CN106477913A - 一种持久型复合防雾膜的制备方法 - Google Patents

一种持久型复合防雾膜的制备方法 Download PDF

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高玉梅
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宋豪
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    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
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Abstract

本发明涉及一种持久型复合防雾膜的制备方法，属于防雾膜制备技术领域。本发明首先将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯等物质进行搅拌混合后，得到反应液，再向反应液中加入硅溶胶等物质，进行水浴加热，得到涂布液A，再以十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、烷基酚聚氧乙烯醚等物质为原料，进行搅拌反应，得到涂布液B，接着将涂布液B涂抹于清洁处理玻璃基板上，经干燥后，再涂抹涂布液A，即可得到持久型复合防雾膜。本发明制备的持久型复合防雾膜防雾持续时间≥12min，防雾效果好；制备步骤简单，所需原料获取简易，成本低廉，可广泛应用于车用玻璃、建筑玻璃等领域。

Description

一种持久型复合防雾膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种持久型复合防雾膜的制备方法，属于防雾膜制备技术领域。
背景技术
透明材料(如玻璃、塑料)是人们日常生活，工作，生产不可或缺的材料。然而，当其相互隔开的两侧出现一定的温差，水汽就向物体表面聚集，形成微小露珠对光线形成漫射，从而显著降低了玻璃的透光率。如在寒冷的冬天由于汽车挡风玻璃表面结雾会大大影响能见度，增加发生交通事故的几率；在炎热的夏天游泳时，佩戴的游泳眼镜由于水蒸气的冷凝通常会在镜片上结雾，犹如“雾里看花”。雾化问题给人们的工作和生活带来诸多不便，因此研制玻璃表面防雾的应用产品将会带来巨大的社会效益和经济效益，具有重要的理论与实际意义。
目前自发防雾技术主要有三种，分别是亲水性、吸水性和疏水性防雾膜，其中亲水性防雾膜存在容易吸附无机类污垢，难以长期维持亲水性，使得其防雾的持续时间较短的缺点；吸水性防雾膜存在吸水量饱和后失去防雾功能的缺点；疏水性防雾膜要求直径在1mm以下的水滴也能滑落，目前还不存在这样的。因此，开发具备长期效果的防雾膜非常有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的亲水防雾膜难以长期维持亲水性，防雾持续时间较短，而吸水性防雾膜存在吸水量饱和后失去防雾功能的缺点，本发明首先将乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯等物质进行搅拌混合后，得到反应液，再向反应液中加入硅溶胶等物质，进行水浴加热，得到涂布液A，再以十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、烷基酚聚氧乙烯醚等物质为原料，进行搅拌反应，得到涂布液B，接着将涂布液B涂抹于清洁处理玻璃基板上，经干燥后，再涂抹涂布液A，即可得到持久型复合防雾膜。本发明制备的防雾膜防雾时间长，防雾效果好，可广泛应用于车用玻璃等多种基体表面。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）量取10.5～21.1mL乙烯基三乙氧基硅烷，11～22mL正硅酸乙酯，45～90mL无水乙醇，4～8mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为3～4，在30～40℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌反应1～2h，得反应液，向反应液中加入30～60mL质量分数为20%硅溶胶，3～4mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在40～50℃恒温水浴下，以400～500r/min搅拌反应1～2h，得涂布液A，备用；
（2）称取3～6g十二烷基苯磺酸钠，加入9～18mL无水乙醇中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入0.75～1.50g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌20～30min，随后以0.3～0.5mL/min滴加1～3mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以500～600r/min搅拌15～20min，再加入10～20mL去离子水，静置2～3h，得涂布液B，备用；
（3）按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至70～80℃热处理20～30min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗3～5次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中5～10min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；
（4）将步骤（2）制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥20～30min，得粗处理玻璃基板，再将步骤（1）制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥30～40min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
本发明制备的持久型复合防雾膜膜面硬度≥3H，防雾持续时间≥12min，可见透光率≥95％，水滴接触角≤30°。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的持久型复合防雾膜防雾持续时间≥12min，防雾效果好；
（2）本发明制备的持久型复合防雾膜制备步骤简单，所需原料获取简易，成本低廉，可广泛应用于车用玻璃、建筑玻璃等领域。
具体实施方式
首先量取10.5～21.1mL乙烯基三乙氧基硅烷，11～22mL正硅酸乙酯，45～90mL无水乙醇，4～8mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为3～4，在30～40℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌反应1～2h，得反应液，向反应液中加入30～60mL质量分数为20%硅溶胶，3～4mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在40～50℃恒温水浴下，以400～500r/min搅拌反应1～2h，得涂布液A，备用；再称取3～6g十二烷基苯磺酸钠，加入9～18mL无水乙醇中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入0.75～1.50g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌20～30min，随后以0.3～0.5mL/min滴加1～3mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以500～600r/min搅拌15～20min，再加入10～20mL去离子水，静置2～3h，得涂布液B，备用；按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至70～80℃热处理20～30min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗3～5次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中5～10min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；最后将制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥20～30min，得粗处理玻璃基板，再将制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥30～40min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
实例1
首先量取21.1mL乙烯基三乙氧基硅烷，22mL正硅酸乙酯，90mL无水乙醇，8mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为4，在40℃恒温水浴下，以400r/min搅拌反应2h，得反应液，向反应液中加入60mL质量分数为20%硅溶胶，4mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在50℃恒温水浴下，以500r/min搅拌反应2h，得涂布液A，备用；再称取6g十二烷基苯磺酸钠，加入18mL无水乙醇中，以400r/min搅拌20min，再加入1.50g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌30min，随后以0.5mL/min滴加3mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以600r/min搅拌20min，再加入20mL去离子水，静置3h，得涂布液B，备用；按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至80℃热处理30min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗5次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中10min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；最后将制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在110℃下干燥30min，得粗处理玻璃基板，再将制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在110℃下干燥40min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
经检测，本发明制备的持久型复合防雾膜膜面硬度为3H，防雾持续时间为12min，可见透光率为95％，水滴接触角为30°。
实例2
首先量取10.5mL乙烯基三乙氧基硅烷，11mL正硅酸乙酯，45mL无水乙醇，4mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为3，在30℃恒温水浴下，以300r/min搅拌反应1h，得反应液，向反应液中加入30mL质量分数为20%硅溶胶，3mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在40℃恒温水浴下，以400r/min搅拌反应1h，得涂布液A，备用；再称取3g十二烷基苯磺酸钠，加入9mL无水乙醇中，以300r/min搅拌15min，再加入0.75g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌20min，随后以0.3mL/min滴加1mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以500r/min搅拌15min，再加入10mL去离子水，静置2h，得涂布液B，备用；按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至70℃热处理20min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗3次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中5min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；最后将制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105℃下干燥20min，得粗处理玻璃基板，再将制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105℃下干燥30min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
经检测，本发明制备的持久型复合防雾膜膜面硬度为3H，防雾持续时间为14min，可见透光率为95.5％，水滴接触角为25°。
实例3
首先量取17.5mL乙烯基三乙氧基硅烷，20mL正硅酸乙酯，60mL无水乙醇，7mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为3，在35℃恒温水浴下，以350r/min搅拌反应2h，得反应液，向反应液中加入40mL质量分数为20%硅溶胶，3mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在45℃恒温水浴下，以450r/min搅拌反应2h，得涂布液A，备用；再称取4g十二烷基苯磺酸钠，加入10mL无水乙醇中，以350r/min搅拌17min，再加入1.2g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌25min，随后以0.4mL/min滴加2mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以550r/min搅拌17min，再加入15mL去离子水，静置3h，得涂布液B，备用；按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至75℃热处理25min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗4次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中7min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；最后将制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.4mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在107℃下干燥25min，得粗处理玻璃基板，再将制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.4mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在107℃下干燥35min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
经检测，本发明制备的持久型复合防雾膜膜面硬度为4H，防雾持续时间为15min，可见透光率为96％，水滴接触角为20°。

Claims (1)

1.一种持久型复合防雾膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）量取10.5～21.1mL乙烯基三乙氧基硅烷，11～22mL正硅酸乙酯，45～90mL无水乙醇，4～8mL去离子水，装入反应釜中，并用质量分数为20%醋酸溶液调节pH为3～4，在30～40℃恒温水浴下，以300～400r/min搅拌反应1～2h，得反应液，向反应液中加入30～60mL质量分数为20%硅溶胶，3～4mL磺基琥珀酸钠二辛酯，在40～50℃恒温水浴下，以400～500r/min搅拌反应1～2h，得涂布液A，备用；
（2）称取3～6g十二烷基苯磺酸钠，加入9～18mL无水乙醇中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入0.75～1.50g烷基酚聚氧乙烯醚，继续搅拌20～30min，随后以0.3～0.5mL/min滴加1～3mL质量分数为15%聚乙二醇丙三醇溶液，滴加完毕后以500～600r/min搅拌15～20min，再加入10～20mL去离子水，静置2～3h，得涂布液B，备用；
（3）按质量比3:7，将过氧化氢与质量分数为98%硫酸配置成清洗液，并将玻璃基板浸泡在清洗液中，加热至70～80℃热处理20～30min，随后冷却至室温，取出热处理后的玻璃基板，并用去离子水冲洗3～5次，再将冲洗后的玻璃基板浸泡于无水乙醇中5～10min，取出，并用氮气吹干，得清洁处理玻璃基板；
（4）将步骤（2）制备的涂布液B，均匀涂抹在上述清洁处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥20～30min，得粗处理玻璃基板，再将步骤（1）制备的涂布液A，均匀涂抹在粗处理玻璃基板上，控制涂抹厚度为0.1～0.5mm，并用氮气吹干，随后置于干燥箱中，在105～110℃下干燥30～40min，自然冷却至室温，得持久型复合防雾膜。
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