【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多功能涂层，尤其涉及一种仿生防雾涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、界面的结冰与起雾问题，不仅困扰学术界和工业界，还极大地影响了人们的日常生活；例如，交通、能源、航空航天、农业生产、医疗器械、自动驾驶、视频拍摄、安防监控、极地考察等行业中因气象条件导致的结冰和起雾问题，不仅降低了设备的运行效率和安全性，还极易引发事故风险。传统的防雾策略包括机械擦拭、加热和湿度控制已被各行各业和我们的日常生活广泛采用。遗憾的是，这些方法都有一定的局限性，比如需要复杂的机械和昂贵的设备。
2、采用可调节表面润湿性的涂层是在不同表面上建立防雾特性的一种低成本通用方法。在过去二十年中，超疏水和超亲水涂层都被研究用于防雾应用。例如，超疏水防雾涂层主要依靠外部机械力驱动水滴从低表面能表面滚落，这种方法有助于保持材料在各种环境条件下的透明度和防雾性能，从而提高材料在实际应用中的可靠性。然而由于其持续时间较短，通常无法被接受；此外，超疏水表面的制备需要昂贵的设备和复杂的加工技术制造，进一步限制了其适用性。另外一种防雾地策略是构建超亲水性表面的方法以促进液滴在表面铺展。然而，超亲水涂层溶胀造成的机械不稳定性往往会导致在高湿度或快速变化的温度条件下透明度降低。
3、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种仿生防雾涂层及其制备方法与应用，旨在解决现有防雾涂层防雾时间短、失效快、易受损的问题。
2、本专
3、一种仿生防雾涂层，主要由含有氨基的亲水性多糖和疏水性环氧基团稳定剂通过亲核开环反应形成。
4、所述的仿生防雾涂层，其中，所述含有氨基的亲水性多糖与所述疏水性环氧基团稳定剂的质量比为(0.25-1):(0.25-1)。
5、所述的仿生防雾涂层，其中，所述含有氨基的亲水性多糖包括n-甲基-d-葡糖胺、透明质酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种。
6、所述的仿生防雾涂层，其中，所述疏水性环氧基团稳定剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
7、所述的仿生防雾涂层，其中，所述仿生防雾涂层的厚度为20μm-200μm。
8、一种仿生防雾涂层的制备方法，包括步骤：
9、将含有氨基的亲水性多糖、疏水性环氧基团稳定剂与水进行混合，经亲核开环反应，得到防雾液；
10、将所述防雾液注入设有预定间隙的模具中，经固化、分离后，得到仿生防雾涂层。
11、所述的仿生防雾涂层的制备方法，其中，所述预定间隙的模具的制备方法包括步骤：
12、将亲脂性硅树脂单体硅烷偶联剂、酸性溶液与水进行混合，得到表面处理液；
13、使用所述表面处理液对基底进行处理，得到处理后的基底；
14、在所述处理后的基底上盖上盖片并保留预定间隙，得到设有预定间隙的模具。
15、所述的仿生防雾涂层的制备方法，其中，所述亲脂性硅树脂单体硅烷偶联剂包括1,3-(三乙氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸丙酯、3-(甲基二乙氧基硅烷基)甲基丙烯酸丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲基硅基)甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
16、所述的仿生防雾涂层的制备方法，其中，所述亲脂性硅树脂单体硅烷偶联剂和所述酸性溶液的体积比为(100:1)-(50:1)。
17、一种仿生防雾涂层在眼镜、护目镜或泳镜镜片中的应用。
18、有益效果：本专利技术提供一种仿生防雾涂层及其制备方法与应用，仿生防雾涂层主要由含有氨基的亲水性多糖和疏水性环氧基团稳定剂通过亲核开环反应形成。本专利技术通过模拟哺乳动物眼角膜的微纳结构和成分，利用亲水性多糖中的氨基(-nh2)作为亲核体攻击疏水性环氧基团稳定剂中的环氧基团，发生亲核开环反应，使得环氧基开环并与氨基形成新键，最终产物中包含一个羟基和一个氨基修饰的疏水性环氧基团稳定剂结构，所得到的仿生防雾涂层具有很强的环境适应能力，可在25℃-100℃的温度范围内长时间防雾，不受环境湿度或温度变化的影响，展现出极强的环境适应能力；并且，该仿生防雾涂层具有柔性和可弯曲的特点，能够轻松适应各种曲率和形状的透明器材表面，远超超疏水涂层的应用局限性。同时，利用含有氨基的亲水性多糖和疏水性环氧基团稳定剂通过亲核开环反应形成的仿生防雾涂层在可见光范围内保持了较高的总透射率(>90％)和较低的漫透射率(<5％)以及雾度(<5％)。
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1.一种仿生防雾涂层，其特征在于，主要由含有氨基的亲水性多糖和疏水性环氧基团稳定剂通过亲核开环反应形成。
2.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述含有氨基的亲水性多糖与所述疏水性环氧基团稳定剂的质量比为(0.25-1):(0.25-1)。
3.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述含有氨基的亲水性多糖包括N-甲基-D-葡糖胺、透明质酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述疏水性环氧基团稳定剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述仿生防雾涂层的厚度为20μm-200μm。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的仿生防雾涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
7.根据权利要求6所述的仿生防雾涂层的制备方法，其特征在于，所述设有预定间隙的模具的制备方法包括步骤：
8.根据权利要求7所述的仿生防雾涂层的制备方法，其特征在于，所述亲脂性硅树
9.根据权利要求7所述的仿生防雾涂层的制备方法，其特征在于，所述亲脂性硅树脂单体硅烷偶联剂和所述酸性溶液的体积比为(100:1)-(50:1)。
10.一种如权利要求1-5任一项所述的仿生防雾涂层在眼镜、护目镜或泳镜镜片中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生防雾涂层，其特征在于，主要由含有氨基的亲水性多糖和疏水性环氧基团稳定剂通过亲核开环反应形成。
2.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述含有氨基的亲水性多糖与所述疏水性环氧基团稳定剂的质量比为(0.25-1):(0.25-1)。
3.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述含有氨基的亲水性多糖包括n-甲基-d-葡糖胺、透明质酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述疏水性环氧基团稳定剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的仿生防雾涂层，其特征在于，所述仿生防雾涂层的厚度为20μm-200μm。
6.一种如权利要求1-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：周学昌，陈鹏宇，钟颖慧，来梦楠，吴子钿，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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