一種親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃，其特征在于：包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：15-25%的丙烯酸樹脂、10-20%的聚乙二醇、0.5-20%的納米顆粒、1-5%的表面活性劑、4-10%固化劑以及余量的溶劑。本發(fā)明親水防霧涂布液中的親水性物質(zhì)以化學(xué)鍵合和方式穩(wěn)定存在，不會隨時間流逝而減少，具有持久的防霧效果。
【專利說明】一種親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃在使用時常因為相互隔開兩側(cè)存在溫差、使空氣中的水汽在高溫的一側(cè)表面凝結(jié)成霧。由此影響了透明性，為生活帶來諸多不便，甚至造成很大的安全隱患，所以解決玻璃表面結(jié)霧現(xiàn)象具有很大的生產(chǎn)實用價值。
[0003]目前普遍使用的玻璃防霧涂布液存在著易揮發(fā)、使用壽命短，普通的清潔程序即可導(dǎo)致防霧失效的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計了一種親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃，其解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有玻璃防霧涂布液存在著易揮發(fā)、使用壽命短，普通的清潔程序即可導(dǎo)致防霧失效的缺陷。
[0005]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種親水防霧涂布液，其特征在于:包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分:15-25%的丙烯酸樹脂、10-20%的聚乙二醇、 0.5-20%的納米顆粒、1-5%的表面活性劑，4-10%固化劑以及余量的丙二醇甲醚醋酸酯溶劑。丙二醇甲醚醋酸酯是溶劑，用來溶解樹脂，降低黏度和改善涂層性倉泛。
[0006]進(jìn)一步，所述聚乙二醇為分子量范圍:400-1000。
[0007]進(jìn)一步，所述納米顆粒粒徑為50-150nm,所述納米顆粒材質(zhì)為二氧化娃、二氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯的一種或多種。
[0008]進(jìn)一步，所述表面活性劑為陽離子離子表面活性劑、非離子表面活性劑或兩性離子表面活性劑。
[0009]進(jìn)一步，所述表面活性劑為N-甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚甘油脂肪酸、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
[0010]進(jìn)一步，所述固化劑為脂肪族聚異氰酸酯類化合物，例如拜爾N3300、N3390固化劑。
[0011]一種在透明材料表面形成透明防霧膜層的制備方法，包括以下步驟:
步驟1、將丙烯酸樹脂，聚乙二醇，納米顆粒和表面活性劑混合后在超聲情況下勻速加入固化劑，攪拌后得到親水防霧涂布液；
步驟2、透明材料表面做清潔處理之后，再用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理；
步驟3、將步驟I所得的親水防霧涂布液以噴涂、旋涂或浸入涂覆方式在步驟2處理后透明材料表面形成涂層；
步驟4、固化涂層即可在透明材料表面形成透明防霧膜層。[0012]進(jìn)一步，對步驟2中的透明材料進(jìn)行預(yù)處理，物理拋光，然后分別用自來水和蒸餾水沖洗后，再用有機(jī)溶劑做去脂處理，然后干燥；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選的是甲醇、乙醇、異丙醇或者它們的任意混合溶液；將硅烷偶聯(lián)劑溶解在配制好的醇水溶液中，優(yōu)選的是醇水溶液中醇為是甲醇、乙醇、異丙醇的一種或者是它們的混合溶液；醇水溶液中水的質(zhì)量比例優(yōu)選為 5%-10%。
[0013]進(jìn)一步，所述步驟4中固化溫度為60-120°C，固化時間為60-180 min。
[0014]一種使用上述制備方法制得的防霧玻璃，所述透明材料為玻璃。
[0015]該親水防霧涂布液、親水防霧涂層制備方法及防霧玻璃與傳統(tǒng)防霧涂布液及其制備方法相比，具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明親水防霧涂布液中的親水性物質(zhì)以化學(xué)鍵和方式穩(wěn)定存在，不會隨時間流逝而減少，其中的游離羥基部分具有親水性，保留持久的防霧效果。
[0016](2)本發(fā)明親水防霧涂布液防霧性能優(yōu)異，由于異氰酸酯官能團(tuán)與羥基、胺基、羧基等官能團(tuán)結(jié)合成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，可以形成效果持久的透明玻璃用防霧膜層，并且工藝簡單，應(yīng)用方便。
[0017](3)本發(fā)明親水防霧涂布液和親水防霧涂層透明無色，不會影響玻璃透明度?！揪唧w實施方式】
[0018]本發(fā)明提出一種利用親水高分子涂層在玻璃表面形成一層透明致密的持久防霧膜層。當(dāng)水蒸汽與親水層接觸時，在其上形成均勻的水層而不是水滴，光線直接通過水層而不是被反射，由此具有防霧性。利用親水高分子相互之間以及與玻璃表面的化學(xué)鍵結(jié)合使得透明防霧膜層牢固附著在玻璃表面，其中的親水性分子不易流失從而提高了防霧效果和壽命。
[0019]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
實施例1:本實施例提供一種透明玻璃用防霧涂布液的制備方法，包括以下步驟。
[0020]將丙烯酸樹脂2.0g與聚乙二醇PEG400 1.7g加入到丙
二醇甲醚醋酸酯4ml之中，攪拌，得到混合溶液，將4.5ml、納米磯粒子含量約為2.5wt%
的的硅溶膠(粒徑為2-20nm)加入其中攪拌均勻。加入非離子表面活性劑聚氧乙烯烷基酚醚0.25g、加入0.8 g拜爾固化劑N3390攪拌均勻得到透明玻璃用防霧涂布液。
[0021]玻璃樣片首先進(jìn)行物理拋光預(yù)處理，然后依次分別用自來水和蒸餾水沖洗干凈后，再用乙醇超聲清洗10 min，吹風(fēng)干燥之后備用。配制硅烷偶聯(lián)劑的醇水溶液:將乙醇47.5 g和蒸餾水2.5 g攪拌均勻后用醋酸調(diào)節(jié)PH值4.5，置于250 ml的燒杯之中，將硅烷偶聯(lián)劑KH570 0.5 g溶于醇水溶液中，攪拌均勻，水解5-10min后放入清潔好的玻璃樣片，浸入后稍許攪動，5 min后取出玻璃樣片，在乙醇中漂洗2次，晾干后移入110 °C處理10min。
[0022]將準(zhǔn) 備好的防霧涂布液滴涂在玻璃樣片表面自然流平，室溫干燥10 min，放入烘箱120 °C處理Ih。
[0023]采用KINO公司生產(chǎn)的便攜式接觸角測定儀對所制備的親水表面進(jìn)行測試。懸滴法將去離子水滴于膜層表面后采用Θ /2法進(jìn)行測試分析，每個樣品取3個點進(jìn)行測量，取算術(shù)平均值，上述親水防霧玻璃表面接觸角為16°C。[0024]述親水防霧玻璃試樣在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧；在_20°C保持2小時，然后升溫30分鐘至70°C，并將相對濕度控制在95%，保持2小時，此低溫和高溫過程為一個循環(huán)，循環(huán)三次，然后在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧。
[0025]實施例2:本實施例提供一種透明玻璃用防霧涂布液的制備方法，包括以下步驟。
[0026]將丙烯酸樹脂12.0g與聚乙二醇PEG400 10.7g加入到丙二醇甲醚醋酸酯18ml
之中，攪拌，得到混合溶液，將30ml納米及O2粒子含量約為2.5wt%的的硅溶膠(粒徑為
2-20nm)加入其中攪拌均勻。加入非離子表面活性劑聚氧乙烯烷基酚醚1.5g、加入6 g拜爾固化劑N3300攪拌均勻得到透明玻璃用防霧涂布液 。
[0027]玻璃樣片首先進(jìn)行物理拋光預(yù)處理，然后分別用自來水和蒸餾水沖洗干凈后，再用乙醇超聲清洗lOmin，吹風(fēng)干燥之后備用。配制硅烷偶聯(lián)劑的醇水溶液:將乙醇142.5 g和蒸餾水7.5 g攪拌均勻后用醋酸調(diào)節(jié)PH值4.5，置于250 ml的燒杯之中，將硅烷偶聯(lián)劑KH550 1.5 g溶于醇水溶液中，攪拌均勻，水解5-10 min后放入清潔好的玻璃樣片，浸入后稍許攪動，5 min后取出玻璃樣片，在乙醇中漂洗2次，晾干后移入110°C處理lOmin。
[0028]將準(zhǔn)備好的防霧涂布液滴涂在玻璃樣片表面自然流平，室溫干燥10 min，放入烘箱120°C處理Ih。
[0029]采用KINO公司生產(chǎn)的便攜式接觸角測定儀對所制備的親水防霧玻璃表面進(jìn)行測試。懸滴法將去離子水滴于膜層表面后采用Θ/2法進(jìn)行測試分析，每個樣品取3個點進(jìn)行測量，取算術(shù)平均值，上述親水表面接觸角為13°C。
[0030]上述親水防霧玻璃試樣在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧；在_20°C保持2小時，然后升溫30分鐘至70°C，并將相對濕度控制在95%，保持2小時，此低溫和高溫過程為一個循環(huán)，循環(huán)三次，然后在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧。
[0031]實施例3:本實施例提供一種透明玻璃用防霧涂布液的制備方法，包括以下步驟。
[0032]將丙烯酸樹脂2.0g與聚乙二醇PEG400 1.7g加入到丙二醇甲醚醋酸酯4ml之中，
攪拌，得到混合溶液，將4.5ml、納米粒子含量約為2.5wt%的的硅溶膠(粒徑為2_20nm)
加入其中攪拌均勻。加入非離子表面活性劑聚聚氧丙烯丙三醇醚0.25g、加入0.9 g拜爾固化劑N3300攪拌均勻得到透明玻璃用防霧涂布液。
[0033]玻璃樣片首先進(jìn)行物理拋光預(yù)處理，然后分別用自來水和蒸餾水沖洗干凈后，再用乙醇超聲清洗10 min，吹風(fēng)干燥之后備用。配制硅烷偶聯(lián)劑的醇水溶液:將乙醇47.5 g和蒸餾水2.5 g攪拌均勻后用醋酸調(diào)節(jié)PH值4.5，置于250 ml的燒杯之中，將硅烷偶聯(lián)劑KH570 (0.5 g)溶于醇水溶液中，攪拌均勻，水解5-10 min后放入清潔好的玻璃樣片，浸入后稍許攪動，5 min后取出玻璃樣片，在乙醇中漂洗2次，晾干后移入110 °C處理10 min。
[0034]將準(zhǔn)備好的防霧涂布液滴涂在玻璃樣片表面自然流平，室溫干燥10 min，放入烘箱120 °C處理I h。
[0035]采用KINO公司生產(chǎn)的便攜式接觸角測定儀對所制備的親水表面進(jìn)行測試。懸滴法將去離子水滴于膜層表面后采用Θ /2法進(jìn)行測試分析，每個樣品取3個點進(jìn)行測量，取算術(shù)平均值，上述親水表面接觸角為ll°c。
[0036]上述親水防霧玻璃試樣在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧；在_20°C保持2小時，然后升溫30分鐘至70°C，并將相對濕度控制在95%，保持2小時，此低溫和高溫過程為一個循環(huán)，循環(huán)三次，然后在70°C熱水上方5cm處保持180秒不起霧。
[0037]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下， 可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種親水防霧涂布液，其特征在于:包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分:15-25%的丙烯酸樹月旨、10-20%的聚乙二醇、0.5-20%的納米顆粒、1-5%的表面活性劑，4-10%固化劑以及余量丙二醇甲醚醋酸酯溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述親水防霧涂布液，其特征在于:所述聚乙二醇為分子量范圍:400-1000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述親水防霧涂布液，其特征在于:所述納米顆粒粒徑為50-150nm，所述納米顆粒材質(zhì)為二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述親水防霧涂布液，其特征在于:所述表面活性劑為陽離子離子表面活性劑、非離子表面活性劑或兩性離子表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述親水防霧涂布液，其特征在于:所述表面活性劑為N-甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚甘油脂肪酸、聚氧丙烯甘油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項所述親水防霧涂布液，其特征在于:所述固化劑為脂肪族聚異氰酸酯類化合物。
7.—種在透明材料表面形成透明防霧膜層的制備方法，包括以下步驟: 步驟1、將權(quán)利要求1-6中任何一項中的丙烯酸樹脂，聚乙二醇，納米顆粒和表面活性劑混合后在超聲情況下勻速加入固化劑，攪拌后得到親水防霧涂布液； 步驟2、透明材料表面做 清潔處理之后，再用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理； 步驟3、將步驟I所得的親水防霧涂布液以噴涂、旋涂或浸入涂覆方式在步驟2處理后透明材料表面形成涂層； 步驟4、固化涂層即可在透明材料表面形成透明防霧膜層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7在透明材料表面形成親水防霧涂層的制備方法，其特征在于:對步驟2中的透明材料進(jìn)行預(yù)處理，物理拋光，然后分別用自來水和蒸餾水沖洗后，再用有機(jī)溶劑做去脂處理，然后干燥；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選的是甲醇、乙醇、異丙醇或者它們的任意混合溶液；將硅烷偶聯(lián)劑溶解在配制好的醇水溶液中，優(yōu)選的是醇水溶液中醇為是甲醇、乙醇、異丙醇的一種或者是它們的混合溶液；醇水溶液中水的質(zhì)量比例優(yōu)選為5%-10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8在透明材料表面形成親水防霧涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟4中固化溫度為60-120°C，固化時間為60-180 min。
10.一種使用權(quán)利要求8或9制備方法制得的防霧玻璃，其特征在于:所述透明材料為玻璃。
【文檔編號】C03C17/32GK103964704SQ201410196435
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】洪麗, 熊建民, 陳大華, 徐蕤 申請人:奇瑞汽車股份有限公司