CN109836918B - 一种防雾液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防雾液，由以下组分按重量百分比组成：多元醇聚合物0.05‑10％、亲水性高分子成膜剂0.05‑10％、改性助剂0.05‑5％、蒸馏水余量；还公开了制备所述防雾液的方法，与现有技术相比，本发明采用有机硅改性多元醇聚合物与成膜剂及有效添加剂复配，使水雾形成前快速铺展开阻碍雾气的形成，并在材料表面形成一层亲水性的持久防雾膜，同时有机硅烷的掺入，极大的延长防雾效果的时效性；不同分子量的多级高分子聚合物形成微纳米结构，增强防雾效果；本发明合成方法简单，设备要求低，易大规模生产，不含泡沫丰富的表面活性剂，喷涂后迅速成膜，不影响视线；无毒环保，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及日用化工领域，具体是一种防雾液及其制备方法。
背景技术
透明光学材料，如聚碳酸酯(PC)板、聚乙烯(PE)和硅酸盐玻璃，是现代生产工作与生活中不可缺少的材料。但是在实际使用过程中，在温度和湿度的共同作用下，这些透明材料会产生结雾现象，结雾的原因是空气中的水分在透明材料的表面凝结并形成大量细小的水滴，由于水滴的曲率半径的不同使照射在透明基体表面的光线被漫反射，而变得不透明或透明度变差，严重遮挡视线从而影响人们的工作和生活。这种结雾现象则会给这些材料在使用过程中带来诸多问题，例如在冬季，洗热水澡时浴室的镜子总是模糊不清的；进出房间时眼镜很容易结雾发白，视线模糊；农业生产中使用的塑料棚膜的雾化，降低了薄膜的透光率，影响植物的光合作用，严重阻碍农作物的生长，直接降低农产品的质量与产量；寒冷的冬天或者潮湿的雨季在汽车的车窗玻璃上凝结的一层水雾，严重影响了驾驶员的视线，即使打开汽车除雾功能也有一定的滞后性，同时还增加能耗，如果不及时除雾，将影响正常驾驶，甚至造成严重交通事故。
有效的解决方案则是对这些透明材料进行防雾处理，现有技术中常用的就是将防雾剂喷涂到材料的表面可以在一定时间内达到防雾效果，时效性强，方便快捷。
目前市场上的防雾剂主要存在防雾效果不能持久、防雾剂配方中含有大量对人体或环境有害的有机溶剂、生产设备要求高等不足之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成制备方法简单，设备要求低，易大规模生产，同时防雾效果持久，使用方便的水溶性防雾液，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：多元醇聚合物0.05-10％、亲水性高分子成膜剂0.05-10％、改性助剂0.05-5％、蒸馏水余量。
作为本发明进一步的方案，所述的一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：多元醇聚合物0.05-10％、亲水性高分子成膜剂0.05-10％、改性助剂0.05-5％、添加剂0.02-14％、蒸馏水余量。
作为本发明进一步的方案，所述多元醇聚合物为乙二醇聚合物及其衍生物、丙二醇聚合物及其衍生物中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案，所述亲水性高分子成膜剂为壳聚糖及其衍生物、乙烯醇聚合物及其衍生物、丙烯酸聚合物及其衍生物中的一种或多种。
作为本发明进一步的方案，所述改性助剂为氨基硅烷、羧基硅烷、有机硅烷基胺、有机硅烷中的一种或多种，其中，所述氨基硅烷的结构式为：(R1O)3-Si-R2-NH2，其中，R1为C1-2的烷基，R2为C1-8的烷基；所述羧基硅烷的结构式为：(R1O)3-Si-R2-COOH，其中，R1为C1-2的烷基，R2为C1-8的烷基；所述有机硅烷基胺的结构式为：(R3O)3-Si-R4-NH-CH2-CH2-CH2-Si-(R3O)3，其中，R3为C1-2的烷基，R4为C1-8的烷基或者H；所述有机硅烷的结构式为：(R5O)3-Si-R6-Si-(R5O)3，其中，R5为C1-2的烷基，R6为C1-8的烷基。
作为本发明进一步的方案，所述添加剂为成膜助剂、增稠剂、防腐剂中的一种或多种；优选的，所述添加剂主要由成膜助剂、增稠剂、防腐剂组成，其中所述的各组分在所述防雾液中所占重量百分比为：成膜助剂1-10％、增稠剂0.5-3％、防腐剂0.02-1％。
作为本发明进一步的方案，所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚的一种或多种；所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种；所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。
作为本发明进一步的方案，本发明还提供了制备所述的一种防雾液的方法，包括以下步骤：
(1)往多元醇聚合物中加入改性助剂，加热，搅拌，得有机硅改性多元醇聚合物；
(2)将亲水性高分子成膜剂加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入添加剂搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性多元醇聚合物加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
作为本发明进一步的方案，所述步骤(1)中加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h。
与现有技术相比，本发明制备的防雾液采用有机硅改性多元醇聚合物与成膜剂及有效添加剂复配，多基团表面修饰增强附着力，使水雾形成前快速铺展开阻碍雾气的形成，并在材料表面形成一层亲水性的持久防雾膜，同时有机硅烷的掺入，极大的延长防雾效果的时效性；不同分子量的多级高分子聚合物形成微纳米结构，改善表面的亲水性，增强防雾效果。
本发明合成制备方法简单，设备要求低，易大规模生产，不含泡沫丰富的表面活性剂，喷涂后迅速成膜，不影响视线；本发明所得防雾液为水溶性防雾剂，无毒环保，防雾效果持久，使用方便。
附图说明
图1为使用本发明实施例所述的一种防雾液镀膜后的镜片在可见光波段的透过率曲线；
图2为使用本发明实施例所述的防雾液镀膜前后的玻璃的防雾效果对比图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：聚乙二醇400 0.05％、聚乙烯醇与聚丙烯酸的混合物1.05％、3-氨丙基三乙氧基硅烷0.05％、丙二醇1％、蒸馏水余量
所述防雾液的制备方法为：
(1)往聚乙二醇400中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h，搅拌，得有机硅改性聚乙二醇400；
(2)将聚乙烯醇与聚丙烯酸按照质量比1∶1依次加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入丙二醇搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性聚乙二醇400加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
实施例2
一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：聚乙二醇400 6％、聚乙烯醇与聚丙烯酸的混合物7.05％、3-氨丙基三乙氧基硅烷3.15％、丙二醇甲醚1.6％、丙二醇丁醚3.2％、羧甲基纤维素1.3％、异噻唑啉酮类防腐剂0.05％、蒸馏水余量。
所述防雾液的制备方法为：
(1)往聚乙二醇400中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h，搅拌，得有机硅改性聚乙二醇400；
(2)将聚乙烯醇与聚丙烯酸按照质量比5∶1依次加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、羧甲基纤维素、异噻唑啉酮类防腐剂搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性聚乙二醇400加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
实施例3
一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：聚乙二醇400 10％、聚乙烯醇与聚丙烯酸的混合物8％、3-氨丙基三乙氧基硅烷5％、丙二醇10％、羧甲基纤维素3％、异噻唑啉酮类防腐剂0.05％、蒸馏水余量。
所述防雾液的制备方法为：
(1)往聚乙二醇400中加入改性助剂，加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h，搅拌，得有机硅改性聚乙二醇400；
(2)将聚乙烯醇与聚丙烯酸按照质量比8∶1依次加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入丙二醇、羧甲基纤维素、异噻唑啉酮类防腐剂搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性聚乙二醇400加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
实施例4
一种防雾液，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：聚乙二醇400和聚乙二醇200的混合物10％、聚乙烯醇与聚丙烯酸的混合物4％、3-氨丙基三乙氧基硅烷3％、二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺0.3％、丙二醇5％、羧甲基纤维素2％、蒸馏水余量。
所述防雾液的制备方法为：
(1)先将聚乙二醇400和聚乙二醇200按照质量比1∶1-10∶1的混合搅拌均匀，然后再依次加入3-氨丙基三乙氧基硅烷、二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h，得有机硅改性多元醇聚合物；
(2)将聚乙烯醇与聚丙烯酸按照质量比8∶1依次加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入丙二醇、羧甲基纤维素搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性多元醇聚合物加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
取上述实施例1-4制备得到的防雾液喷涂在玻璃片的表面的透明度进行测试，测试方法：以目前市场上未喷涂防雾液的玻璃片为玻璃衬底，以喷涂防雾液的玻璃片为镀膜样品，将所述样品置于紫外可见分光光度计中，测量其在400-800nm范围内的透过率曲线，结果见图1；由图1可知，本发明所制得的防雾液喷涂在玻璃片的表面后对580nm波长的可见光透过率不低于初始透过率的90％。
在锥形瓶倒入适量的水后加入煮沸，将镀膜后的样品和未喷涂防雾液的样品置于有文字的纸张的表面，移动至沸腾蒸汽处，直接观察样品可见度的变化，结果见图2，由图2可知，本发明所制得的防雾液喷涂在玻璃片的表面后玻璃表面不起雾。
Claims (5)
1.一种防雾液，其特征在于，按质量百分比计，主要由以下原料配制而成：多元醇聚合物0.05-10％、亲水性高分子成膜剂0.05-10％、改性助剂0.05-5％、添加剂0.02-14％、蒸馏水余量；
所述亲水性高分子成膜剂为壳聚糖及其衍生物、乙烯醇聚合物及其衍生物、丙烯酸聚合物及其衍生物中的一种或多种；
所述改性助剂为氨基硅烷、羧基硅烷、有机硅烷基胺、有机硅烷中的一种或多种，其中，所述氨基硅烷的结构式为：(R1O)3-Si-R2-NH2，其中R1为C1-2的烷基，R2为C1-8的烷基；所述羧基硅烷的结构式为：(R1O)3-Si-R2-COOH，其中，R1为C1-2的烷基，R2为C1-8的烷基；所述有机硅烷基胺的结构式为：(R3O)3-Si-R4-NH-CH2-CH2-CH2-Si-(R3O)3，其中，R3为C1-2的烷基，R4为C1-8的烷基或者H；所述有机硅烷的结构式为：(R5O)3-Si-R6-Si-(R5O)3，其中，R5为C1-2的烷基，R6为C1-8的烷基；
所述防雾液按照以下步骤制成：
(1)往多元醇聚合物中加入改性助剂，加热，搅拌，得有机硅改性多元醇聚合物；
(2)将亲水性高分子成膜剂加入到蒸馏水中，搅拌均匀，加入添加剂搅拌混匀；
(3)将步骤(1)获得的有机硅改性多元醇聚合物加入到步骤(2)的反应物料中搅拌均匀，即得防雾液。
2.根据权利要求1所述的一种防雾液，其特征在于，所述多元醇聚合物为乙二醇聚合物及其衍生物、丙二醇聚合物及其衍生物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种防雾液，其特征在于，所述添加剂为成膜助剂、增稠剂、防腐剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种防雾液，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚的一种或多种；所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种；所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂。
5.根据权利要求1所述的一种防雾液，其特征在于，所述步骤(1)中加热升温到50-100℃，搅拌1min-12h。
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