CN106995683A - 一种车窗玻璃防雾剂的制备方法 - Google Patents

一种车窗玻璃防雾剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车窗玻璃防雾剂的制备方法，属于防雾技术领域。本发明以正硅酸乙酯为原料，在酸性条件下水解得到硅溶胶，然后用有机硅氧烷改性丙烯酸树脂，再将有机氟对气相二氧化硅改性，最后与纳米二氧化钛等物质混合即可得到车窗玻璃防雾剂，防雾剂干燥后可在玻璃表面形成一层透明的疏水膜，保持玻璃表面的水分难以附着，且二氧化硅可降低防雾剂膜表面的接触角，是使空气中的水与其接触后扩散形成水膜，不产生散射，防止结雾现象发生，增加防雾时效，且二氧化钛可实现防雾膜的自清洁作用，本发明制备的防雾剂可有效防雾35～40天，且不影响车窗玻璃的透光率，对玻璃车窗无任何伤害，并能保持车窗玻璃表面的清洁。

Description

一种车窗玻璃防雾剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种车窗玻璃防雾剂的制备方法，属于防雾技术领域。
背景技术
在使用玻璃和透明性塑料时，其相互隔开的两侧常出现一定的温差，空气中的水汽会在其表面凝聚成雾，附着水珠（结露），如一侧温度过低可以结霜。无论是雾或者是霜都会显著降低透明材料的透光率、影响视线，带来诸多不便，甚至引起重大的损失。例如眼镜表面的雾气让我们“雾里看花”，不过这种不便尚可忍耐，而车窗玻璃的雾化却是大量交通事故的隐患。尤其是在雨季的时候，车窗如果不擦的话，司机根本无法正常行驶，必须停下车来用抹布将雾气擦拭干净，才能继续正常驾驶。雾化现象还造成了资源的大量浪费，如钢材的生锈腐蚀等。所以防雾化是一个与生产、生活密切相关的课题，而少量的防雾剂就可达到使基材表面减少雾气、提高透光率的目的。
玻璃防雾剂是一种含有亲水基团的低分子量的分散剂，由确定分子量大小的分子组成，涂布在透明物体表面会形成一个涂层，涂层中的亲水基团能够吸附空气中的水分子，在透明物体表面润湿、扩散形成水膜（而不是水珠），使透过物体的光线不会产生散射，避免结雾现象的发生。玻璃防雾剂的制备一般由溶剂、表面活性剂、抗雾剂、防腐剂、香精等组成，它是一种即时防雾制剂，防雾的持续时间较短，附着力差，一般只有几天或十几天，被擦拭或被水冲洗后防雾效果立刻消失，所以不能作为长效防雾剂使用。
因此，亟待开发一种防雾持续时间长、附着力好的玻璃防雾剂，对相关领域具有必要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见的防雾剂防雾效果差、持续时间短的缺陷，提供了一种车窗玻璃防雾剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取15～20g正硅酸乙酯和100～200mL质量分数为95%乙醇溶液，在70～80℃下反应60～90min，得到二氧化硅溶胶；
（2）称取15～20g丙烯酸甲酯、5～8g丙烯酸和6～8g乙烯基三乙氧基硅烷搅拌混合后，再加入100～120mL正丁醇和0.3～0.5g偶氮二异丁腈，于氮气保护状态下，在110～120℃搅拌反应3～4h，反应结束，得到产物；
（3）量取50～60mL产物、3～5g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和8～12g气相二氧化硅，在60～70℃下反应40～50min，得到基料；
（4）按重量份数计，取25～30份二氧化硅溶胶、30～40份基料、1～3份纳米二氧化钛、15～20份异丙醇、0.5～0.8份硫酸钠、3～5份十二烷基苯磺酸钠和30～40份质量分数为75%乙醇溶液，在70～80℃反应80～100min，即可得到车窗玻璃防雾剂。
步骤（1）所述的正硅酸乙酯和乙醇溶液反应时还可以加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.3～2.5。
步骤（3）所述的产物、十三氟辛烷基三乙氧基硅烷、气相二氧化硅反应时还可以加入5～8g甘油。
步骤（4）中反应时还可以加入3～5份丙二醇单月桂酸酯。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以正硅酸乙酯为原料，在酸催化剂作用下可加快水解得到硅溶胶，硅溶胶与纳米二氧化钛配合可降低防雾剂膜表面的接触角，使空气中的水与其接触后扩散形成水膜，从而避免结雾现象的发生；
（2）本发明利用有机硅改性丙烯酸树脂增加丙烯酸树脂的疏水性，再将有机氟对气相二氧化硅进行改性，可增加气相二氧化硅的疏水性，甘油的加入可进一步提高防雾剂的疏水性，经防雾剂处理的车窗玻璃表面会产生一层超疏水薄膜，使玻璃表面的水分难以附着，进而使空气中的水分无法在玻璃表面结霜，进一步提高防雾剂的防雾效果，增加防雾时效。
具体实施方式
首先称取15～20g正硅酸乙酯加入到盛有100～200mL质量分数为95%乙醇溶液的烧杯中，再向烧杯中加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.3～2.5后，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为70～80℃，转速为400～500r/min下搅拌反应60～90min后，得到二氧化硅溶胶，称取15～20g丙烯酸甲酯、5～8g丙烯酸和6～8g乙烯基三乙氧基硅烷加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制温度在110～120℃，搅拌混合3～5min，再向烧瓶中加入100～120mL正丁醇和0.3～0.5g偶氮二异丁腈，于氮气保护下搅拌反应3～4h，反应结束，得到产物，量取50～60mL产物加入到烧杯中，再向烧杯中加入5～8g甘油、3～5g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和8～12g气相二氧化硅，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为60～70℃，转速为350～400r/min下搅拌反应40～50min，得到基料，按重量份数计，取25～30份二氧化硅溶胶、30～40份基料、1～3份纳米二氧化钛、15～20份异丙醇、3～5份丙二醇单月桂酸酯、0.5～0.8份硫酸钠、3～5份十二烷基苯磺酸钠和30～40份质量分数为75%乙醇溶液加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在70～80℃，搅拌反应80～100min后，停止加热，待其自然冷却至室温后，即可得到车窗玻璃防雾剂。
实例1
首先称取15g正硅酸乙酯加入到盛有100mL质量分数为95%乙醇溶液的烧杯中，再向烧杯中加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.3后，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为70℃，转速为400r/min下搅拌反应60min后，得到二氧化硅溶胶，称取15g丙烯酸甲酯、5g丙烯酸和6g乙烯基三乙氧基硅烷加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制温度在110℃，搅拌混合3min，再向烧瓶中加入100mL正丁醇和0.3g偶氮二异丁腈，于氮气保护下搅拌反应3h，反应结束，得到产物，量取50mL产物加入到烧杯中，再向烧杯中加入5g甘油、3g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和8g气相二氧化硅，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为60℃，转速为350r/min下搅拌反应40min，得到基料，按重量份数计，取25份二氧化硅溶胶、30份基料、1份纳米二氧化钛、15份异丙醇、3份丙二醇单月桂酸酯、0.5份硫酸钠、3份十二烷基苯磺酸钠和30份质量分数为75%乙醇溶液加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在70℃，搅拌反应80min后，停止加热，待其自然冷却至室温后，即可得到车窗玻璃防雾剂。
将本发明制备的车窗玻璃防雾剂加入到喷壶中，并喷洒于汽车挡风玻璃表面，喷洒完毕用擦拭布涂抹均匀即可。经检测，本发明车窗玻璃防雾剂具有较好的防雾持久性，喷洒本发明防雾剂的车窗玻璃可有效防雾35天，在-25℃下能保持玻璃表面不结霜，且不影响车窗玻璃的透光率，对玻璃车窗无任何伤害，并能保持车窗玻璃表面的清洁。
实例2
首先称取18g正硅酸乙酯加入到盛有150mL质量分数为95%乙醇溶液的烧杯中，再向烧杯中加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.4后，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为75℃，转速为450r/min下搅拌反应75min后，得到二氧化硅溶胶，称取18g丙烯酸甲酯、7g丙烯酸和7g乙烯基三乙氧基硅烷加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制温度在115℃，搅拌混合4min，再向烧瓶中加入110mL正丁醇和0.4g偶氮二异丁腈，于氮气保护下搅拌反应4h，反应结束，得到产物，量取55mL产物加入到烧杯中，再向烧杯中加入7g甘油、4g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和10g气相二氧化硅，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为65℃，转速为380r/min下搅拌反应45min，得到基料，按重量份数计，取28份二氧化硅溶胶、35份基料、2份纳米二氧化钛、18份异丙醇、4份丙二醇单月桂酸酯、0.7份硫酸钠、4份十二烷基苯磺酸钠和35份质量分数为75%乙醇溶液加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在75℃，搅拌反应90min后，停止加热，待其自然冷却至室温后，即可得到车窗玻璃防雾剂。
将本发明制备的车窗玻璃防雾剂加入到喷壶中，并喷洒于汽车挡风玻璃表面，喷洒完毕用擦拭布涂抹均匀即可。经检测，本发明车窗玻璃防雾剂具有较好的防雾持久性，喷洒本发明防雾剂的车窗玻璃可有效防雾38天，在-23℃下能保持玻璃表面不结霜，且不影响车窗玻璃的透光率，对玻璃车窗无任何伤害，并能保持车窗玻璃表面的清洁。
实例3
首先称取20g正硅酸乙酯加入到盛有200mL质量分数为95%乙醇溶液的烧杯中，再向烧杯中加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.5后，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min下搅拌反应90min后，得到二氧化硅溶胶，称取20g丙烯酸甲酯、8g丙烯酸和8g乙烯基三乙氧基硅烷加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，将烧瓶置于油浴锅中，控制温度在120℃，搅拌混合5min，再向烧瓶中加入120mL正丁醇和0.5g偶氮二异丁腈，于氮气保护下搅拌反应4h，反应结束，得到产物，量取60mL产物加入到烧杯中，再向烧杯中加入8g甘油、5g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和12g气相二氧化硅，将烧瓶移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为70℃，转速为400r/min下搅拌反应50min，得到基料，按重量份数计，取30份二氧化硅溶胶、40份基料、3份纳米二氧化钛、20份异丙醇、5份丙二醇单月桂酸酯、0.8份硫酸钠、5份十二烷基苯磺酸钠和40份质量分数为75%乙醇溶液加入到烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在80℃，搅拌反应100min后，停止加热，待其自然冷却至室温后，即可得到车窗玻璃防雾剂。
将本发明制备的车窗玻璃防雾剂加入到喷壶中，并喷洒于汽车挡风玻璃表面，喷洒完毕用擦拭布涂抹均匀即可。经检测，本发明车窗玻璃防雾剂具有较好的防雾持久性，喷洒本发明防雾剂的车窗玻璃可有效防雾40天，在-20℃下能保持玻璃表面不结霜，且不影响车窗玻璃的透光率，对玻璃车窗无任何伤害，并能保持车窗玻璃表面的清洁。

Claims (4)

1.一种车窗玻璃防雾剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取15～20g正硅酸乙酯和100～200mL质量分数为95%乙醇溶液，在70～80℃下反应60～90min，得到二氧化硅溶胶；
（2）称取15～20g丙烯酸甲酯、5～8g丙烯酸和6～8g乙烯基三乙氧基硅烷搅拌混合后，再加入100～120mL正丁醇和0.3～0.5g偶氮二异丁腈，于氮气保护状态下，在110～120℃搅拌反应3～4h，反应结束，得到产物；
（3）量取50～60mL产物、3～5g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和8～12g气相二氧化硅，在60～70℃下反应40～50min，得到基料；
（4）按重量份数计，取25～30份二氧化硅溶胶、30～40份基料、1～3份纳米二氧化钛、15～20份异丙醇、0.5～0.8份硫酸钠、3～5份十二烷基苯磺酸钠和30～40份质量分数为75%乙醇溶液，在70～80℃反应80～100min，即可得到车窗玻璃防雾剂。
2.根据权利要求1所述的一种长效自清洁车窗玻璃防雾剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的正硅酸乙酯和乙醇溶液反应时还可以加入质量分数为5%硝酸溶液调节pH为2.3～2.5。
3.根据权利要求1所述的一种长效自清洁车窗玻璃防雾剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的产物、十三氟辛烷基三乙氧基硅烷、气相二氧化硅反应时还可以加入5～8g甘油。
4.根据权利要求1所述的一种长效自清洁车窗玻璃防雾剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中反应时还可以加入3～5份丙二醇单月桂酸酯。
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