂可以快速增强涂层的亲水性能，使涂层表面上的水膜变薄，进而提高了基底的透光率。然而，单独使用阴离子表面活性剂作为防雾组分时，该涂层的防雾透光效果却很差。小分子氟代醇的表面张力低，将其引入到防雾喷剂体系中，可以显著降低溶液表面张力，有利于该溶液在有机玻璃、聚碳酸酯等低表面能基底上铺展成膜。此外，小分子氟代醇的快速蒸发会促进喷剂快速成膜，并能保证膜的均匀性。如图2c所示，小分子氟代醇有效地消除了涂层表面的水纹现象，增强了涂层的透光性。基底透光率：t
玻璃
＝91.7％，t
有机玻璃
＝92.4％。在构建高透光防雾涂层时，可充分利用含氟聚醚、阴离子表面活性剂、小分子氟醇等组分的协同作用关系。如图2d所示，将以上几种组分按一定比例配制防雾喷剂溶液，所得涂层的透光性明显提高。基底透光率：t
玻璃
＝91.6％，t
有机玻璃
＝93.0％。与此同时，为更好地对比涂层的防雾效果，这里提供了如图2e所示的空白有机玻璃基底表面起雾的光学图片。
[0027]
本发明的高透光防雾涂层与水的接触角很小，优异的亲水性使其表面上凝聚的小
四氟-1-丙醇0.3g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为25分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
玻璃
＝91.3％，参见图1a。防雾等级：1级。
[0040]
实施例4
[0041]
以载玻片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.5g，十二烷基苯磺酸钠0.04g，异丙醇4.0g，去离子水6.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.4g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
玻璃
＝91.0％，参见图1a。防雾等级：1级。在35℃，80％相对湿度条件下，采用该喷剂在透明有机玻璃板上覆膜后，该基底抗雾时效超过24小时。
[0042]
实施例5
[0043]
以载玻片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.2g，十二烷基苯磺酸钠0.01g，异丙醇2.0g，去离子水8.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.2g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为25分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
玻璃
＝91.2％，参见图1a。防雾等级：1级。
[0044]
实施例6
[0045]
以载玻片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.4g，十二烷基苯磺酸钠0.02g，异丙醇3.0g，去离子水7.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.3g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
玻璃
＝91.4％，参见图1a。防雾等级：1级。
[0046]
实施例7
[0047]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.1g，十二烷基苯磺酸钠0.02g，乙醇2.0g，去离子水8.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.2g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝92.2％，(λ＝550nm，t
空白有机玻璃
＝92.4％，下同)，参见图1b。防雾等级：1级。
[0048]
实施例8
[0049]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.3g，十二烷基苯磺酸钠0.03g，乙醇3.0g，去离子水7.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.3g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将
过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝92.7％，参见图1b。防雾等级：1级。
[0050]
实施例9
[0051]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.2g，十二烷基苯磺酸钠0.02g，乙醇2.0g，去离子水8.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.2g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝92.5％，参见图1b。防雾等级：1级。
[0052]
实施例10
[0053]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.05g，十二烷基硫酸钠0.01g，乙醇3.0g，去离子水7.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.3g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝92.5％，参见图1b。防雾等级：1级。
[0054]
实施例11
[0055]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.1g，十二烷基硫酸钠0.02g，乙二醇2.0g，去离子水8.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.3g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝92.8％，参见图1b。防雾等级：1级。
[0056]
实施例12
[0057]
以有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.3g，十二烷基硫酸钠0.03g，乙二醇4.0g，去离子水6.0g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.4g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为t
有机玻璃
＝91.9％，参见图1b。防雾等级：1级。
[0058]
实施例13
[0059]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.15g，十二烷基磺酸钠0.02g，1,1,1-三氟异丙醇0.2g，乙醇2.5g，去离子水7.5g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝92.3％，t
有机玻璃
＝92.5％(λ＝550nm，t
空白玻璃
＝90.9％，t
空白有机玻璃
＝91.8％，下同)。防雾等级：1级。
[0060]
实施例14
[0061]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.2g，十二烷基苯磺酸钠0.02g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.2g，异丙醇2.5g，去离子水7.5g，2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(抗菌剂)0.005g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝91.6％，t
有机玻璃
＝93.0％。防雾等级：1级。
[0062]
实施例15
[0063]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.1g，十二烷基硫酸钠0.02g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.2g，异丙醇2.5g，去离子水7.5g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝91.7％，t
有机玻璃
＝92.2％。防雾等级：1级。
[0064]
实施例16
[0065]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.1g，十二烷基磺酸钠0.02g，2,2,3,3-四氟-1-丙醇0.1g，异丙醇2.0g，去离子水8.0g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝91.5％，t
有机玻璃
＝92.6％。防雾等级：1级。
[0066]
实施例17
[0067]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.9g，十二烷基苯磺酸钠0.1g，3,3,3-三氟-1-丙醇0.8g，乙醇8.0g，去离子水2.0g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝90.8％，t
有机玻璃
＝90.3％。防雾等级：1级。
[0068]
实施例18
[0069]
以玻璃及有机玻璃片为涂层基底材料。防雾喷剂原料的质量份组成如下：含氟聚醚(杜邦capstone fs-3100)0.1g，十二烷基苯磺酸钠0.02g，1,1,1-三氟-2-丙醇0.1g，异丙醇3.0g，水7.0g。首先，将上述原料按顺序置入反应器中混合，搅拌时间为30分钟；其次，将过滤后的混合液放入喷雾器中，使用的滤芯孔径小于等于5微米；然后，将喷雾剂喷涂在基底表面；最后，用随附软布擦拭基底表面，保证基材表面均擦拭至润湿状态，然后再轻轻擦干。uv-vis检测涂层基底的透光率为：t
玻璃
＝91.5％，t
有机玻璃
＝92.7％。防雾等级：1级。
[0070]
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变
动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种高透光防雾喷剂，其特征在于，包括以下质量比的组分：含氟聚醚0.01～1.0g，小分子氟代醇0.01～1.0g，阴离子表面活性剂0.01～1.0g，小分子醇0.5～9.5g，去离子水0.5～9.5g。2.根据权利要求1所述的高透光防雾喷剂，其特征在于，还包括以下质量比的组分：0.005～0.1g抗菌剂。3.根据权利要求1所述的高透光防雾喷剂，其特征在于，所述的含氟聚醚是由两个或多个嵌段构成；其中至少有一个含氟嵌段，所述的含氟嵌段是由氟原子部分取代氢原子后的烷烃链段、芳烃链段或烷烃与芳烃的组合链段；还至少有一个聚醚嵌段，所述的聚醚嵌段是聚氧乙基醚链段、或聚氧乙基醚与聚氧丙基醚组合链段。4.根据权利要求1所述的高透光防雾喷剂，其特征在于，所述的含氟聚醚为羟基封端含氟聚醚或者甲基封端含氟聚醚，其结构式如下：羟基封端含氟聚醚的结构式中，n＝4～12；m＝4～20；甲基封端含氟聚醚的结构式中，n＝4～12；m＝4～20。5.根据权利要求1所述的高透光防雾喷剂，其特征在于，所述的小分子氟代醇为可溶解于水、甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇溶剂的氟代醇；所述的阴离子表面活性剂为可溶解于水、甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇溶剂的阴离子表面活性剂；所述的小分子醇为在－30℃～+30℃区间内以液体状态存在的小分子醇。6.根据权利要求2所述的高透光防雾喷剂，其特征在于，所述的抗菌剂为溶于水或小分子醇的抗菌剂。7.一种权利要求1,3,4或5所述的高透光防雾喷剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量份称取所述的含氟聚醚、小分子氟代醇、阴离子表面活性剂、小分子醇、去离子水，加入反应器中搅拌均匀，然后将该混合物经过滤操作后，得到所述高透光防雾喷剂。8.根据权利要求7所述的高透光防雾喷剂的制备方法，其特征在于，还加入以下质量份的组分：0.005～0.1g抗菌剂。9.一种高透光防雾涂层材料，其是指附着在透明基材表面的防雾涂层；其特征在于，所述防雾涂层由权利要求1-6任意一项所述的高透光防雾喷剂涂覆得到。10.一种权利要求9所述的高透光防雾涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-6任意一项所述的高透光防雾喷剂喷涂或滴涂在所述透明基材表面，用软布均匀擦拭，即可获得高透光防雾涂层。
技术总结
本发明涉及一种高透光防雾喷剂、涂层及制备方法。所述高透光防雾喷剂包括以下质量比的组分：含氟聚醚0.01～1.0g，小分子氟代醇0.01～1.0g，阴离子表面活性剂0.01～1.0g，小分子醇0.5～9.5g和去离子水0.5～9.5g。还可以包括抗菌剂0.005～0.1g。本发明采用先喷涂(或滴涂)、后擦拭的方式，将防雾喷剂均匀涂覆在透明基底表面，构建高透光防雾涂层。该涂层与水滴的接触角很小，优异的亲水性使其表面上凝聚的小水滴铺展成一层很薄的水膜，因此消除了光线的散射，保持了原有基底材料透光性，防雾效果优异。且具有操作简单、施工方便、快速成膜的优点。本发明中防雾喷剂的溶剂为水/醇体系，使得本发明的高透光防雾喷剂、涂层及制备方法均环境友好，符合环保理念。符合环保理念。符合环保理念。
