本公开涉及用于形成具有防雾和/或防霜性质的涂层的组合物、包含这样的涂层的制品以及用于制备所述涂层和/或制品的方法。
背景技术：
1、在多种应用中需要防雾性质，例如眼科和太阳镜片；安全、军事和运动眼镜及配件；用于汽车、运输、建筑和施工、温室的玻璃制品；工业、销售终端和电子显示器；镜子；太阳能面板等。防霜性质对于低温应用(例如冷冻室门、运动服等)是有利的。通常，期望在同一涂层中防雾和防霜性质的双重功能。
2、当来自周围空气的水蒸气在制品上冷凝形成小水滴时发生雾化。当制品的温度低于环境温度从而将周围空气冷却到低于露点时，就会发生这种情况。目前的防雾涂料通常是亲水性质的。表面活性剂用于涂料制剂中以增加固化涂料的表面能，使得液滴能够在表面上结片(即，润湿表面)而不是在基材上形成球形液滴。产生的水成片作用使光的散射最小化，从而改进可视性。
3、当制品的表面低于水的冰点时发生结霜。在这种情况下，水冷凝物在制品上冻结。通常，期望涂层具有防雾和防霜性质两者。例如，在制品(例如滑雪护目镜)中，滑雪者的身体发出的热在滑雪护目镜的内侧上引起雾。因此，对于滑雪护目镜的内侧，防雾性质是重要的。然而，在暴露于寒冷、多雪环境的滑雪护目镜的外侧上，需要防霜性质。因此，能够起防雾和防霜作用两者的涂料是重要的。
4、为了具有持久或永久的防雾性能，防雾涂料通常与大量表面活性剂与亲水性网络组合一起配制。这些高负载的表面活性剂和亲水性网络通常使固化涂层触摸起来不那么光滑。结果是，涂布有防雾涂层的制品不容易处理和清洁。当包装在质量差的袋中时，高负载的表面活性剂还使涂层容易留下袋印记。
5、耐雾化和耐细颗粒造成的表面损伤是被认为是个人防护设备的眼睛佩戴的基本标准。此外，理想地，要求个人防护眼镜通过欧洲标准en 166(例如，en 166，2001版)以获得认证。en 166包括用于不同安全要求的若干测试，即，对升高的温度的稳定性、对紫外线辐射、腐蚀、引燃、雾化、由大颗粒/细颗粒造成的表面损伤的抗性等。包括在en 166认证中的测试方法是en 167(其包括光学测试方法)和en 168(其包括非光学测试方法)。en 168中包括抗目镜雾化(称为“n-标记”)和抗细颗粒造成的表面损伤(称为“k-标记”)。因此，具有提供防雾并通过en 168中规定的测试的固化涂层的眼镜被认为具有en 166n-标记。类似地，具有通过en 168测试抗细颗粒造成的表面损伤的固化涂层的眼镜被认为具有en 166k-标记。
技术实现思路
1、本公开提供了一种涂料组合物，其包含氨基甲酸乙酯树脂、吸水性聚合物和固化剂。所述氨基甲酸乙酯树脂通过具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物与异氰酸酯的反应获得。当施加到基材并热固化时，所述涂料组合物形成具有永久防雾性质的透明且光滑的涂层。
2、此外，在本公开中描述了一种制品，其包含基材和施加到所述基材上的透明、光滑且永久的防雾涂层。所述涂层由包含氨基甲酸乙酯树脂、吸水性聚合物、固化剂、分散剂和溶剂的涂料组合物形成。所述氨基甲酸乙酯树脂是具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物与异氰酸酯的反应产物。
3、在本公开的一些方面，当施加到基材并热固化时，所述涂料组合物形成透明且光滑的涂层，除了永久防雾性质之外，所述涂层还具有防霜性质。本公开还描述了一种制品，其包含施加到基材上的具有永久防雾性质和防霜性质的透明且光滑的涂层。
1.一种涂料组合物，其包含：
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中当将所述涂布的基材在水中浸泡1小时，在25℃、50％rh下平衡至少12小时，并用50℃水测试防雾性时，其保持无雾至少8秒。
3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中当将所述涂布的基材在水中浸泡2小时，在25℃、50％rh下平衡至少12小时，并用50℃水测试防雾性时，其保持无雾至少8秒。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中所述涂层具有低于0.37的摩擦系数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料组合物，其中所述具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物含有至少一个羟基。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物，其中所述具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物是乙氧基化的。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的涂料组合物，其中所述具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物是不含硅的。
8.根据权利要求7所述的涂料组合物，其中所述具有多环氧官能度的不含硅的异氰酸酯反应性化合物含有三个或更多个环氧基团。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的涂料组合物，其中所述具有多环氧官能度的异氰酸酯反应性化合物选自脂族聚环氧化物、甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、山梨醇聚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、苯氧基(环氧乙烷)5缩水甘油醚和月桂氧基(环氧乙烷)15缩水甘油醚或其组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯包含至少一种含硅的异氰酸酯。
11.根据权利要求10所述的涂料组合物，其中所述至少一种含硅的异氰酸酯是反应性异氰酸酯烷氧基硅烷。
12.根据权利要求10所述的涂料组合物，其中所述至少一种含硅的异氰酸酯具有nco(r)si(or1)3、nco(r)si(or1)2r3、nco(r)si(or1)(r3)2或其组合的一般结构，其中r＝(ch2)n，n＝1-6，r1＝ch3或c2h5，并且r3＝cxh2x+1，x＝1-4。
13.根据权利要求11所述的涂料组合物，其中所述含有烷氧基硅烷基团的氨基甲酸乙酯树脂进一步水解。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯进一步包含至少一种不含硅的异氰酸酯。
15.根据权利要求1-9中任一项所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯是不含硅的。
16.根据权利要求1-11中任一项所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯具有大于1的异氰酸酯官能度。
17.根据权利要求16所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、二甲苯二异氰酸酯(xdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯、hdi缩二脲、衍生自前述物质的二异氰酸酯或其组合。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的涂料组合物，其中所述吸水性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚(乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯吡咯烷酮-共-丙烯酸乙酯)、聚(乙烯吡咯烷酮-共-氯乙烯)、聚乙烯醇、磺酸酯、聚丙烯酸或其组合。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的涂料组合物，其中所述固化剂是胺、胺盐或其组合。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的涂料组合物，其进一步包含具有亲水和疏水片段的聚合物分散剂。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的涂料组合物，其进一步包含非反应性表面活性剂。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中当将形成有所述涂层的基材放置在-18℃下1小时，然后放置在20±5℃和30-50％rh时，在所述涂层上不形成霜。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的涂料组合物，其中在100g重量下用湿态无绒清洁室擦拭物擦拭形成有所述涂层的基材10个循环，每个循环5次冲击后，在暴露于60℃水蒸气10秒后，在所述涂层上不形成雾。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的涂料组合物，其中根据en166/en168规程，所述涂料通过k-标记(对细颗粒的耐磨性)测试。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的涂料组合物，其中在去离子水中浸泡7小时之后，所述涂层的摩擦系数保持在0.1-0.37之间。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的涂料组合物，其中所述涂层与抗反射涂层或镜面涂层相容。
27.一种涂料组合物，其包含：
28.根据权利要求27所述的涂料组合物，其中当施加到基材并热固化时，所述涂料组合物形成具有永久防雾性质和/或防霜性质的透明且光滑的涂层。
29.一种制品，其包含：基材和设置在所述基材上的透明、光滑且永久的防雾涂层，
30.根据权利要求29所述的制品，其中当将所述涂布的基材在水中浸泡1小时，在25℃、50％rh下平衡至少12小时，并用50℃水测试防雾性时，其保持无雾至少8秒。
31.根据权利要求29所述的制品，其中当将所述涂布的基材在水中浸泡2小时，在25℃、50％rh下平衡至少12小时，并用50℃水测试防雾性时，其保持无雾至少8秒。
32.根据权利要求29-31中任一项所述的制品，其中所述涂层具有低于0.37的摩擦系数。
33.根据权利要求29-32中任一项所述的制品，其中当将所述涂布的基材放置在-18℃下1小时，然后放置在20±5℃和30-50％rh时，在所述涂层上不形成霜。
