本文的主要贡献概述如下： ｌ含有亲水羧基（．ＣＯＯＨ）、羟基（．ＯＨ）和氨基（．ＮＨ２）丙烯 酸共聚树脂是一种新型高效的防雾体系，用的亲水防雾组分是前所未 有的。 ２以乙醇为溶剂制得水溶性丙烯酸树脂具有很好的水溶性能和 防雾性能，只需加入去离子水就可以调节它的粘度，是一种新型的环 保型防雾材料。 ３辅助软单体丙烯酸乙酯和辅助硬单体甲基丙烯酸甲酯最佳配 比为质量比６：４；官能单体占单体总量的２０％，甲基丙烯酸占官能单 体总量１０～１５％，甲基丙烯酸口一羟乙酯占官能单体总量的８～１０％， 剩下的为丙烯酸。这样的组成能制得性能优良的亲水防雾树脂。 ４交联体系采用自交联体系，交联剂采用含有亲水氨基的Ａ，一羟 甲基丙烯酰胺，交联剂与羧酸质量比为４：１；交联固化温度１００。Ｃ， 固化时间４０ｍｉｎ。 ５防雾树脂防雾性能评定采用测量水滴直径和体积间接计算接 触角的方法和测量防雾时间方法；机械性能的评定采用测量涂膜附着 力和硬度。 关键词： 亲水性 防雾性 接触角 透明性 力学性能
１２．１．１亲水状态
在一定的温度和湿度环境下，当固、液和气三相的界面张力和接触角满足
Ｙｏｎｇ氏方程
ｃ础：显剖（００＜目＜９∽
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时，就把这一状态称为亲水状态。界面张力和接触角的关系如图１－１所示。
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幽１—１表面亲水状态与接触角
由图可得，口角越小，基材表面的润湿性越好，也就是材料表面的亲水性能
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１１
第一市绪沦
第一章绪论
雾化给人们的日常生活、工作和生产带来诸多不便，研究防雾技术具有重要 经济和社会意义。从水蒸气是如何在材料表面形成水雾的机理出发，得出防雾的 主要技术：加热使小水滴快速蒸发、减小材料表面与水接触角、增大材料表面与 水的接触角。要改变材料表面的接触角就必须对材料表面改性，研发这种改性材 料就是防雾技术的核心。对于硅酸盐玻璃材料防雾技术，采用亲水防雾技术即减 小材料表面与水接触角的防雾技术。
１．２．１．３液体在固体表面的铺展
Ｙｏｎｇ氏方程的适用极限是口＝０。，这时万。一疋一，一４一。＝０。如果在液体中 加入适当的表面活性物质，４。迅速下降，三个表面张力失去平衡，Ｙｏｎｇ氏方程
不再适用。 这时，液体将完全平铺于固体表面上，称为铺展。 令中＝Ｊ。一巧，一／一占ｈ，中称为铺展系数，铺展条件巾＞０。。 在绝大多数情况下，基材表面的润湿角在０～１８０。之间。玻璃、塑料、钢材
４ Ｃｒｏｓｓ．１ｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｍｅｔｈｙｌｏｌ ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ ｂｅｌｏｎｇｓ ｔｏ ｓｅｌｆ－
ｃｒｏｓｓ．１ｉｎｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ ａｎｄ
ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ４ ｔｏ １．Ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ ｃａｎ ｂｅ ｃｕｒｅｄ ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ ａｔ ｔｈｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ １ ＯＯｏ Ｃ ｉｎ ４０ ｍｉｎ．
５ Ｔｈｅ ａｎｔｉｆｏｇｇｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ａｓｓｅｓｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎｄ
ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｆｏｇｇｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ．砀ｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
雾化现象还造成了资源的大量浪费，如钢材的生锈腐蚀等。所以防雾化是一 个与生产、生活密切相关的课题。少量的涂料就可达到使基材表面改性，保护、 修饰基材的目的。因此如果能用防雾涂料来解决雾化问题，将带来巨大的经济效
益。
本课题的研究目的是针对装饰用普通硅酸盐玻璃表面，对水不润混，接触玻 璃的水汽会在表面凝结成细小的雾珠，雾珠对透过的光线进行折射和散射，造成 玻璃的不透明现象，我们努力丌发出一种成本低、生产工艺简单和防雾寿命长的 防雾涂料，在此基础上又进一步把这种技术向无毒性、无污染方向发展，即用水 性防雾涂料来代替溶剂型防雾涂料。这种防雾涂料可使接触玻璃表面的细小雾珠 展开平铺，拉平成透明的水膜状态，避免水汽雾珠化，从而使玻璃清亮透彻。
）ｂｎｇ氏方程
古／一２
弧，，，４，，ｊ，，， 时，就把这一状态称为亲水状态。界面张力和接触角的关系如图１—２所示。
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图１－２表面疏水状态与接触角的关系
由图可得口角越大，基材表面越不易被液体润湿，也就是材料表面的疏水性 能越好．微小雾珠越易在材料表丽形成均匀的球体．在自身重力作用下，沿材料 表面滑落，从而防止了小雾珠的雾化。当臼寸１８０６达到平衡的另一个极限， 这 时界面完全不润湿。在研发憎水防雾涂料时，就是要使设计出的疏水性表面改性 材料来增大基材表面与水滴的接触角，使接触角最大化来达到防雾的目的。
１’２．１雾化产生及三种状态
从雾化产生的物理机理来看，雾化产生有两个必不可少的条件。 第一是外界环境条件，由于水汽和温差的存在，只有当基材表面的温度低于 一定湿度下的水汽的露点时，空气中的水汽／ｊ‘能冷凝成微小雾珠。 第二是内在物理力学条件，基材表面的润湿性质从力学角度分析看，雾化产 生与否，取决于气液固三相之间的表面张力。通过分析固液间的接触角臼大小可 以判断基材表面的润湿性质。 在一定的温度和湿度环境下，出固、液和气－－Ｎ的界面张力与接触角之问满 足的力学关系得出接触角的范围，可以把液体在固体表面的润湿状态分为亲水状 态、疏水状态和铺展状态三种ｉｌ Ｊ。
ｅｔｈａｎｏｌ ａｓ ｓｏｌｖｅｎｔ ａｎｄ ｗｈｏｓｅ ｐａｓｔｉｎｅｓｓ ｉｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｂｙ ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ．
３ Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ ａｃｃｅｓｓｏｒｙ ｓｏｆｔ ｍｏｎｏｍｅｒ ｅｔｈｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ａｃｃｅｓｓｏｒｙ ｈａｒｄ ｍｏｎｏｍｅｒ ｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ｉｓ ６ ｔｏ ４，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｉｎ ａｌｌ ｍｏｎｏｒｎｅｒｓ ｉｓ ２０ ｐｅｒｃｅｎｔ，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ
前一章绪沦
越好，微小雾珠越易在材料表面均匀的展丌平铺，拉平成透明的水膜状态，避免 水汽雾珠化，从而使玻璃清亮透彻。当点一。增大伊减小，臼斗Ｏ。时ｔ平衡达到一 个极限。这时界面完全润湿。在研发亲水防雾涂层时，就是要使设计出来的表面 改性材料与水的接触角最小化达到防雾的目的。
１．２．１．２疏水状态
。础：掣（ｏｏ＜㈨８０。） 在一定的温度和湿度环境下，当固、液和气三相的界面张力和接触角满足
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一——
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ａｎｔｉｆｏｇｇｉｎｇ Ａｃｒｙｌａｔｅ Ｒｅｓｉｎ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｔｉｆｏｇｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｆｏｇｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ ｏｆ
眼镜的雾化使人的视界模糊：汽车、机车、飞机等交通工具的挡风玻璃的雾 化会增加意外事故发生的机率；农用薄膜的雾化，使阳光发生漫反射而难以透过， 妨碍作物的生长；餐馆和商店的橱窗的玻璃的雾化影响美观；科研中用的光学仪 表仪器光学透镜雾化造成试验的误差；防毒面具的镜片雾化影响视线；高级数码 相机、摄像机的光学透镜的雾化会影响拍摄的质量等。雾化与人们的生活密切相 关，随着物资文化生活水平的不断提高，为了减少雾化给人们的工作和，土活带来 的不便和提高透明材料装饰性能，人们对雾化技术的要求也越来越高了，防雾技 术也渐渐被重视起来。
１２２防雾途径
由雾化产生的机理，可知材料表面与水滴有三种接触状态机理。从这三种机 理出发得出防雾技术研发防雾材料的途径，目的防雾的主要途径有两方面，一是 从热力学角度出发，使水蒸气雾化产生的小雾珠在极短的时问挥化为水蒸气；二 是，从材料结构机理出发，研究小分子表面活性剂防雾剂和长效高分子防雾涂料， 这之中又有亲水性和疏水性之分。
表面的润湿角一般小于９００。当水汽凝结时，小雾珠在这些材料表面上润湿，吸 附在材料表面，形成均匀的水膜，减少了对透过的光线的折射和反射，同样具有 防雾的效果。
所以在制备亲水防雾涂料时，也常常加入表面活性剂来改变防雾膜对水的湿
浙江Ｔ业人学碳Ｊ．学位论义
涧性，使小水滴更易在材料表面铺展，达到更好的防雾效果。
亲水丙烯酸树脂是一种新型的高科技材料，从物理机理上降低材料表面与水 的接触角。从环保角度出发，开发了一种用水稀释的采用乙醇为溶剂进行溶液共 聚的无毒、无污染的环保型、长效的亲水性丙烯酸共聚树脂亲水防雾材料。
１．１透明材料防雾涂料研究的意义
硅酸盐玻璃类等透明材料是人们同常生活、工作和生产必不可少的材料。这 些材料在一定的环境中的雾化给人们带来诸多不便，在有些情况下会给人们带来 严重危害，造成严重后果。
浙江工业大学 硕士学位论文 透明亲水丙烯酸树脂防雾材料的制备及应用研究 姓名：刘宣国 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及自动化 指导教师：楼白杨
20050101
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望 Ｚ兰里曼１９透明亲水丙烯酸树脂防雾材Fra bibliotek的制备 及应用研究
摘要
对于无机硅酸盐装饰用玻璃的防雾，在玻璃表面涂布…层亲水防 雾材料是一种有效的防雾方法。我们采用的防雾材料丙烯酸树脂，具 有优良的亲水性和水稀释性，是一种无毒长效的防雾材料。
ＭＡＡ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｉｓ ２２ ｐｅｒｃｅｎｔ，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ
１３－ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｅｔｈｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｉｓ ８ ｔｏ １ ０ ｐｅｒｃｅｎｔ
ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｍａｉｎｄｅｒ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｏｍｅｒ ｉＳ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ．
浙江Ｔ业』（学ｆ颤Ｉ。学位论文
筑一节绪沦
１２防雾机理
要防雾就必须知道水蒸气是如何在材料表面形成水雾的机理，为了说明防雾 涂料的防雾机理，首先介绍一下雾化是怎么产生的。水蒸气雾化的两个前提条件： 空气中有相当量的水蒸汽存在；在特定的环境下造成一定湿度环境。一旦具有一 定分压的水蒸汽冷却到其露点时，水蒸汽达到饱和，冷凝析出小水珠。小水珠粘 附在透明基材表面就会出现雾化现象。这是由于各小雾珠的曲率半径不同，对透 过的光线产生的折射和散射即漫反射不同造成的。在不透明基材表面看不到明显 的雾化现象，但可以看到露珠般的大水珠，称为结露。结雾和结露都是水蒸气凝 结的小水滴造成的现象。水蒸气雾化在材料表面在不同的条件下有三种状念，即 亲水状态、疏水状念和铺展状态。