本发明涉及等离子化学领域，特别涉及一种亲水涂层、制备方法及器件。
背景技术：
1、透明材料(如玻璃，塑料)在工农业生产和口常生活以及军事领域中有着广泛的用途，例如护目镜、激光防护镜、望远镜及各种摄像设备的镜头、各种机械的观察窗、运动潜水镜、浴室玻璃、化学或生物防护面具、车辆挡风玻璃及后视镜、排爆处理防护设备、头盔、太阳能电池板、测量仪器的观察窗、玻璃罩、温室的玻璃墙等。然而，在冬天哈气时眼镜会让我们“雾里看花”；在寒冷的冬天由于挡风玻璃表面结雾会大大影响我们的能见度，甚至造成事故。雾化问题给人们的工作和生活带来诸多不便，防雾技术与防雾材料的研究与开发倍受科学界和企业界的关注。
2、在透明材料表面设置防雾涂层是一种常见防雾手段，防雾涂层通常有两种类型，一种是在透明材料表面形成亲水表面，水滴在亲水表面铺展成膜，另一种是在透明材料表面形成疏水表面，水滴在疏水表面成珠滚落。后者存在的缺点是在有大量水汽迅速冷凝时，仍会出现雾化现象。前者形成均匀的水膜，以消除光线的漫反射现象而到达防雾的目的。
3、目前，亲水防雾涂层的技术改进主要集中在于传统液相处理法，包括凝胶-溶胶法、层层自组装法、自由基溶液聚合法等。这些方法一般使用喷涂或旋涂的方法，将胶水涂布到基材表面，然后使用加热或uv辐照的方法固化。在液相处理方法中，存在一个缺点：溶剂、反应介质的存在，可能与基材发生反应，破坏基材结构，产生潜在的危害。
4、等离子体增强化学气相沉积(pecvd)是一种化学气相沉积工艺，在低压下使用辉光放电产生的等离子体活化单体，产生高活性的单体自由基或离子片段，沉积到基材表面反应成膜。pecvd具有：沉积速率快，成膜质量好，膜层均匀，针孔较少，不易龟裂等优点，反应过程中不需要液相溶剂，不会对基材产生破坏，因此，使用pecvd技术为制备防雾的亲水涂层提供了更好的选择。
技术实现思路
1、本发明的具体实施方式提供一种亲水涂层，所述亲水涂层具有优异的亲水性能、透光率的同时，具有十分优异的耐磨性，具体方案如下：
2、一种亲水涂层，所述亲水涂层为基材接触包含单体a和单体b的等离子体，从而在所述基材的表面等离子体聚合形成的涂层，或者所述亲水涂层为基材先后接触单体b的等离子体和单体a的等离子体形成的复合涂层；
3、其中，所述单体a中同时具有亚氨基，以及羟基、羧基或氨基中的至少一个；
4、所述单体b的结果如下式(1)所示，
5、
6、式(1)中，r4和r5分别独立的选自氢原子、c1-c10的烷基、c1-c10的取代烷基、c1-c10的烷氧基或者c1-c10的取代烷氧基，r6为c1-c10的烷基、c1-c10的取代烷基、c1-c10的烷氧基或者c1-c10的取代烷氧基，l为连接部分，z为氧杂环烷基团。
7、可选的，所述单体a的结构如下式(2)所示，
8、r2-nh-r1-x1
9、(2)
10、式(2)中，r1为c1-c10的亚烷基或c1-c10的取代亚烷基，r2为氢原子、c1-c10的烷基、c1-c10的取代烷基或下式(3)所示结构的基团，x1为羟基、羧基或氨基；
11、x2-r3-*
12、(3)
13、式(3)中，r3为c1-c10的亚烷基或c1-c10的取代亚烷基，x2为羟基、羧基或氨基。
14、可选的，所述r1选自c1-c4的亚烷基或c1-c4的取代亚烷基，r3选自c1-c4的亚烷基或c1-c4的取代亚烷基。
15、可选的，所述单体a为乙醇胺、二乙醇胺、n1-(2-甲氧基乙基)-1，3-丙二胺、氮杂环丁烷-3-醇、二异丙醇胺、肌氨酸、2-丁氨基乙醇、羟乙基乙二胺、n-(2-羟乙基)-1,3-丙二胺、n-甲基-2-羟基乙胺、亚氨基二乙酸或2-(乙基氨基)丙-1-醇。
16、可选的，所述r4和r5分别独立的选自于c1-c4的烷氧基，r6为c1-c4的烷氧基或c1-c4的烷基，z为环氧基。
17、可选的，所述r4和r5分别独立的选自于甲氧基或乙氧基，r6为甲氧基、乙氧基、甲基或乙基。
18、可选的，所述l为c1-c10的亚烷基或亚烷氧基。
19、可选的，所述单体b为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧丁基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基1-甲基-2-(环氧乙烷甲氧基)乙基硅烷、三甲氧基-7-氧杂双环[4.1.0]庚-3-基硅烷、10-环氧乙烷-2-癸基三甲氧基硅烷、6,6-双(2-甲氧基乙氧基)环氧乙烷-11-基-2，5，10-三氧杂-6-硅十一烷、[3-(1，3-二氧戊环-4-基甲氧基)丙基]三甲氧基硅烷或3-(三甲氧基硅基)丙基缩水甘油醚中的至少一种。
20、可选的，所述单体a与单体b的摩尔比为1:1～1：5。
21、可选的，所述基材为光学仪器、金属、陶瓷、塑料、玻璃或电子设备。
22、可选的，所述亲水涂层的透光率在90％以上。
23、可选的，所述亲水涂层测得的水接触角在10°以下。
24、可选的，所述亲水涂层在10n载荷下用蘸酒精的棉布，线程为4cm，速度为40r/min，摩擦200次，测得的水接触角变化不大于2°。
25、一种以上所述的亲水涂层的制备方法，包括以下步骤：
26、提供基材，将基材置于等离子体反应器中，将气态形式的所述单体a和单体b的通入等离子反应器，等离子体放电，在所述基材表面等离子体聚合形成所述亲水涂层；
27、或者，
28、提供基材，将基材置于等离子体反应器中，先将气态形式的所述单体b的通入等离子反应器，等离子体放电，在所述基材表面等离子体聚合形成单体b的等离子体聚合涂层，然后将气态形式的所述单体a通入等离子反应器，等离子体放电，在单体b的等离子体聚合涂层上形成单体a的等离子体聚合涂层，制备获得所述亲水涂层。
29、可选的，所述等离子体放电为脉冲等离子体放电，其中，脉冲功率为10w～300w，脉冲频率为10～500hz，脉冲占空比为20％～90％，所述脉冲输出的放电时间为30s～36000s。
30、一种器件，所述器件的至少部分表面具有以上所述的亲水涂层。
31、本发明具体实施方式的亲水涂层，所述亲水涂层为基材接触具有氨基基团的亲水单体a和具有环氧基的硅烷单体b的等离子体，从而在所述基材的表面等离子体聚合形成的涂层，或着由基材先后接触所述单体b的等离子体和单体a等离子体形成的复合涂层，所述亲水涂层具有优异的亲水性能、透光率的同时，具有十分优异的耐磨性。
1.一种亲水涂层，其特征在于，所述亲水涂层为基材接触包含单体a和单体b的等离子体，从而在所述基材的表面等离子体聚合形成的涂层，或者所述亲水涂层为基材先后接触单体b的等离子体和单体a的等离子体形成的复合涂层；
2.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述单体a的结构如下式(2)所示，
3.根据权利要求2所述的亲水涂层，其特征在于，所述r1选自c1-c4的亚烷基或c1-c4的取代亚烷基，r3选自c1-c4的亚烷基或c1-c4的取代亚烷基。
4.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述单体a为乙醇胺、二乙醇胺、n1-(2-甲氧基乙基)-1，3-丙二胺、氮杂环丁烷-3-醇、二异丙醇胺、肌氨酸、2-丁氨基乙醇、羟乙基乙二胺、n-(2-羟乙基)-1,3-丙二胺、n-甲基-2-羟基乙胺、亚氨基二乙酸或2-(乙基氨基)丙-1-醇。
5.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述r4和r5分别独立的选自于c1-c4的烷氧基，r6为c1-c4的烷氧基或c1-c4的烷基，z为环氧基。
6.根据权利要求5所述的亲水涂层，其特征在于，所述r4和r5分别独立的选自于甲氧基或乙氧基，r6为甲氧基、乙氧基、甲基或乙基。
7.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述l为c1-c10的亚烷基或亚烷氧基。
8.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述单体b为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、环氧丁基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基1-甲基-2-(环氧乙烷甲氧基)乙基硅烷、三甲氧基-7-氧杂双环[4.1.0]庚-3-基硅烷、10-环氧乙烷-2-癸基三甲氧基硅烷、6,6-双(2-甲氧基乙氧基)环氧乙烷-11-基-2，5，10-三氧杂-6-硅十一烷、[3-(1，3-二氧戊环-4-基甲氧基)丙基]三甲氧基硅烷或3-(三甲氧基硅基)丙基缩水甘油醚中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述单体a与单体b的摩尔比为1:1～1：5。
10.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述基材为光学仪器、金属、陶瓷、塑料、玻璃或电子设备。
11.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述亲水涂层的透光率在90％以上。
12.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述亲水涂层测得的水接触角在10°以下。
13.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述亲水涂层在10n载荷下用蘸酒精的棉布，线程为4cm，速度为40r/min，摩擦200次，测得的水接触角变化不大于2°。
14.一种如权利要求1-13任意一项所述的亲水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的亲水涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子体放电为脉冲等离子体放电，其中，脉冲功率为10w～300w，脉冲频率为10～500hz，脉冲占空比为20％～90％，所述脉冲输出的放电时间为30s～36000s。
16.一种器件，其特征在于，所述器件的至少部分表面具有权利要求1-13任一项所述的亲水涂层。
