CN107987978B - 玻璃水、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于清洁剂技术领域，具体涉及玻璃水，还涉及上述玻璃水的制备方法以应用。本发明的玻璃水，包含的主要有效成分如下：乙醇5‑10、乙二醇10‑20；以上为重量份数。本发明的玻璃水中，引入了光催化剂，其作用是可以很好的降解玻璃上的有机化合物，经水冲洗时很容易被清除；本发明的玻璃水尤其适于汽车玻璃的清洗，可以彻底清除汽车玻璃上的水纹、虫胶、污垢，保持玻璃光亮透明。同时还可以防止玻璃产生折光现象，除霜、防雾，为驾驶员提供良好的视线。
Description
技术领域
本发明属于清洁剂技术领域，具体涉及玻璃水，还涉及上述玻璃水的制备方法以应用。
背景技术
汽车玻璃水对于汽车来说是非常重要的，是每个车主都必须要常备的汽车用品。随着我国城镇和农村汽车保有量的不断增加，行车安全已成为国人非常重视的问题。污物附着于前档玻璃上，造成驾驶员视线受阻，成为交通安全的一种隐患。雨刮器质量差或者玻璃有油污，汽车在雨天行驶，视线影响严重；在高速路上行驶，虫尸、鸟粪、油污沾到玻璃上，经雨刮的涂抹造成视线模糊影响交通安全。具有自清洁功能的玻璃水长期使用，在雨天汽车前挡玻璃不会挂水滴，驾驶员不会因玻璃水滴造成视觉模糊。高速行车时的虫尸、鸟粪在光催化剂的作用下，附着于玻璃表面的低碳成分被降解，在经水冲洗容易去除。因此一种具有自清洁功能的玻璃水值得推广。
CN103060138A提供了一种含有光学活性因子的防冻型玻璃水，其主要活性组分及质量份数为：表面活性剂0.05-1.5份，有机溶剂10-50份，光学活性因子0.01-0.15份，防雾剂0.5-2份以及螯合剂0.01-0.1份。
CN103060138A中披露，其光学活性因子是指BMC光学活性因子，经查阅相关资料发现BMC是一种团状模塑料，常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF(短切玻璃纤维)、UP(不饱和树脂)、MD(填料碳酸钙)以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。
CN103060138A技术方案的目的是通过光学活性因子，在有光照的条件下，光学活性因子和光相互作用吸收能量，最终氧化去除汽车挡风玻璃上的污渍。以上所列举的玻璃水不能解决一定时间内保持挡风玻璃的清洁及消除雨水在挡风玻璃、后视镜上形成的水珠。
因此，需要发明一种能在一定时间内保持挡风玻璃的清洁及消除雨水在挡风玻璃、后视镜上形成的水珠的玻璃水。
发明内容
因此为了解决上述的技术问题，本发明玻璃水在具有光学清洁性能之外，还具有通过光学材料附着在玻璃表面于一定时间内保持玻璃表面清洁，即具有自清洁性能，并在雨水天气消除雨水在玻璃上形成水珠影响视线的弊端，让雨水以水流的形式快速流下以具有良好的视线。
本发明所提供的玻璃水，其成分如下：
以上比例为重量份数配比。
优选的，上述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；
消泡剂为硅油；
防腐剂为卡松；
光触媒分散液的有效成分为TiO2光催化剂；
光催化剂为含有1-5％的二氧化钛凝胶溶液。
上述玻璃水的制备方法如下：
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、香精少许、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液即可。
本发明原料中乙二醇作为一种防冻剂，能保证该玻璃水在低温下具有良好的流动性，光触媒分散液是关键原料，其中的TiO2光催化剂能够在光照的条件下分解消除玻璃表面低碳成分，表面活性剂、消泡剂、防腐剂等起到分散乳化的作用，使整个玻璃水溶液均匀澄清，乙醇易挥发，在玻璃水被喷洒到玻璃表面以后快速挥发，关键成分TiO2光催化剂就会均匀的附着在玻璃表面形成一层薄膜，实现清洁性能。
本发明的优点和效果如下：
本发明的玻璃水中，引入了光催化剂，其作用是可以很好的降解玻璃上的有机化合物，附着到玻璃上的TiO2光催化剂能够在一段时间内不消失，继续起到光解作用，节省玻璃水的成本，在雨水天气时能够避免雨水在玻璃表面形成水珠影响视线，并且经擦洗水冲后很容易被清除；
本发明的玻璃水尤其适于汽车玻璃的清洗，可以彻底清除汽车玻璃上的水纹、虫胶、污垢，保持玻璃光亮透明。
附图说明
图1为采用实施例1中的玻璃水清洗前后的透光率第1次实验对比图；
图2为采用实施例1中的玻璃水清洗前后的透光率第2次实验对比图；
图3为采用实施例1中的玻璃水清洗前后的透光率第3次实验对比图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；
各原料的重量份数如下：
光触媒分散液为含有质量百分比为2％的二氧化钛凝胶溶液；
二氧化钛凝胶溶液的制备方法如下：
取二氧化钛50克，羧甲基纤维素钠2克，氯化钠1克，麦芽醇，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑2克，海藻胶2克，去离子水1000mL；
将去离子水加热至50℃，将2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑加入到水中，搅拌，然后再加入麦芽醇分散后的二氧化钛粉末，充分搅拌，再加入其余原料羧甲基纤维素钠，氯化钠，冷却至常温，再加入海藻胶，搅拌均科，得二氧化钛凝胶溶液。
将实施例1中的玻璃水应用于汽车玻璃的清洗中，清洗前后比较玻璃透光率，从而判断实施例1的玻璃水的清洗效果，具体测定如下：
玻璃透光率测定
采用731分光光度计对使用玻璃水前、后的载玻片进行三次平行测定，具体步骤如下：
(1)接通电源时，预热20分钟；
(2)手持试样边缘，将其嵌入弹性夹内，并放入比色器座内靠单色器一侧，用定
位夹固定弹性夹，使其紧靠比色器座壁；
(3)用调节旋纽选择测量波长；
(4)打开比色器暗盒盖，调节透光率“0”；
(5)使比色器座处于空气空白校正位置，轻轻地将比色器暗箱盖合上，这时暗箱
盖将光门挡板打开，光电管受光，调节透光率“100％”；
(6)按(4)、(5)步骤连续几次调“0”和“100”后无变动，即可以进行测定；
(7)在单色光的波长为400～800nm范围内，每隔200nm测定载玻片的透光率T。
三次平行测定的结果如附图1-3所示：
图1至图3是汽车挡风玻璃未使用实施例1的玻璃水时模拟雨水天气的透光率和使用该玻璃水时模拟雨水天气时的透光率比较，以此对比实验来说明该玻璃水能改善光线视觉效果。
对照例1
发明人做了如下的实验作为对照：
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、香精加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；
各原料的重量份数如下：
乙醇 100 乙二醇 200
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 100 硅油 20
卡松 10 去离子水 750。
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；
对照例2
各原料的重量份数如下：
对照例1与实施例1的区别在于，对照例1中去掉了一种重要的成分：光触媒分散液；
对照例2与实施例1的区别在于，对照例2中将光触媒分散液替换为二氧化钛；
本发明通过以下的表格中的现象来说明实施例1中玻璃水的清洗效果：
表1是选取两片载玻片，一片未使用该玻璃水清洗，一片使用该玻璃水清洗，然后将两片载玻片放在-10℃环境中。实验结果见表1。说明该玻璃水具有防雾防霜性能。
表1：实施例1的玻璃水低温防霜实验现象
| 载玻片 | -10℃中一次取出后的现象 | -10℃中多次取出后的现象 |
| 使用前 | 玻璃片上沾有较多的露珠 | 玻璃片上沾有大量的露珠 |
| 使用后 | 玻璃片上无露珠 | 经过3-4次后取出有<15％的面积生成露珠 |
同样的，本发明人为了验证对照例1的效果，又做了上述的实验，在该实验中，将玻璃水替换为对照例1中的玻璃水，其效果如下：
表2：对照例1的玻璃水低温防霜实验现象
| 载玻片 | -10℃中一次取出后的现象 | -10℃中多次取出后的现象 |
| 使用前 | 玻璃片上沾有较多的露珠 | 玻璃片上沾有大量的露珠 |
| 使用后 | 残留有部分露珠 | 经过10次左右的取出，仍有<15％的面积上有露珠 |
表3：对照例2的玻璃水低温防霜实验现象
| 载玻片 | -10℃中一次取出后的现象 | -10℃中多次取出后的现象 |
| 使用前 | 玻璃片上沾有较多的露珠 | 玻璃片上沾有大量的露珠 |
| 使用后 | 玻璃片上无露珠 | 经过3-4次后取出有<15％的面积上有露珠 |
从以上的比较中可以看出，实施例1与对照例1相比，实施例1中的玻璃水清洗载玻片后残留的露珠几乎为零，而对照例1中却残留有部分露珠；对照例2与实施例1的效果几乎相同。
分析原因：原料中加入了二氧化钛，二氧化钛具有优越的分解能力，微粒二氧化钛在经由紫外光照射，可进行光分解反应，对于周围环境有除污、抗菌、脱臭的作用，此外还具有超亲水性的功用。
关于本发明的玻璃水去油污效果，本发明人做了如下的实验来验证其去油污性能：
测量方法：
选择两块形状和大小相同的(均为30cm×30cm，厚度约为2mm)玻璃片上，取花生油均匀涂抹于两块玻璃片上，两块玻璃片分别记作甲、乙；
分别取相同重量的实施例1和对照例1中的玻璃水，采用小喷壶均匀喷洒在甲、乙玻璃片的表面，然后用橡胶条从左至右推一次，测量冲洗前后油污在玻璃表面单位面积的残留量，残留量越小，则证明玻璃水的清洁效果越好。
实施步骤：
(1)用4wt％的碳酸钠水溶液浸泡无机甲、乙玻璃样品1分钟，仔细清洗甲、乙玻璃表面，保证样品表面油污被完全去除，然后用清水反复清洗干净，直至清洗残液的pH值为7；
(2)用电吹风机将甲玻璃和乙玻璃的表面吹干，然后将两块玻璃置于烘箱中于80℃下烘15分钟，待样品表面完全干燥后，取出并测量样品玻璃甲、乙的质量，分别记作A1、A2；
(3)将吸管在花生油中反复吸吹5次，然后按照0.5ml/cm2吸取花生油于甲玻璃片和乙玻璃片上，并且橡胶条均匀涂覆在两块玻璃表面，静置10分钟使油稳定铺展；
(4)将两块玻璃片甲、乙45°放置，分别采用实施例1和对照例1中的玻璃水进行冲洗，喷洗时将两种玻璃水分别置于小喷壶中喷洒冲洗，两种玻璃水的用量相同，冲洗时间和冲洗力度均相同，冲洗时间为1分钟；
(5)将试样用吹风机吹干后于80℃烘箱内烘15分钟，测量样品玻璃片甲、乙的质量并记作B1、B2；
(6)计算甲、乙玻璃片表面单位面积油污残余量C1、C2；
C1＝104×(B1-A1)/30×30；
C2＝104×(B2-A2)/30×30；
实验仪器：电子天平，要求精度达到10-4g；
秒表：普通计时秒表；
家用电吹风机：用于玻璃片样品表面快速干燥；
刻度吸管：保证玻璃样品表面所加的花生油的量相同；
烘箱：样品表面干燥，去除清洗后的表面残留的清洗液；
计算结果：C1＝0.0022；C2＝0.0077；
从以上的数据对比中可以看出，C1的值明显的小于C2，这说明，甲玻璃片上单位面积的油污量要远远小于乙玻璃片，这说明实施例1中的玻璃水对于油污的清洗效果要优于对照例1中的玻璃水对油污的清洗效果。
关于本发明中的玻璃水对橡胶条的腐蚀性，本发明人又做了如下的对比实验：
选取三根形状和大小相同(质量不一定完全相同)的橡胶条，分别称重，记作D1、D2、D3；
然后将这三根橡胶条分别置于实施例1、对照例1和对照例1的玻璃水中，浸泡3个月，然后取出，日晒相同的时间，称重，记作E1、E2、E3；
磨损率计算：
(D1-E1)/D1×100％
(D2-E2)/D2×100％
(D2-E2)/D2×100％；
计算所得，磨损率值分别为：0.05％、0.53％、0.62％；
以上的实验数据表明，实施例1中的玻璃水对橡胶条几乎无腐蚀，对照例1中的玻璃水对橡胶条有一定的腐蚀作用，对照例2中的玻璃水对橡胶条也有较大的腐蚀作用；这证明了实施例1中采用的二氧化钛凝胶具有防止橡胶条被腐蚀的功效。
分析原因，乙醇分子、乙二醇中的羟基能够与水分子产生缔合作用并吸附在胶粒表面，形成稳定的缔合溶剂化层，从而降低了溶胶粒子与溶剂介质之间的界面张力，增强了溶胶体系的稳定性，使该玻璃水既能发挥乙醇、乙二醇的清洗作用，又能有效的阻止乙醇、乙二醇对橡胶条的腐蚀。
从以上的分析可以看出，本发明中采用了二氧化钛凝胶溶液，相对于采用普通的二氧化钛粉末作为玻璃水的原料，其最大的优点是，应用于汽车玻璃中时，能极大的减轻玻璃水对雨刮器的腐蚀从而延长雨刮器的使用寿命，而且本发明的玻璃水其效果优异，可以彻底清除汽车玻璃上的水纹、虫胶、污垢，保持玻璃光亮透明(从附图1-3中的图表数据可以看出)。
实施例2
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、香精、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；
各原料的重量份数如下：
实施例3
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、香精、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；
各原料的重量份数如下：
Claims (4)
1.玻璃水，包含的主要有效成分如下：
乙醇5-10、乙二醇10-20、光触媒分散液5-10，以上为重量份数；
还包括以下重量份数的原料：表面活性剂5-10、消泡剂0.1-2、防腐剂0.2-1、去离子水45-75、香精0.2-0.5
所述的消泡剂为硅油；
所述的防腐剂为卡松；
所述的光触媒分散液的有效成分为TiO2光催化剂；
所述光催化剂为含有质量百分比为1-5％的二氧化钛凝胶溶液；
所述二氧化钛凝胶溶液的制备方法如下：
取二氧化钛50克，羧甲基纤维素钠2克，氯化钠1克，麦芽醇，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑2克，海藻胶2克，去离子水1000mL；
将去离子水加热至50℃，将2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑加入到水中，搅拌，然后再加入麦芽醇分散后的二氧化钛粉末，充分搅拌，再加入其余原料羧甲基纤维素钠，氯化钠，冷却至常温，再加入海藻胶，搅拌均科，得二氧化钛凝胶溶液。
2.根据权利要求1的玻璃水，其特征在于，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
3.如权利要求1所述的玻璃水的制备方法，包括以下步骤：
在常温常压下，将乙醇、乙二醇、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、香精、光触媒分散液加入到去离子水中至完全溶解，形成稳定透明无沉淀的溶液，得玻璃水；各原料的重量份数如下：
4.如权利要求1的玻璃水在汽车玻璃、家用玻璃清洗中的应用。
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