【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体涉及一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层及其制备方法。
技术介绍
1、透明材料，如聚烯烃薄膜、聚碳酸酯、耐高温聚酯和硅酸盐玻璃等，已经广泛应用到人们的日常生活、医疗、光伏和食品工业领域等多样化和特殊的行业。由于温度的变化，水分子在接触到材料表面时会不可避免地凝结成水珠，附着在材料表面，不规则的水珠会使来自各个方向的入射光发生散射和折射，这严重影响了材料的光学性能，并经常引起美观、卫生和安全问题。因此，透明材料的防雾研究具有重要的意义。
2、超亲水性和超疏水性表面引起了研究者们的极大关注，相比于疏水性涂层的复杂工艺和能耗问题，亲水性涂层更简单经济且防雾效果好。近年来，两性离子聚合物因具有极强水合能力被广泛应用在防雾领域。两性离子甜菜碱大分子同时具有亲水基团和正负电荷基团，可以通过氢键相互作用和静电相互作用形成水合层，阻止水珠的产生，达到良好的防雾效果。比如，两性离子聚合物可以形成水合层增加基材表面的空间排斥效应，因此污染物难以通过水合层渗透，可用于构建生物医学应用的抗粘附表面或涂层(wang l,li g,liny,zhang z,chen z,wu s.a strategy for constructing anti-adhesion surfacesbased on interfacial thiol-ene photoclick chemistry between dopa derivativeswith a catechol anchor group and zwitterionic
3、一些研究表明，将无机纳米材料加入到聚合物体系中，可以改善涂层的机械强度，不易损伤也使得涂层的防雾效果更持久。比如，meng等人将甜菜碱改性的纳米粒子与亲水性聚合物复合，二者间形成的亲水交联网络使得涂层表现出优异的防雾性能和稳定性(meng f,xu y,wu z,chen h.transparent and superhydrophilic antifoggingcoatings constructed by poly(n-hydroxyethyl acrylamide)composites.colloidsand surfaces a:physicochemical and engineering aspects,2022,642:128724.)。但是，像聚烯烃薄膜之类的惰性材料，表面光滑且粘附性差，与极性聚合物和无机填料的相容性也很差，因此，靠物理粘附制备的防雾涂层往往效果不佳。
4、基于以上分析，在惰性透明基材表面开发一种耐久的防雾涂层是该领域的迫切需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层。
2、本专利技术的第二种目的是提供一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层的制备方法。
3、本专利技术的技术方案概述如下：
4、一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
5、1)将纳米二氧化硅加入到体积浓度为50％-80％的乙醇水溶液中，配制成1～3wt％的分散液，调节溶液ph为2～3，再加入纳米二氧化硅质量1～3倍的硅烷偶联剂，在80±5℃，搅拌回流反应5-8小时，离心；固体依次用乙醇和去离子水清洗，干燥，得到巯基修饰的sio2纳米粒子；
6、2)配制两性离子共聚物混合液，各组分按质量百分比取：
7、聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(ⅲ)5％～10％；交联剂0.5～1％；光引发剂0.025～0.2％；巯基修饰的sio2纳米粒子：0～2％；余量为第一溶剂；混合均匀；得到两性离子共聚物混合液；
8、所述聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(ⅲ)的结构式为：
9、
10、其中，r1为h原子或甲基；
11、r2为o原子或仲胺；
12、r3为
13、m为2或3；
14、a为(30～60)，
15、b为(90～120)，
16、c为(10～30)；
17、3)将步骤1)得到的巯基修饰的sio2纳米粒子加入第二溶剂，配制成2～5wt％的溶液1，调节ph为1～3，将氧等离子体预处理的基材在溶液1中浸泡6～24h改性，取出，水洗，在50～70℃下放置2～6h；得到改性的基材；将步骤2)配制好的两性离子共聚物混合液涂覆在改性的基材表面上，在紫外光照射下固化成膜，得到基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层。
18、优选地，步骤1)为将纳米二氧化硅加入到体积浓度为75％的乙醇水溶液中，配制成3wt％的分散液，调节溶液ph为2.5，再加入纳米二氧化硅质量2倍的硅烷偶联剂，在80℃，搅拌回流反应6小时，离心，固体依次用乙醇和去离子水清洗，50～70℃下真空干燥，得到巯基修饰的sio2纳米粒子。
19、所述纳米二氧化硅的粒径为30-900nm。
20、硅烷偶联剂优选：(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷。
21、所述交联剂优选：n,n-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯或数均分子量为200～600的聚乙二醇二丙烯酸酯；
22、所述光引发剂优选：安息香二甲醚、二苯丙酮或2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；
23、所述第一溶剂优选：三氟乙醇、甲醇和乙醇中至少一种。
24、步骤2)中聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(ⅲ)用下述方法制成：
25、按摩尔比为(30～60):(90～120):(10～30)的比例，取原料甜菜碱型两性离子化合物、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯溶解在体积浓度40～60％的甲醇水溶液中，配制成5～20wt％的溶液2，加入原料总质量0.5～1wt％的引发剂偶氮二异丁腈，排净体系内氧气后，加热至60～80℃并保温反应4～18h进行自由基聚合，透析后冻干，得到聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(ⅲ)。
26、甜菜碱型两性离子化合物优选：甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、丙烯酰胺丙基磺基甜菜碱或甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱。
27、优选地，步骤3)为：将步骤1)得到的巯基修饰的sio2纳米粒子加入第二溶剂，配制成5wt％的溶液1，调节ph为2，将氧等离子体预处理的基材在溶液1中浸泡12h改性，取出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)为将纳米二氧化硅加入到体积浓度为75％的乙醇水溶液中，配制成3wt％的分散液，调节溶液pH为2.5，再加入纳米二氧化硅质量2倍的硅烷偶联剂，在80℃，搅拌回流反应6小时，离心，固体依次用乙醇和去离子水清洗，50～70℃下真空干燥，得到巯基修饰的SiO2纳米粒子。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述纳米二氧化硅的粒径为30-900nm。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂为(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)中：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)中聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(Ⅲ)用下述方法制成：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述甜菜碱型两性离子化合物为甲基丙烯酰乙基磺基甜
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)为：将步骤1)得到的巯基修饰的SiO2纳米粒子加入第二溶剂，配制成5wt％的溶液1，调节pH为2，将氧等离子体预处理的基材在溶液1中浸泡12h改性，取出，水洗，在60℃下放置2h，得到改性的基材；将步骤2)配制好的两性离子共聚物混合液涂覆在改性的基材表面上，在紫外光照射下以365nm，8～125W的工作方式固化15～60min成膜，得到基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层。
9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为去离子水、甲醇、乙醇中的一种或两种；所述基材为聚烯烃薄膜、聚乙烯薄膜、玻璃、耐高温聚酯薄膜或聚碳酸酯薄膜。
10.权利要求1-9之一的任一项制备方法制备的一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种基于两性离子共聚物的光固化防雾涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)为将纳米二氧化硅加入到体积浓度为75％的乙醇水溶液中，配制成3wt％的分散液，调节溶液ph为2.5，再加入纳米二氧化硅质量2倍的硅烷偶联剂，在80℃，搅拌回流反应6小时，离心，固体依次用乙醇和去离子水清洗，50～70℃下真空干燥，得到巯基修饰的sio2纳米粒子。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述纳米二氧化硅的粒径为30-900nm。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂为(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)中：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)中聚(甜菜碱型两性离子化合物-co-丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸烯丙酯)(ⅲ)用下述方法制成：
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