技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种超亲水涂料及其制备方法以及采用该 超亲水涂料制成的超亲水涂层。
背景技术
透明材料的雾化是指湿气或蒸汽冷凝在透明材料制品的表面形成微小水 滴，微小水滴的析出使光线经过时发生漫反射，很明显的降低了透明材料的透 光率，出现起雾现象，从而使得透明材料变得不透明，影响视觉效果。透明材 料表面的起雾现象会给日常生产和生活带来诸多不便，如：建筑物的玻璃窗、 浴室镜子、眼镜片，尤其是寒冷环境下车辆的挡风玻璃起雾，会严重影响行车 安全。目前采用的解决透明材料表面的雾化的方法一般有在透明材料表面镀膜、 安装加热装置等。在透明材料表面镀膜通常采用涂料。而目前使用的涂料一般 是纯高分子体系，这种涂料的耐水性较差，耐候性较差，使用寿命较短。
发明内容
鉴于上述涂料使用寿命较短的不足，本发明的目的是提供一种具有很好的 防雾性能、耐水性好、耐候性好的超亲水涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种超亲水涂料，所述超亲水涂料的原料包括0～10重量份的硅溶胶； 0.3～15重量份的改性硅溶胶、0.1～35重量份的高分子单体、0.01～1重量份的引 发剂和55～90重量份的溶剂；
其中所述硅溶胶中SiO2的质量百分含量为5％～35％，粒径为5nm～35nm；
所述改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶；
所述高分子单体的的分子式为
其中R1为H或甲基，R为羟基、羟烷基、烷酯基、磺酸基、磺酸盐基、 对磺酸苯基、对磺酸盐苯基、磺酸烷基、磺酸盐烷基或吡咯烷酮基；
所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚 腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种的混合物；
所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、四氢 呋喃、甲苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯、甲 基异丁基酮、正丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯、乙二醇单 乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙 酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺以及二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物。
在其中一个实施例中，所述超亲水涂料的原料还包括0～5重量份的带烯键 的硅烷偶联剂和/或0～1重量份的(甲基)丙烯酸。
在其中一个实施例中，所述带烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙 基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述高分子单体由0.3～15重量份的带羟基的(甲 基)丙烯酸酯类高分子单体、0.2～12重量份的(甲基)丙烯酸酯类高分子单体、 0.1～8重量份的带磺酸基的高分子单体和0.1～8重量份带吡咯烷酮的高分子单 体组成。
在其中一个实施例中，所述带羟基的丙烯酸酯类高分子单体为(甲基)丙 烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯中的一种或几种的 混合物；
所述(甲基)丙烯酸酯类高分子单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基 丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或几种的混合物；
所述带磺酸基的高分子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钾、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、对苯乙烯 磺酸、对苯乙烯磺酸钠或对苯乙烯磺酸钾的一种或几种的混合物；
所述带吡咯烷酮的高分子单体为N-乙烯基吡咯烷酮，3-甲基-1-乙烯基-2- 吡咯烷酮，4-甲基-1-乙烯基-2-吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。
在其中一个实施例中，所述超亲水涂料的固含量为5～30％。
上述的超亲水涂料的制备方法，包括如下步骤：将0～10重量份的硅溶胶； 0.3～15重量份的改性硅溶胶、0.1～35重量份的高分子单体、0.01～1重量份的引 发剂、55～90重量份的溶剂、0～5重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0～1重量份 的(甲基)丙烯酸按一定重量份数比混合均匀，然后在保护气氛下反应4小时 ～6小时后即可得到所述的超亲水涂料，反应温度为25℃至70℃。
在其中一个实施例中，上述反应过程中，首先升温至30℃保温1.5小时～2.5 小时，然后升温至45℃保温1.5小时～2.5小时，之后再升温至60℃保温0.3小 时～0.6小时后反应完成。
在其中一个实施例中，所述改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶， 所述接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶的制备方法包括如下步骤：
制备接枝有烯键的硅溶胶；
制备接枝有磺酸基的硅溶胶；
将所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈 化，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶，其中，所述接枝有烯键的硅溶胶 与所述接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2～1:1。
在其中一个实施例中，所述制备接枝有烯键的硅溶胶包括以下步骤：
取一定量的硅溶胶，调节其PH值至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有 烯键的硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接 枝有烯键的硅溶胶；其中，所述含有烯键的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量 的质量份数比为0.5～2:1。
在其中一个实施例中，所述含有烯键的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量 的质量份数比为0.8～1:1。
在其中一个实施例中，向所述硅溶胶中滴加所述含有烯键的硅烷偶联剂时， 所述含有烯键的硅烷偶联剂的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，所述含有烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述制备接枝有磺酸基的硅溶胶包括以下步骤：
取一定量的硅溶胶，调节其PH值至2～5并进行搅拌，边搅拌边滴加含有 巯基的硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h，得到接 枝有巯基的硅溶胶；其中，所述含有巯基的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量 的质量份数比为0.5～2:1；
在所述接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化物，所述过氧化物将所述巯基氧 化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；其中，所述过氧化物与所述接枝有 巯基的硅溶胶的摩尔比为1～3:1。
在其中一个实施例中，所述含有巯基的硅烷偶联剂与所述硅溶胶的固含量 的质量份数比为1～1.5:1；
所述过氧化物与所述接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1～1.5:1。
在其中一个实施例中，向所述硅溶胶中滴加含有巯基的硅烷偶联剂时，所 述含有巯基的硅烷偶联剂的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，所述含疏基的硅烷偶联剂的分子结构式为： SH(CH2)3Si(OR)3，其中，R为甲基、乙基或甲氧基乙基。
在其中一个实施例中，所述过氧化物为过氧化氢和过氧乙酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的硅 溶胶的质量份数比为0.4～0.6:1。
在其中一个实施例中，将所述接枝有烯键的硅溶胶与所述接枝有磺酸基的 硅溶胶混合、搅拌并陈化包括以下步骤：
将所述接枝有磺酸基的硅溶胶进行搅拌，边搅拌边滴加所述接枝有烯键的 硅溶胶，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h。
在其中一个实施例中，向所述接枝有磺酸基的硅溶胶中滴加所述接枝有烯 键的硅溶胶时，所述接枝有烯键的硅溶胶的滴加时间为30min～120min。
在其中一个实施例中，在制备接枝有烯键的硅溶胶和制备接枝有巯基的硅 溶胶之前，还包括以下步骤：
将硅溶胶在超声波中活化10min～60min。
在其中一个实施例中，所述硅溶胶的固含量为5wt％～35wt％，粒径为5nm 至100nm。
本发明还提供一种超亲水涂层，所述超亲水涂层是通过将上述的超亲水涂 料涂覆在基材上制成的，其中所述超亲水涂层的厚度为5微米至35微米。
上述的超亲水涂层的制备方法，包括如下步骤：
将上述超亲水涂料涂覆在基材表面；
对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为40℃至150℃，时 间为0.5小时至8小时。基材可以是玻璃、塑料、薄膜等。当然，在涂覆前也 可以对基材进行预处理。
在其中一个实施例中，所述烘烤处理的温度控制具体包括如下过程：首先 在40℃～80℃的温度下处理0.5小时～5小时，然后升温至80℃-150℃处理0.5 小时～3小时。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的超亲水涂料中的主链上含有硅溶胶的含硅高分子与硅溶胶 复合反应来形成超亲水涂料，在成膜过程中主链上含有硅溶胶的高分子与硅溶 胶发生凝胶化交联反应，生成交联网络，从而使得本发明的超亲水涂料制备的 涂层具有优良的防雾性能，而且耐水性好，耐候性好，同时其耐磨、耐刮擦和 耐污性能也非常好。
(2)本发明的超亲水涂料在汽车倒车镜、挡风玻璃、浴室镜、游泳镜以 及光学上具有很好的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的超亲水涂料及其制备方法和超亲水涂层及制备方法的目 的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一 步详细说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。
硅溶胶亦称硅酸溶胶，硅溶胶是纳米级二氧化硅颗粒在水或其他溶剂(其 他溶剂可以是乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯、防白 水中的一种或几种)中的分散液，硅溶胶中的二氧化硅含有大量的水及羟基， 具有较大的比表面积，具有高分散性、高吸附性和高耐火绝热性等特点，其原 料来源广泛，便于生产，价格低廉，对人类和环境无毒无害。但是硅溶胶与有 机高分子单体的相容性较差，在硅溶胶与高分子的聚合过程中硅溶胶易于团聚， 不能形成均匀的复合材料，其耐水性和耐候性均比较差，亲水效果也不理想。 本发明采用改性硅溶胶与高分子体系聚合形成主链上含有硅溶胶的含硅高分 子，然后主链上含有硅溶胶的含硅高分子再与普通硅溶胶发生凝聚反应，从而 使得制备的涂料均匀性好，耐水性和耐候性均比较好。
本发明提供一种超亲水涂料，其原料包括0～10重量份的硅溶胶；0.3～15 重量份的改性硅溶胶、0.1～35重量份的高分子单体、0.01～1重量份的引发剂和 55～90重量份的溶剂；
其中超亲水涂料的原料中包括两种硅溶胶，一种是普通的硅溶胶，普通的 硅溶胶的用量为0～140重量份，另一种是改性硅溶胶，改性硅溶胶的用量为 0.3～15份。本发明中的采用的硅溶胶可以为市售的溶剂型或水性硅溶胶，其 SiO2的质量百分含量为5％～35％，粒径为5nm～35nm。值得说明的是该普通的 硅溶胶也是制备改性硅溶胶的原料。
上述的改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。本实施例中的接枝有 烯键和磺酸基的硅溶胶的分子结构式为：
其中n＝0～3，Y为
本实施例中的改性硅溶胶的表面接枝有烯键(-C＝C)和磺酸基(-SO3H)， 所接枝的烯键可以参与自由基反应，接枝的烯键可以与高分子单体在引发剂的 存在下发生自由基反应和交联从而形成均一的有机-无机杂化体系；硅溶胶表 面接枝的磺酸基具有很高的亲水性，其可以保证本发明的超亲水涂料的超亲水 性能。
原料中的所述高分子单体的的分子式为:
其中R1为H或甲基，R为羟基、羟烷基、烷酯基、磺酸基、磺酸盐基、 对磺酸苯基、对磺酸盐苯基、磺酸烷基、磺酸盐烷基或吡咯烷酮基。
需要说明的是高分子单体可以为多种。
原料中的所述引发剂优选为自由基引发剂，最好为过氧化苯甲酰、过氧化 月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的 至少一种。
原料中的所述溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸 酯、四氢呋喃、甲苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸 丁酯、甲基异丁基酮、正丁酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮、2-庚酮、γ-丁内酯、 乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇 单甲醚乙酸酯、丁内酯、二甲基甲酰胺以及二甲基乙酰胺中的至少一种。不同 溶剂可以以任意体积比混合。
本发明中采用了改性硅溶胶，由于改性硅溶胶中的烯键和磺酸基均化学接 枝在无机物硅溶胶的表面(目前的纯高分子体系的涂料中起到亲水作用的亲水 基团是直接接在高分子主链上的，这种纯高分子体系的耐水性较差)，反应时 改性硅溶胶与有机高分子单体先聚合生成主链上含有硅溶胶的含硅高分子溶 液，含硅高分子再与硅溶胶聚合，此时高分子单体的主链上的硅溶胶可以与硅 溶胶发生凝胶化交联反应，生成交联网络，其亲水基团位于硅溶胶上，从而避 免了亲水基团直接接在高分子主链上而造成的耐水性和耐候性较差的问题。同 时由于硅溶胶的比表面积很大，其表面含有大量的羟基，因此采用本发明的超 亲水涂料制成的涂层的材料的水接触角在8度以下。
其中含硅高分子溶液的制备过程可以表示为：
其中，n＝0～3，R1为H或甲基；
R为羟基、羟烷基、烷酯基、磺酸基、磺酸盐基、对磺酸苯基、对磺酸盐 苯基、磺酸烷基、磺酸盐烷基或吡咯烷酮基；
Y为
较佳的，所述超亲水涂料的原料还包括0.05～5重量份的带烯键的硅烷偶 联剂，加入带烯键的硅烷偶联剂可以进一步增强改性硅溶胶与高分子单体的交 联度。
进一步的，上述带烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基 硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三 甲氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。
在较佳的一个实施例中，所述高分子单体由0.3～15重量份的带羟基的(甲 基)丙烯酸酯类高分子单体、0.2～12重量份的(甲基)丙烯酸酯类高分子单体、 0.1～8重量份的带磺酸基的高分子单体和0.1～8重量份带吡咯烷酮的高分子单 体组成。
更有的，所述带羟基的丙烯酸酯类高分子单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、 (甲基)丙烯酸羟丙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯中的至少一种；
所述(甲基)丙烯酸酯类高分子单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基 丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯中的至少一种；
所述带磺酸基的高分子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钾、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、对苯乙烯 磺酸、对苯乙烯磺酸钠或对苯乙烯磺酸钾的至少一种；
所述带吡咯烷酮的高分子单体为N-乙烯基吡咯烷酮，3-甲基-1-乙烯基-2- 吡咯烷酮，4-甲基-1-乙烯基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
较佳的，所述超亲水涂料的固含量为5～30％。
本发明的超亲水涂料的制备方法为将0～10重量份的硅溶胶；0.3～15重量 份的改性硅溶胶、0.1～35重量份的高分子单体、0.01～1重量份的引发剂、55～90 重量份的溶剂、0～5重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0～1重量份的(甲基)丙 烯酸按一定重量份数比混合均匀，然后在保护气氛下反应4小时～6小时后即 可得到所述的超亲水涂料，反应温度为25℃至70℃。
上述反应过程中，其温度可以根据下述过程控制：首先升温至30℃保温 1.5小时～2.5小时，然后升温至45℃保温1.5小时～2.5小时，之后再升温至60℃ 保温0.3小时～0.6小时后反应完成。
其中，原料中的改性硅溶胶为接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶，所述接枝有 烯键和磺酸基的硅溶胶的制备方法包括如下步骤：
S100：制备接枝有烯键的硅溶胶。
较佳地，作为一种可实施方式，制备接枝有烯键的硅溶胶包括以下步骤：
S110，取一定量的硅溶胶进行活化处理。
由于硅溶胶在静置时容易出现团聚现象，较佳地，在使用之前，需要将硅 溶胶进行活化处理，使硅溶胶中的颗粒均匀分散，以增加后续反应的均匀性。 作为一种可实施方式，将硅溶胶在超声波中活化10min～60min。此外，也可采 用其他方式进行活化，例如，可通过加热或高速搅拌等方式活化硅溶胶。
需要说明的是，本步骤中所述的硅溶胶是指未经改性的硅溶胶，通常为二 氧化硅颗粒(由SiO2分子及附着在SiO2分子表面的羟基等构成)在溶剂中的 分散液，其中，溶剂可以为去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋 酸酯、乙酸正丁酯和防白水中的至少一种。
较佳地，本步骤中，硅溶胶的固含量为5wt％～35wt％。其中，硅溶胶的固 含量是指二氧化硅颗粒在整个分散液中的质量百分含量。更佳地，该硅溶胶中 二氧化硅颗粒的粒径为纳米级，优选为5nm～100nm，更优为5nm～35nm。
S120，用乙酸、盐酸或柠檬酸将活化后的硅溶胶的pH至调节至2～5并进 行搅拌，边搅拌边滴加含有烯键的硅烷偶联剂。
其中，含有烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基 硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的至少一种。
步骤S120中，采用边搅拌边滴加反应物的方式将活化后的硅溶胶与含有 烯键的硅烷偶联剂进行混合，有效防止了硅溶胶的团聚，增加了反应速率及反 应均匀性；并且，采用正滴的方式(将含有烯键的硅烷偶联剂滴加至硅溶胶中)， 有利于反应过程的控制，能够保证目标反应物的生成。
为了控制烯键的引入量，提高改性后的硅溶胶与有机高分子单体的相容性， 优选地，步骤S120中，所加入的含有烯键的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含量的 质量份数比为0.5～2:1，更优地，所加入的含有烯键的硅烷偶联剂与硅溶胶的 固含量的质量份数比为0.8～1:1。
较佳地，向硅溶胶中滴加含有烯键的硅烷偶联剂时，含有烯键的硅烷偶联 剂的滴加时间控制在30min～120min之间；更佳地，含有烯键的硅烷偶联剂的 滴加时间控制在60min～80min之间。
为了有效防止烯键的氧化，步骤S120在保护气氛中进行。其中，保护气 氛可以为氮气气氛、氩气气氛、氦气气氛或其他惰性气体气氛。
S130，滴加完含有烯键的硅烷偶联剂之后，继续搅拌1h～5h，然后陈化 12h～48h，得到接枝有烯键的硅溶胶。
本步骤的目的为使硅溶胶与含有烯键的硅烷偶联剂充分反应，将烯键成功 接枝到硅溶胶中。较佳地，步骤130中的搅拌步骤在保护气氛中进行。
S200：制备接枝有磺酸基的硅溶胶。
较佳地，作为一种可实施方式，制备接枝有磺酸基硅溶胶包括以下步骤：
S210，取一定量的硅溶胶进行活化处理。其中，本步骤中的硅溶胶及具体 活化过程参见步骤S110。
S220，用乙酸、盐酸或柠檬酸将活化后的硅溶胶的pH至调节至2～5并进 行搅拌，边搅拌边滴加含有巯基的硅烷偶联剂。较优地，步骤S220在保护气 氛中进行。
其中，含有巯基的硅烷偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧 基硅烷和γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)中的至少一种。
步骤S220中，采用边搅拌边滴加反应物的方式将活化后的硅溶胶与含有 巯基的硅烷偶联剂混合，有效防止了硅溶胶的团聚，增加了反应速率及反应均 匀性；并且，采用正滴的方式(将含有巯基的硅烷偶联剂滴加至硅溶胶中)， 有利于反应过程的控制，能够保证目标反应物的生成。
作为优选，步骤S220中，加入的含有巯基的硅烷偶联剂与硅溶胶的固含 量的质量份数比为0.5～2:1，更优地，加入的含有巯基的硅烷偶联剂与硅溶胶 的固含量的质量份数比为1～1.5:1。
较佳地，向硅溶胶中滴加含有巯基的硅烷偶联剂时，含有巯基的硅烷偶联 剂的滴加时间控制在30min～120min之间；更佳地，含有巯基的硅烷偶联剂的 滴加时间控制在60min～80min之间。
S230，滴加完含有巯基的硅烷偶联剂之后，继续搅拌1h～5h，然后陈化 12h～48h，得到接枝有巯基的硅溶胶。
步骤S230的目的为使硅溶胶与含有巯基的硅烷偶联剂充分反应，将巯基 成功接枝到的硅溶胶中。较优地，步骤S230中的搅拌步骤在保护气氛中进行。
S240，在步骤S230中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化物，该过 氧化物将硅溶胶上的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶。
步骤S240中的过氧化物可以为过氧化氢和过氧乙酸中的至少一种，优选 为过氧化氢。其中，过氧化氢和过氧乙酸多以水溶液的形式加入到接枝有巯基 的硅溶胶中，过氧化氢和过氧乙酸的水溶液呈酸性，过氧根离子在酸性条件下 更容易将巯基氧化为磺酸基。此外，过氧化物还可以为过氧化钠或过氧化钾等。
较佳地，步骤S240中，加入的过氧化物与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比 为1～3:1，优选为1～1.5:1。需要说明的是，此处的过氧化物与接枝有巯基的硅 溶胶的摩尔比可以是过氧化物与接枝有巯基的硅溶胶中的巯基的摩尔比。
S300：将步骤S100得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤S200得到的接枝有 磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶， 其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2～1:1， 优选为0.4～0.6:1，更优为0.45～0.55:1。
步骤S300中，将步骤S100得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤S200得到 的接枝有磺酸基的硅溶胶混合、搅拌并陈化包括以下步骤：将步骤S200得到 的接枝有磺酸基的硅溶胶进行搅拌，边搅拌边滴加步骤S100得到的接枝有烯 键的硅溶胶，滴加完毕后继续搅拌1h～5h，然后陈化12h～48h。
为了增加反应效果，防止反应过程中反应物被空气氧化，作为优选，滴加 接枝有烯键的硅溶胶的过程以及滴加完毕后的搅拌过程均在保护气氛中进行。
较佳地，向接枝有磺酸基的硅溶胶中滴加接枝有烯键的硅溶胶时，接枝有 烯键的硅溶胶的滴加时间为30min～120min，优选为60min～80min。
需要说明的是，上述步骤S100和S200的顺序可以调换，也可同时进行； 并且，本发明对于反应温度无特殊要求，本发明中所有步骤均可在室温下进行。
以下通过化学反应式对本发明的改性硅溶胶的制备方法的原理进行说明：
其中，n＝0～3，
Y为—CH＝CH3、或
R为—CH3、—CH2CH3或—CH2CH2OCH3。
本发明分别制备了接枝有烯键的硅溶胶以及接枝有磺酸基的硅溶胶，然后 将二者按照一定的比例混合，经搅拌和陈化步骤后得到同时接枝有烯键和磺酸 基的硅溶胶；其中，烯键反应活性较高，可进行自由基反应，能够提高硅溶胶 与有机分子的相容性，而磺酸基具有极强的亲水性，能够进一步增强硅溶胶的 亲水性能，有效防止了由于烯键的引入而导致硅溶胶亲水性能的降低，同时磺 酸基是接枝于无机物SiO2，降低了水溶性。因此，本发明的改性硅溶胶亲水性 能优异，与有机高分子单体的相容性大大提高，可以作为超亲水防雾涂料的重 要原料。
本发明还提供一种超亲水涂层，其是通过将上述的超亲水涂料涂覆在基材 上制成的，其中所述超亲水涂层的厚度为5微米至35微米。
上述的超亲水涂层的制备方法，包括如下步骤：
将上述的超亲水涂料涂覆在基材表面；基材可以是玻璃、塑料、薄膜等。 当然，在涂覆前也可以对基材进行预处理。
对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为40℃至150℃，时 间为0.5小时至8小时。
进一步的，上述的烘烤处理中的温度具体可以按如下过程控制：首先在 40℃～80℃的温度下处理0.5小时～5小时，然后升温至80℃-150℃处理0.5小 时～3小时。
以下通过具体实施例对本发明进一步说明。如非特别说明，以下实施例中 所使用的药剂和设备均为市售。
性能测试方法：
1、亲水性测试：
采用德国Dataphysics公司的OCA-40型接触角测定仪对涂覆有紫外光固 化涂料制成的超亲水透明防雾涂层的样品进行测试，测量其水接触角。
2、透光率测试：
采用LCD-5200光电特性测试仪，380-780nm波段对扫描样品表面的涂层， 按照GBT2680-1994公开的太阳光各波段分布特性，计算各样品表面针对可 见光的透光率。
3、硬度测试
按照标准号为GB/6739T所述的方法，测试样品表面的涂层的硬度。使用 铅笔硬度测试仪，在1kg力下用日文的三菱铅笔在基材表面推过，划3次， 涂层表面无损伤，记为OK；3次中1次有轻微划伤为NO。
4、耐磨性测试：(SteelWoolTest)
用000#钢丝绒，在250N的压力和2cm/s速度下，在样品表面上磨擦一 定20次来回，然后用雾度计测试样品磨擦前后的雾度(％)。
5、附着力测试
用划格器在样品表面涂层上划35个1毫米×1毫米的正方形格。用美国 3M公司生产的型号为250的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然 后以最快的速度60度角揭起，观察划痕边缘处是否有脱漆。如没有任何脱漆 为5B，脱漆量在0-5％之间为4B，5-15％之间为3B，15-35％之间为2B，35-65％ 之间为1B，65％以上为0B。
6、QUV测试
采用QVA加速腐蚀仪，先对样品进行4h的UV光照射，(波长340nm， 功率0.63W/m2，温度60℃)，然后经过4h的湿热环境(50℃)，记为一次循 环；经过12次循环实验，采用上述测试方法2和5测试样品表面的附着力和 透过率。
实施例一
(11)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化30min，其中，硅溶胶的固含量为5wt％，硅 溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为5nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2.5并于氮气 气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加 时间为30min，其中，加入的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的 硅溶胶的固含量的质量份数比为0.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌1h， 然后于室温下陈化12h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至3并于氮气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为30min，其 中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 0.5:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌1h，然后于室温条件下陈化12h，得 到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1:1，过氧根离子 将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为30min，其中，接枝有烯 键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.2:1；滴加完毕后继续 于氮气气氛下搅拌1h，然后于室温条件下陈化12h，得到同时接枝有烯键和磺 酸基的硅溶胶。
(12)制备超亲水涂料
实施例一的超亲水涂料包括：0.3重量份的(11)制得的改性硅溶胶、0.1重 量份的高分子单体、0.01重量份的引发剂、55重量份的溶剂。将上述原料混合 分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气氛下反应4 小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为30±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为CH2CHOH，引发剂为过氧化苯甲酰，溶 剂为乙醇和去离子水(体积为1:1)的混合物。
(13)制备超亲水涂层
将实施例一的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为5微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为40℃，时间 为8小时即可得样品一。
实施例二
(21)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化20min，其中，硅溶胶的固含量为10wt％， 硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为10nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至3并于氩气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，滴加时间 为40min，其中，加入的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶 的固含量的质量份数比为0.8:1；滴加完毕后继续于氩气气氛下搅拌3h，然后 于室温条件下陈化16h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至4并于氩气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为40min，其 中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 1:1；滴加完毕后继续于氩气气氛下搅拌3h，然后于室温条件下陈化16h，得 到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.5:1，过氧根离 子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氩气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为40min，其中，接枝有烯 键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.4:1；滴加完毕后继续 于氩气气氛下搅拌3h，然后室温条件下陈化16h，得到同时接枝有烯键和磺酸 基的硅溶胶。
(22)制备超亲水涂料
实施例二的超亲水涂料包括：1重量份的硅溶胶、5重量份的(21)制得的改 性硅溶胶、5重量份的高分子单体、0.02重量份的引发剂、60重量份的溶剂。 将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氦气保 护气氛下反应5小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为35±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为CH2CHCH3，引发剂为过氧化月桂酰，溶 剂为异丙醇。
(23)制备超亲水涂层
将实施例二的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为10微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为50℃，时间 为7小时即可得样品二。
实施例三
(31)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化10min，其中，硅溶胶的固含量为15wt％， 硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为15nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3.5并于氮 气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三乙氧基硅烷，滴加时间为60min， 其中，加入的乙烯基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 0.9:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得 到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3.5并于氮 气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)，滴加时间 为60min，其中，加入的γ-巯丙基三(β-甲氧基乙氧基)与所取的硅溶胶的固 含量的质量份数比为1.2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室 温条件下陈化24h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.2:1，过氧根离 子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为60min，其中，接枝有烯 键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.5:1；滴加完毕后继续 于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到同时接枝有烯键和磺 酸基的硅溶胶。
(32)制备超亲水涂料
实施例三的超亲水涂料包括：2重量份的硅溶胶、8重量份的(31)制得的改 性硅溶胶、7重量份的高分子单体、0.03重量份的引发剂、65重量份的溶剂。 将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氦气保 护气氛下反应6小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为40±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为CH2CHSO3H，引发剂为偶氮二异丁腈， 溶剂为正丁醇。
(33)制备超亲水涂层
将实施例三的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为15微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为60℃，时间 为6小时即可得样品三。
实施例四
(41)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化40min，其中，硅溶胶的固含量为20wt％， 硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为20nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2并于氦气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三甲氧基硅烷，滴加时间为90min，其中， 加入的乙烯基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1:1；滴 加完毕后继续于氮气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到接枝有 烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至2并于氦气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷 的混合物，滴加时间为90min，其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷和γ-巯丙 基三甲氧基硅烷的混合物与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.5:1；滴 加完毕后继续于氮气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到接枝有 巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧乙酸，其中，加入 的过氧乙酸与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1.4:1，过氧根离子将硅溶胶中 的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氦气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为90min，其中，接枝有烯 键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.45:1；滴加完毕后继续 于氦气气氛下搅拌5h，然后于室温条件下陈化48h，得到同时接枝有烯键和磺 酸基的硅溶胶。
(42)制备超亲水涂料
实施例四的超亲水涂料包括：4重量份的硅溶胶、5重量份的(41)制得的改 性硅溶胶、10重量份的高分子单体、0.05重量份的引发剂、70重量份的溶剂。 将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氦气保 护气氛下反应5小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为45±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯，引发剂为偶氮二 异庚腈，溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和四氢呋喃(体积比为2:1)的混合物。
(43)制备超亲水涂层
将实施例四的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为20微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为70℃，时间 为6小时即可得样品四。
实施例五
(51)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶加热至50℃，边加热边搅拌，将其进行活化，其中，硅溶胶 的固含量为25wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为25nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至4并于氮气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，滴加时间为 120min，其中，加入的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷与所取的硅溶胶的固 含量的质量份数比为2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温 条件下陈化24h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用乙酸调节其pH值至4并于氮气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为120min， 其中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 2:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得 到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧乙酸的水溶液，其 中，加入的过氧乙酸的水溶液中的过氧乙酸与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为 1.7：1，过氧根离子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅 溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为120min，其中，接枝有 烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.55:1；滴加完毕后继 续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化24h，得到同时接枝有烯键和 磺酸基的硅溶胶。
(52)制备超亲水涂料
实施例五的超亲水涂料包括：6重量份的硅溶胶、7重量份的(51)制得的改 性硅溶胶、15重量份的高分子单体、0.06重量份的引发剂、75重量份的溶剂。 将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氦气保 护气氛下反应5小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为50±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为(甲基)丙烯酸羟丙酯，引发剂为过硫酸 钾，溶剂为甲苯、丙二醇单烷基醚(体积比为1:2)的混合物。
(53)制备超亲水涂层
将实施例五的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为25微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为80℃，时间 为4.5小时即可得样品五。
实施例六
(61)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化60min，其中，硅溶胶的固含量为30wt％， 硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为40nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至2.5并于氮气 气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和γ- 甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混合物，滴加时间为70min，其中，加入 的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅 烷的混合物与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为1.5:1；滴加完毕后继续 于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h，得到接枝有烯键的硅溶 胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至2.5并于氮气 气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为70min， 其中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 1.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h， 得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为1:1，过氧根离子 将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为70min，其中，接枝有烯 键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.6:1；滴加完毕后继续 于氮气气氛下搅拌3.5h，然后于室温条件下陈化18h，得到同时接枝有烯键和 磺酸基的硅溶胶。
(62)制备超亲水涂料
实施例六的超亲水涂料包括：7重量份的硅溶胶、9重量份的(61)制得的改 性硅溶胶、20重量份的高分子单体、0.07重量份的引发剂、80重量份的溶剂、 1重量份的带烯键的硅烷偶联剂。将上述原料混合分散均匀(可以采用超声波 分散处理30分钟)，然后在氦气保护气氛下反应5小时即可得到超亲水涂料， 反应温度控制为50±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为4-羟基丁基丙烯酸酯，引发剂为过硫酸钠， 溶剂为丙二醇烷基醚乙酸酯、环戊酮、乙酸丁酯(体积比为1：1:2)的混合物， 带烯键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
(63)制备超亲水涂层
将实施例六的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为30微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度控制为首先在 60℃的温度下处理2.5小时，然后升温至100℃处理1小时即可得样品六。
实施例七
(71)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化50min，其中，硅溶胶的固含量为35wt％， 硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为60nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至5并于氮气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加时 间为80min，其中，加入的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅 溶胶的固含量的质量份数比为1.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h， 然后于室温条件下陈化20h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用盐酸调节其pH值至5并于氮气气 氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三乙氧基硅烷，滴加时间为80min，其 中，加入的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 0.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下陈化20h，得 到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为2:1，过氧根离子 将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于氮气气氛下搅拌，用盐酸调 节反应体系的pH值为3，边搅拌边滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶， 滴加时间为80min，其中，接枝有烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质 量份数比为0.8:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h，然后于室温条件下 陈化20h，得到同时接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(72)制备超亲水涂料
实施例七的超亲水涂料包括：8重量份的硅溶胶、12重量份的(71)制得的 改性硅溶胶、25重量份的高分子单体、0.08重量份的引发剂、85重量份的溶 剂、2重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.1重量份的(甲基)丙烯酸。将上述 原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氦气保护气氛 下反应5小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为50±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯(重量份数比为 1:1)的混合物，引发剂为过硫酸铵，溶剂为甲基异丁基酮和正丁酮(体积比 为3:1)的混合物，带烯键的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅 烷。
(73)制备超亲水涂层
将实施例七的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度控制为首先在 40℃的温度下处理5小时，然后升温至80℃处理3小时即可得样品七。
实施例八
(81)制备改性硅溶胶
1、将硅溶胶通过超声波活化45min，其中，硅溶胶的溶剂为水，固含量 为18wt％，硅溶胶中二氧化硅颗粒的粒径为100nm；
2、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，用柠檬酸调节其pH值至3并于空气 气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，滴加时间 为120min，其中，加入的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷与所取的硅溶胶 的固含量的质量份数比为1.6:1；滴加完毕后继续于空气气氛下搅拌4h，然后 于空气中陈化24h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
3、取步骤1中部分活化后的硅溶胶，于空气气氛下进行搅拌，用柠檬酸 调节其pH值至3并于空气气氛下进行搅拌，边搅拌边滴加γ-巯丙基三甲氧基 硅烷，滴加时间为120min，其中，加入的γ-巯丙基三甲氧基硅烷与所取的硅 溶胶的固含量的质量份数比为1.4:1；滴加完毕后继续于氮气气氛下搅拌4h， 然后于空气中陈化24h，得到接枝有巯基的硅溶胶；
4、在步骤3中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化钠，其中，加入 的过氧化钠与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为2.5:1，过氧化钠将硅溶胶中的 巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
5、将步骤4得到的接枝有磺酸基的硅溶胶于空气气氛下搅拌，边搅拌边 滴加步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶，滴加时间为120min，其中，接枝有 烯键的硅溶胶与接枝有磺酸基的硅溶胶的质量份数比为0.55:1；滴加完毕后继 续于空气气氛下搅拌4h，然后于空气中陈化24h，得到同时接枝有烯键和磺酸 基的硅溶胶。
(82)制备超亲水涂料
实施例八的超亲水涂料包括：10重量份的硅溶胶、15重量份的(81)制得的 改性硅溶胶、30重量份的高分子单体、0.09重量份的引发剂、90重量份的溶 剂、4重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.5重量份的(甲基)丙烯酸。将上述 原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气氛 下反应6小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为60±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯 (重量份数比为2:1)的混合物，引发剂为过硫酸铵，溶剂为4-甲基-2-戊酮， 带烯键的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
(83)制备超亲水涂层
将实施例八的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度过程为首先在 80℃的温度下处理0.5小时，然后升温至150℃处理0.5小时即可得样品八。
实施例九
(91)制备改性硅溶胶
1、取一定量的粒径为6nm、固含量为18wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其 pH值至3，另取一定量的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，将所取的硅 溶胶加入到所取的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中，其中，所取的γ- (甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 1.2:1；然后将硅溶胶与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物于氮气 气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
2、取一定量的粒径为10nm、固含量为18wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其 pH值至3，另取一定量的γ-巯丙基三乙氧基硅烷，将所取的硅溶胶加入到所取 的γ-巯丙基三乙氧基硅烷中，其中，所取的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅 溶胶的固含量的质量份数比为1.2:1；然后将硅溶胶与γ-巯丙基三乙氧基硅烷 的混合物于氮气气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有巯基 的硅溶胶；
3、在步骤2中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为3:1，过氧根离子 将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
4、将步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤3得到的接枝有磺酸基的 硅溶胶混合后于氮气气氛下搅拌4.5h，然后于室温条件下陈化14h，得到同时 接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(92)制备超亲水涂料
实施例九的超亲水涂料包括：10重量份的硅溶胶、15重量份的(91)制得的 改性硅溶胶、35重量份的高分子单体、1重量份的引发剂、90重量份的溶剂、 5重量份的带烯键的硅烷偶联剂和1重量份的(甲基)丙烯酸。将上述原料混 合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气氛下反应， 首先升温至30℃保温1.5小时，然后升温至45℃保温2.5小时，之后再升温至 60℃保温0.3小时后反应完成。
本实施例中采用的高分子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，引发剂为 过硫酸铵，溶剂为环己酮和2-庚酮(体积比任意)的混合物，带烯键的硅烷偶 联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
(93)制备超亲水涂层
将实施例九的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为150℃，时间 为0.5小时即可得样品九。
实施例十
(101)制备改性硅溶胶
1、取一定量的粒径为60nm、固含量为20wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其 pH值为3，另取一定量的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，将所取的硅 溶胶加入到所取的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中，其中，所取的γ- (甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与所取的硅溶胶的固含量的质量份数比为 1.2:1；然后将硅溶胶与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物于氮气 气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有烯键的硅溶胶；
2、取一定量的粒径为15nm、固含量为18wt％的硅溶胶，用柠檬酸调节其 pH值为3，另取一定量的γ-巯丙基三乙氧基硅烷，将所取的硅溶胶加入到所取 的γ-巯丙基三乙氧基硅烷中，其中，所取的γ-巯丙基三乙氧基硅烷与所取的硅 溶胶的固含量的质量份数比为1.2:1；然后将硅溶胶与γ-巯丙基三乙氧基硅烷 的混合物于氮气气氛下搅拌4.5h，再于室温条件下陈化14h，得到接枝有巯基 的硅溶胶；
3、在步骤2中得到的接枝有巯基的硅溶胶中加入过氧化氢水溶液，其中， 过氧化氢水溶液中的H2O2与接枝有巯基的硅溶胶的摩尔比为2.5:1，过氧根离 子将硅溶胶中的巯基氧化为磺酸基，得到接枝有磺酸基的硅溶胶；
4、将步骤2得到的接枝有烯键的硅溶胶与步骤3得到的接枝有磺酸基的 硅溶胶混合后于氮气气氛下搅拌4.5h，然后于室温条件下陈化14h，得到同时 接枝有烯键和磺酸基的硅溶胶。
(102)制备超亲水涂料
实施例十的超亲水涂料包括：5重量份的硅溶胶、15重量份的(101)制得的 改性硅溶胶、20重量份的高分子单体、1重量份的引发剂、90重量份的溶剂、 5重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.8重量份的(甲基)丙烯酸。将上述原料 混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气氛下反 应，其温度控制过程为首先升温至30℃保温2.5小时，然后升温至45℃保温 1.5小时，之后再升温至60℃保温0.6小时后反应完成。
本实施例中采用的高分子单体为0.3重量份的带羟基的((甲基)丙烯酸 羟丙酯、0.2重量份的2-甲基丙烯酸乙酯、0.1重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基 丙磺酸和0.1重量份的N-乙烯基吡咯烷酮，引发剂为过硫酸铵，溶剂为乙二醇 单乙醚，带烯键的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
(103)制备超亲水涂层
将实施例十的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚度 为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为150℃，时间 为1小时即可得样品十。
实施例十一
(112)制备超亲水涂料
实施例十一的超亲水涂料包括：5重量份的硅溶胶、15重量份的(101)制得 的改性硅溶胶、20重量份的高分子单体、0.05重量份的引发剂、90重量份的 溶剂、4重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.8重量份的(甲基)丙烯酸。将上 述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气 氛下反应，温度控制过程为首先升温至30℃保温2小时，然后升温至45℃保 温2小时，之后再升温至60℃保温0.5小时后反应完成。
本实施例中采用的高分子单体为15重量份的(甲基)丙烯酸羟丙酯、12 重量份的丙烯酸正丁酯、8重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钾和8重量份 的3-甲基-1-乙烯基-2-吡咯烷酮，引发剂为过硫酸铵，溶剂为乙二醇单丁醚和 乙二醇单甲醚乙酸酯(体积比为4:5)的混合物，带烯键的硅烷偶联剂为乙烯 基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
(113)制备超亲水涂层
将实施例十一的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚 度为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为150℃，时间 为3小时即可得样品十一。
实施例十二
(122)制备超亲水涂料
实施例十二的超亲水涂料包括：5重量份的硅溶胶、10重量份的(101)制得 的改性硅溶胶、20重量份的高分子单体、0.05重量份的引发剂、90重量份的 溶剂、4重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.8重量份的(甲基)丙烯酸。将上 述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气 氛下反应6小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为65±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为10重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、5重 量份的甲基丙烯酸甲酯、5重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和4重量份 的4-甲基-1-乙烯基-2-吡咯烷酮，引发剂为过硫酸铵，溶剂为丁内酯，带烯键 的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
(123)制备超亲水涂层
将实施例十二的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚 度为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为150℃，时间 为4小时即可得样品十二。
实施例十三
(132)制备超亲水涂料
实施例十三的超亲水涂料包括：5重量份的硅溶胶、10重量份的(101)制得 的改性硅溶胶、20重量份的高分子单体、0.05重量份的引发剂、90重量份的 溶剂、4重量份的带烯键的硅烷偶联剂和0.8重量份的(甲基)丙烯酸。将上 述原料混合分散均匀(可以采用超声波分散处理30分钟)，然后在氮气保护气 氛下反应6小时即可得到超亲水涂料，反应温度控制为65±5℃。
本实施例中采用的高分子单体为1重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、4重量 份的(甲基)丙烯酸羟乙酯、1重量份的甲基丙烯酸正丁酯、6重量份的甲基 丙烯酸甲酯、2重量份的甲基丙烯磺酸钠、1重量份的对苯乙烯磺酸、1重量份 的对苯乙烯磺酸钠和6重量份的4-甲基-1-乙烯基-2-吡咯烷酮，引发剂为过硫 酸铵，溶剂为丁内酯，带烯键的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅 烷。
(133)制备超亲水涂层
将实施例十三的超亲水涂料采用浸涂的方式涂覆在透明的基体上；涂层厚 度为35微米；
然后对涂覆有涂层的基材进行烘烤处理，烘烤处理的温度为150℃，时间 为4小时即可得样品十三。
以上各实施例的性能测试结果如下：
通过上表可以看出，本发明的超亲水涂料的透光率好；亲水性能好，与水 的接触角低，实验中发现水滴在涂层表面迅速铺展；其与玻璃基材的附着力高， 硬度高，耐候性好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利 要求为准。