透明材料的表面常常会出现起雾的现象,这会给人们的使用造成阻碍,还可能带来安全隐患,涂覆一层高性能防雾涂层作为一种简单快捷的解决方法,得到了越来越多的关注,具有重要的意义。本课题采用亲水防雾原理,针对目前防雾涂料存在的缺陷,如耐水性差、硬度低、防雾效果差、附着力及耐擦拭性差等问题,从环保型生物基磺酸基水性聚氨酯、双重固化有机-无机复合超亲水聚烯酸酯和单层、双层增透防雾有机-无机复合涂层三个方面入手,制备了一系列的亲水防雾涂层,并对防雾涂层的性能进行表征,考察了实际的防雾效果。本论文的主要研究内容如下:第一部分:UV固化生物基异山梨醇改性磺酸基水性聚氨酯亲水防雾涂层的制备。以异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯、三乙胺和二羟甲基丁酸为主要原料,在聚氨酯的预聚阶段引入了一种自制的亲水型低聚物磺酸基二元醇（SO3-2OH）,合成了含磺酸基的聚氨酯预聚物;采用生物基异山梨醇（IS）为后扩链剂,制备了一种环保型的异山梨醇改性磺酸基水性聚氨酯,通过紫外光（UV）固化成膜,探究了不同IS及SO3-2OH的含量对聚氨酯及其涂膜性能的影响。结果表明:SO3-2OH和IS能够改善聚氨酯的亲水性,接触角由80°降低到16.7°,涂膜有良好的防雾效果,但添加量过高会使吸水率显著增大,耐水性降低;由于引入了对紫外线有较强吸收的苯环和含有刚性螺环结构的基团,因而透光率显著提升,在可见光区的透光率保持在92%以上,且涂膜的热稳定性、硬度和凝胶含量均有所提升,拉伸强度呈现先升后降的趋势,断裂伸长率呈现先降后升的趋势,综合考虑各个方面的性能,当SO3-2OH含量为20%,IS含量为75%时,涂层（UV-SIWPU-20-75）的综合性能最好。第二部分:磺酸基硅溶胶的制备及双重固化有机-无机复合超亲水聚丙烯酸酯防雾涂层的制备及性能。选择丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为主要原料,采用自由基聚合,并引入了一种含异氰酸酯的不饱和单体,合成了可实现光/热双重固化的聚丙烯酸酯树脂;采用溶胶-凝胶法,制备了表面接枝有磺酸基的硅溶胶,探究了改性硅溶胶的优化配方,将其与聚丙烯酸酯树脂复配,制备了双重固化有机-无机复合超亲水聚丙烯酸酯防雾涂层,探究了不同AMPS和磺酸基硅溶胶的含量对有机-无机复合涂层性能的影响。结果表明:水接触角随着AMPS和改性硅溶胶含量的提高而降低,由56.7°降低到8.3°,随着硅溶胶含量的增加,均方根粗糙度由0.221 nm提高到0.382 nm,这将有利于水滴的快速铺展,在热雾和冷雾下都能保证良好的防雾性能;当AMPS含量为10%,硅溶胶含量为60%时,水接触角为14.3°,吸水率为8.1%,耐水性良好,附着力为0级;未固化、热固化和光-热双重固化涂膜的Tg依次为0.93℃、24.2℃、108.17℃,双重固化涂膜的玻璃化转变温度得到了提高;随着硅溶胶含量的增加,涂层的热稳定性、硬度和耐擦拭性能得到了提升,硬度高达3 H,擦拭30次后,水接触角的变化不明显。第三部分:中空纳米二氧化硅的制备及单层、双层增透防雾有机-无机复合涂层的制备及性能。采用正硅酸乙酯、聚丙烯酸和氨水为原料,以Stober水解法制备了中空二氧化硅纳米粒子（HSi O2）,探究了氨水、PAA、TEOS的用量以及搅拌速率对HSi O2粒径和形貌的影响;采用溶胶凝胶法制备二氧化钛（Ti O2）溶胶,以第三章亲水树脂作为负载物,与HSi O2组成亲水顶层,Ti O2溶胶和树脂组成高折射率底层,两层之间通过UV固化化学键合,选择顶层和底层的最佳折射率和厚度,从而在特定的波长满足减反射的要求,探究了不同HSi O2及Ti O2溶胶的用量对单层、双层涂层性能的影响。结果表明:当氨水和无水乙醇的体积比为1:20时,合成的纳米粒子呈现规整的中空结构,否则将不具备空心结构;PAA用量越多,HSi O2粒径越大,分布越宽。增加TEOS的用量,壳层的厚度变大,影响空腔体积分率和折射率;当转速为350或者300 rpm时,能够形成规整的圆球形态;单层PM/HSi-5涂层折射率最低,为1.326,在489 nm处的透光率达到了97.08%,双层涂层PM/HSi/Ti-10顶层和底层的折射率分别为1.326和1.63（550nm处）,当膜厚分别为104 nm和84 nm时,涂层在550 nm的透光率处达到了99.02%,达到了增透减反射的效果。亲水顶层中形成微纳结构,粗糙度变大,PM/HSi-5涂层在0.3 s内水接触角迅速降低至2°,具有超亲水性,在玻璃和PC基材上都具有良好的防雾性能,具有实用价值。HSi O2和Ti O2可以提升涂层的热稳定性,PM/HSi-4涂层在经历100次擦拭后,涂层出现了较小程度的划痕,但仍然保持良好的防雾效果,对于摩托车头盔等要求较低的场合不影响使用;涂层在10次磨损之后,仍然保持较好的完整性,耐磨性较强,涂层的硬度高达4 H,耐水性良好,与羟基化的玻璃板之间形成牢固的化学键,附着力良好。