CN105016624B - 亲水性自洁镀膜液及镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了亲水性自洁镀膜液，它由以下组分及重量百分比含量配制而成：正硅酸酯1~5%，钛酸酯0.1~5%，聚醚硅氧烷0.1~5%，催化剂0.01~0.5%，余下为有机溶剂，所述正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，所述钛酸酯为钛酸四丁酯或钛酸四乙酯，所述聚醚硅氧烷为聚醚三甲氧基硅烷，本发明可以实现基材表面有水冲刷时自动向下滑水不需要紫外线照射也有超强亲水性，在自然界雨水作用就可以达到清洗目的或用少量水冲刷就可以清洗表面，而且常温也能自然固化，不需要较高的温度等成膜条件，节约能源，而且镀膜后的膜层耐刮擦和抗剥离等机械强度大大提高。本发明适用工程玻璃、光伏玻璃、石材、金属表面、汽车外后视镜和眼镜片。

Description

亲水性自洁镀膜液及镀膜方法

技术领域

本发明涉及玻璃、石材、金属、汽车等表面自洁防护技术，特别是一种玻璃、石材、金属、瓷砖、汽车漆面等基材表面的亲水性自洁镀膜液及镀膜方法。

技术背景

建筑物和光伏组件上的玻璃，装饰石材、墙面、装饰金属表面、汽车漆面、眼镜片等，由于大气中颗粒物、雨水、雾等污染，这些基材表面都会受到影响而变脏，清洗极为麻烦，据有关部门不完全统计，每年全国在“蜘蛛人”清洗楼宇的过程中，造成人员伤亡事故达到了上千例。目前有很多自洁镀膜液，大部分都是斥水性（疏水性）的，虽然有一定的自洁功能，但滑水效果不明显，滞留小水珠，这些小水珠消失后就留下模糊的水印或水渍，小水珠也影响玻璃镜面的视野（如汽车外后视镜）或者装饰基材的美观，而亲水性镀膜液是指在基材表面形成主要为硅氧结构的薄膜，这层薄膜对水接触角极小，能使水不形成水滴而形成大面积水膜自动向下滑落，自动清洁基材，目前的亲水性的有二氧化钛镀膜液，主要的改进还是在光伏组件玻璃的减少反射和增加透光率，而且存在以下缺陷：1、其亲水性需要紫外光照射激发，在夜晚和阴雨天无法发挥作用；2、镀膜需要高温退火（一般在400℃~500℃），有些基材不能耐温，且退火需要消耗能源，在使用上条件受到限制；3、机械强度不高，耐刮擦和抗剥离性能不强。

发明内容

本发明针对现有技术中的斥水性和亲水性镀膜液的缺陷或不足，提供一种能使水不形成水滴而形成大面积水膜自动向下滑落，自动清洁基材、不需要紫外线照射、常温下也可固化成膜，且镀膜机械强度高的亲水性自洁镀膜液及镀膜方法。

本发明的技术方案如下：

所述亲水性自洁镀膜液，它由以下组分及重量百分比含量配制而成：正硅酸酯1~5%，钛酸酯0.1~5%，聚醚硅氧烷0.1~5%，催化剂0.01~0.5%，余下为有机溶剂，在基材上涂抹后能在常温成膜，所述正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，所述钛酸酯为钛酸四丁酯或钛酸四乙酯，所述聚醚硅氧烷为聚醚三甲氧基硅烷。

进一步地，所述催化剂为脂肪族胺类或芳香族胺类。

进一步地，所述有机溶剂为醇类。

本发明还提供了一种所述亲水性自洁镀膜液的镀膜方法，它包括以下步骤：将固体基材表面清洗干净，以分块式逐块均匀涂抹亲水性自洁镀膜液，涂抹后涂抹液层裸露于空气中，吸收空气水分发生反应一定时间后固化成膜。

进一步地，所述涂抹采用喷枪喷涂。

进一步地，所述涂抹用海绵或软布擦涂。

进一步地，亲水性自洁镀膜液镀膜固化成膜在常温下进行，也可以烘烤固化成膜。

本发明的有益效果：本发明提供的亲水性自洁镀膜液可以在基材上形成一层透明薄膜，水在薄膜上不形成水滴，而是形成大面积滑水群，其对水的接触角为0°到20°，可以实现基材表面有水冲刷时自动向下滑水，带走表面尘埃等赃物，实现自洁，由于镀膜液组分的不同，使得镀膜液表面形成的物理亲水层，不需要紫外线照射也有超强亲水性，在自然界雨水作用就可以达到清洗目的或用少量水冲刷就可以清洗表面，而且常温也能自然固化，不需要较高的温度等成膜条件，节约能源，而且镀膜后的膜层耐刮擦和抗剥离等机械强度大大提高。本发明适用于工程玻璃、光伏玻璃、石材、金属表面、汽车外后视镜和眼镜片等。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进一步详细描述本发明。

所述亲水性自洁镀膜液，由以下组分及重量百分比含量配制而成：正硅酸酯1~5%，钛酸酯0.1~5%，聚醚硅氧烷0.1~5%，催化剂0.01~0.5%，余下为有机溶剂，所述正硅酸酯指水解缩合为二氧化硅的正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，所述钛酸酯指水解缩合后能生成二氧化钛的钛酸四丁酯或钛酸四乙酯，所述聚醚硅氧烷指含有超亲水聚醚基团的三官硅氧烷（如聚醚三甲氧基硅烷）。

优选地，所述催化剂为能促进体系水解含羟基组份和烃氧基发生交联反应的催化剂，优选脂肪族胺类或芳香族胺类，如乙二胺、三乙胺、三乙烯四胺、苯胺、哌嗪（二乙烯二胺）。

优选地，所述有机溶剂为在储存过程不与体系发生化学反应的有机溶剂，优选环境友好的醇类，例如：无水乙二醇。

亲水性自洁镀膜液镀膜方法，它包括以下步骤：将固体基材表面清洗干净，以分块式逐块均匀涂抹所述亲水性自洁镀膜液，涂抹后涂抹液层裸露于空气中，吸收空气水分发生反应一定时间后成膜。

优选地，所述涂抹采用喷枪喷涂。

优选地，所述涂抹用海绵或软布擦涂，。

优选地，所述亲水性自洁镀膜液镀膜固化成膜在常温下进行，也可以高温烘烤加快成膜。

实施例1-6

实施例实验中正硅酸酯采用正硅酸乙酯，钛酸酯采用钛酸四丁酯，聚醚硅氧烷采用聚醚三甲氧基硅烷，催化剂用乙二胺，有机溶剂采用无水乙二醇，接触角的测试采用日本协和界面科学公司CA-Z150型接触角测量仪来测量的，实施例实验中，分别将原料依配比置于配料桶中，搅拌1小时，制得镀膜液。镀膜液涂抹方法采用喷枪和软布涂抹。试验基材采用24×40mm载玻片，载玻片经过浓硫酸-铬酸钾洗液浸泡，用清水冲洗干净晾干，再用镀膜液镀膜，常温自然成膜12小时，测定接触角列表一。成膜后载玻片外表透明。

实施例1至实施例6的催化剂采用乙二胺，试验添加总质量的0.1%为最佳方案。

实施例1至实施例6其中组分占比及对应对水接触角为列表一所述，

列表一如下：

	实例1	实例2	实例3	实例4	实例5	实例6
							正硅酸乙酯（正硅酸甲酯）	1%	5%	1.5%	4%	3%	2%
钛酸四丁酯（钛酸四乙酯）	0.1%	1%	5%	3%	2%	1%
							聚醚三甲氧基硅烷	0.1%	0.1%	0.1%	2%	1%	1%
乙二胺（三乙胺）	0.02%	0.2%	0.3%	0.5%	0.1%	0.1%
							无水乙二醇	98.77%	93.7%	93.1%	90.5%	93.9%	95.9%
对水接触角	20°	19°	15°	5°	2°	＜1°
							镀膜机械强度	一般	一般	较好	较好	好	好
亲水性	一般	中	良	良	优	特优

括号中内容表示，也可用正硅酸甲酯代替正硅酸乙酯，用钛酸四乙酯代替钛酸四丁酯，用三乙胺代替乙二胺，用代替物再与聚醚三甲氧基硅烷、无水乙醇混合制取镀膜液，其制取的这种镀膜液的镀膜机械强度和亲水性与表一中所具有的效果相同。

注：亲水性：对水接触角﹥20°为差、对水接触角＜20°为中、对水接触角5~15°为良、对水接触角＜5°为优、对水接触角＜1°为特优。

另外实验表明，正硅酸乙酯小于1%时，薄膜太薄，大于5%时，团聚严重。添加钛酸正丁酯，镀膜亲水性增强，当钛酸正丁酯超过5%时，团聚严重，保存困难。添加聚醚三甲氧基硅烷可以改善亲水性和镀膜平整性，小于0.1%效果不明显，大于5%影响镀膜机械强度。催化剂少于0.01%时，反应速度提高不明显，大于0.5%时，对镀膜机械强度有影响。

在实际应用中，镀膜液在汽车后视镜上镀膜后，在雨天，后视镜视线清晰，无影响视线的水滴形成。人为给镀膜后的后视镜弄些灰尘，经过雨水冲刷后外后视镜清洁如新，将薄膜用新鲜胶带重复粘合60-80次后，薄膜表面无损伤。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的同等替换、修饰改进或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (2)

1.亲水性自洁镀膜液，其特征在于：它由以下组分及重量百分比含量配制而成：正硅酸酯1~5%，钛酸酯0.1~5%，聚醚硅氧烷0.1~5%，催化剂0.01~0.5%，余下为有机溶剂，所述正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，所述钛酸酯为钛酸四丁酯或钛酸四乙酯，所述聚醚硅氧烷为聚醚三甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的亲水性自洁镀膜液，其特征在于：所述催化剂为乙二胺、三乙胺、三乙烯四胺、苯胺或哌嗪。