CN105217967B - 一种玻璃防雾涂层的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种玻璃防雾涂层的形成方法，所述形成方法包括：将3‑异氰酰丙基二甲基氯硅烷与无水甲苯混合形成第一溶液；将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液；将含氟表面活性剂干燥后，溶于所述第二溶液中，获得第三溶液；将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃。通过该形成方法形成的玻璃防雾涂层，具有亲水疏油的特性，油相在玻璃表面的后退角大于水在玻璃表面的前进角，可以保证油相随着水相一起从玻璃基材表面滚落，具有良好自清洁性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种玻璃防雾涂层的形成方法。
背景技术
目前防雾涂层的研究在无论工业、农业、日常生活中都有着非常广泛的应用前景，近几年的对玻璃防雾涂层的研究也有了较为深入的研究。目前广泛研究的防雾涂层，无论亲水性涂层还是疏水性涂层，仅仅使得硅酸盐玻璃的具有防雾效果，但是抗水油污染的效果不大，使得防雾效果的持久性不强。但是随着汽车行业的发展，玻璃方面的应用日益明显，油污对汽车玻璃的污染有待解决。
发明内容
本申请提供一种玻璃防雾涂层的形成方法，解决了现有技术中防雾涂层仅使得硅酸盐玻璃的具有防雾效果，抗水油污染的效果不大，使得防雾效果的持久性不强的技术问题。
本申请提供一种玻璃防雾涂层的形成方法，所述形成方法包括：
将3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与无水甲苯混合形成第一溶液；
将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液；
将含氟表面活性剂干燥后，溶于所述第二溶液中，获得第三溶液；
将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃；
其中，所用无水甲苯的重量比为50％-70％，所述3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷的重量比为20％-40％，所述含氟表面活性剂的重量比为10％-20％。
优选地，所述表面活化处理过的玻璃基片可通过以下方式获得：
将玻璃基片放入烧杯中，加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，所述烧杯中无气泡产生时停止加热；
取出所述玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后，获得所述表面活化处理过的玻璃基片。
优选地，所述第一预设时间为20-30小时。
优选地，所述将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液，具体为：
将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，在室温条件下，真空无水无氧反应24小时取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液。
优选地，所述将含氟表面活性剂干燥，具体为：
将无水MgSO4溶于所述含氟表面活性剂中，吸收所述含氟表面活性剂中的水分；
过滤掉所述含氟表面活性剂中的MgSO4，获得干燥后的所述含氟表面活性剂。
优选地，所述将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃，具体为：
将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，在真空条件下反应168 小时后取出，用乙醇和去离子水清洗，然后真空干燥，获得具有防雾涂层的玻璃。
本申请有益效果如下：
本申请提供的一种玻璃防雾涂层的形成方法，形成的玻璃防雾涂层，具有亲水疏油的特性，油相在玻璃表面的后退角大于水在玻璃表面的前进角，可以保证油相随着水相一起从玻璃基材表面滚落，具有良好自清洁性。在水蒸气环境下，涂层玻璃表面完全无雾滴附着，具有防雾特性。特别适用于汽车挡风玻璃，使玻璃表面可以满足防水、自清洁或防雾等功能，大大提高了玻璃的使用价值，具有重要的研究意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请较佳实施方式一种玻璃防雾涂层的形成方法的方法流程图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种玻璃防雾涂层的形成方法，解决了现有技术中防雾涂层仅使得硅酸盐玻璃的具有防雾效果，抗水油污染的效果不大，使得防雾效果的持久性不强的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种玻璃防雾涂层的形成方法，所述形成方法包括：将3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与无水甲苯混合形成第一溶液；将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液；将含氟表面活性剂干燥后，溶于所述第二溶液中，获得第三溶液；将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃；其中，所用无水甲苯的重量比为50％-70％，所述 3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷的重量比为20％-40％，所述含氟表面活性剂的重量比为10％-20％。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为实现上述发明目的，本申请提供一种玻璃防雾涂层的形成方法，所述形成方法包括以下步骤：
步骤110，将3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与无水甲苯混合形成第一溶液。
步骤120，将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液。
具体地，所述玻璃基片可以通过以下方法进行表面活化处理：将玻璃基片放入烧杯中，加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热；取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后，获得所述表面活化处理过的玻璃基片。
在表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中时，3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与活化处理过的玻璃基片表面反应形成化学键连，以在玻璃表面接枝上异氰酸酯的基团，形成“化合物刷”。
所述第一预设时间可以为20-30小时，在本实施方式中，所述第一预设时间具体为24小时。另外，所述将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液，具体为：将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，在室温条件下，真空无水无氧反应24小时取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液。
步骤130，将含氟表面活性剂干燥后，溶于所述第二溶液中，获得第三溶液。
具体地，所述将含氟表面活性剂干燥，具体为：
将无水MgSO4溶于所述含氟表面活性剂中，吸收所述含氟表面活性剂中的水分；
过滤掉所述含氟表面活性剂中的MgSO4，获得干燥后的所述含氟表面活性剂。
具体地，所述含氟表面活性剂为一种含100％活性物质的水溶性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂。
步骤140，将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃。
其中，所用无水甲苯的重量比为50％-70％，所述3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷的重量比为20％-40％，所述含氟表面活性剂的重量比为10％-20％。
在将步骤120中取出的浸泡过的玻璃基片浸泡于第三溶液中时，已键连在玻璃表面的上异氰酸酯基与含氟表面活性剂上的羟基反应，通过3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷作为桥梁将含氟表面活性剂接枝到玻璃表面，在玻璃表面形成含氟聚合物刷，形成含氟涂层。
具体地，所述将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃，具体为：
将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，在真空条件下反应168 小时后取出，用乙醇和去离子水清洗，然后真空干燥，获得具有防雾涂层的玻璃。
本发明实现上述自清洁防雾涂层的技术方案是：
本发明的自清洁防雾涂层的各组分选择及制备方法限定原理如下：
1.采用3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与玻璃表面的O-H发生反应，使得3- 异氰酰丙基二甲基氯硅烷与玻璃表面发生反应形成化学键连，在其表面形成“化合物刷”，易于与表面活性剂接枝。
2.含氟表面活性剂采用含100％活性物质的水溶性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂，能够提高玻璃表面抗污、防雾性能，且具有良好的相溶性。
3.选用接枝共聚的方法，使得高分子聚合物和硅酸盐玻璃表面以化学键结合，结构牢固。
本申请提供的一种玻璃防雾涂层的形成方法，形成的玻璃防雾涂层，具有亲水疏油的特性，油相在玻璃表面的后退角大于水在玻璃表面的前进角，可以保证油相随着水相一起从玻璃基材表面滚落，具有良好自清洁性。在水蒸气环境下，涂层玻璃表面完全无雾滴附着，具有防雾特性。特别适用于汽车挡风玻璃，使玻璃表面可以满足防水、自清洁或防雾等功能，大大提高了玻璃的使用价值，具有重要的研究意义。
下面结合具体实例对本发明作进一步的详细说明。
例1：
将玻璃基片放入烧杯中，向其中加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热。取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后基片，待用。
以无水甲苯为溶剂，重量比为50％，配制3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷 (ICPDMS)溶液，ICPDMS重量比为40％，将处理后的玻璃基片浸泡在ICPDMS 溶液中，在室温条件，真空无水无氧处理，反应24小时，取出。
将无水MgSO4置于重量比为10％的含氟表面活性剂中，对含氟表面活性剂进行干燥，再将干燥后的含氟表面活性剂溶于上述步骤中反应后的溶液中，然后将上述步骤中浸泡过的玻璃基材再浸泡于其中，继续在真空条件下反应 168小时后取出，用乙醇和去离子水洗净，然后真空干燥，得到所需样品。
例2：
将玻璃基片放入烧杯中，向其中加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热。取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后基片，待用。
以无水甲苯为溶剂，重量比为70％，配制3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷 (ICPDMS)溶液，ICPDMS重量比为20％，将处理后的玻璃基片浸泡在ICPDMS 溶液中，在室温条件，真空无水无氧处理，反应24小时，取出。
将无水MgSO4置于重量比为10％的含氟表面活性剂中，对含氟表面活性剂进行干燥，再将干燥后的含氟表面活性剂溶于上述步骤中反应后的溶液中，然后将上述步骤中浸泡过的玻璃基材再浸泡于其中，继续在真空条件下反应 168小时后取出，用乙醇和去离子水洗净，然后真空干燥，得到所需样品。
例3：
将玻璃基片放入烧杯中，向其中加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热。取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后基片，待用。
以无水甲苯为溶剂，重量比为60％，配制3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷 (ICPDMS)溶液，ICPDMS重量比为20％，将处理后的玻璃基片浸泡在ICPDMS 溶液中，在室温条件，真空无水无氧处理，反应24小时，取出。
将无水MgSO4置于重量比为20％的含氟表面活性剂中，对含氟表面活性剂进行干燥，再将干燥后的含氟表面活性剂溶于上述步骤中反应后的溶液中，然后将上述步骤中浸泡过的玻璃基材再浸泡于其中，继续在真空条件下反应 168小时后取出，用乙醇和去离子水洗净，然后真空干燥，得到所需样品。
例4：
将玻璃基片放入烧杯中，向其中加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热。取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后基片，待用。
以无水甲苯为溶剂，重量比为55％，配制3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷 (ICPDMS)溶液，ICPDMS重量比为30％，将处理后的玻璃基片浸泡在ICPDMS 溶液中，在室温条件，真空无水无氧处理，反应24小时，取出。
将无水MgSO4置于重量比为15％的含氟表面活性剂中，对含氟表面活性剂进行干燥，再将干燥后的含氟表面活性剂溶于上述步骤中反应后的溶液中，然后将上述步骤中浸泡过的玻璃基材再浸泡于其中，继续在真空条件下反应 168小时后取出，用乙醇和去离子水洗净，然后真空干燥，得到所需样品。
例5：
将玻璃基片放入烧杯中，向其中加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，烧杯中无气泡产生时停止加热。取出玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后基片，待用。
以无水甲苯为溶剂，重量比为60％，配制3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷 (ICPDMS)溶液，ICPDMS重量比为25％，将处理后的玻璃基片浸泡在ICPDMS 溶液中，在室温条件，真空无水无氧处理，反应24小时，取出。
将无水MgSO4置于重量比为15％的含氟表面活性剂中，对含氟表面活性剂进行干燥，再将干燥后的含氟表面活性剂溶于上述步骤中反应后的溶液中，然后将上述步骤中浸泡过的玻璃基材再浸泡于其中，继续在真空条件下反应 168小时后取出，用乙醇和去离子水洗净，然后真空干燥，得到所需样品。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种玻璃防雾涂层的形成方法，其特征在于，所述形成方法包括：
将3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷与无水甲苯混合形成第一溶液；
将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液,所述第一预设时间为20-30小时；
将含氟表面活性剂干燥后，溶于所述第二溶液中，获得第三溶液；
将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃；
其中，所用无水甲苯的重量比为50％-70％，所述3-异氰酰丙基二甲基氯硅烷的重量比为20％-40％，所述含氟表面活性剂的重量比为10％-20％。
2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述表面活化处理过的玻璃基片可通过以下方式获得：
将玻璃基片放入烧杯中，加入的双氧水和浓硫酸混合洗液加热处理，所述烧杯中无气泡产生时停止加热；
取出所述玻璃基片冷却至室温，放入去离子水中超声洗涤，真空干燥得到处理后，获得所述表面活化处理过的玻璃基片。
3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，待反应第一预设时间后，取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液，具体为：
将表面活化处理过的玻璃基片浸泡于所述第一溶液中，在室温条件下，真空无水无氧反应24小时取出，获得浸泡过的玻璃基片和第二溶液。
4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述将含氟表面活性剂干燥，具体为：
将无水MgSO4溶于所述含氟表面活性剂中，吸收所述含氟表面活性剂中的水分；
过滤掉所述含氟表面活性剂中的MgSO4，获得干燥后的所述含氟表面活性剂。
5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，反应第二预设时间后，取出，获得具有防雾涂层的玻璃，具体为：
将所述浸泡过的玻璃基片浸泡于所述第三溶液中，在真空条件下反应168小时后取出，用乙醇和去离子水清洗，然后真空干燥，获得具有防雾涂层的玻璃。
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| 基于硅烷偶联剂的玻璃表面改性;董月国;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20150615(第6期);全文 * |
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