CN111909658A - 一种防护眼镜防雾剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防雾剂技术领域，防雾剂由以下重量份原料组成：亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（SBMA）5~20份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温80）5~20份、去离子水100份。本发明制备的防雾喷雾，具备防雾效果好、透明度高、制作简便、原料便宜易得、使用方便等优点。适用于防止聚碳酸酯类的医用防护眼镜的起雾。
Description
技术领域
本发明属于防雾剂领域，具体涉及一种防护眼镜防雾剂及其使用方法。
背景技术
当环境的湿度或者温度变化较大时，相对干燥和冷的镜片碰到相对热和水分较多的空气时，会发生冷凝效应，从而使得水滴不均匀的凝结在透明基材的表面，这会使得透明基材的透明度极大幅度的降低，如汽车的挡风玻璃、医用内腔镜、医用防护眼镜、玻璃眼镜。这给人们的生活以及安全带来了麻烦甚至生命危险。
医用防护眼镜是一种医务人员在作业时，用来防止一些特殊的药水或血液等飞溅到脸部，从而对眼睛起到防护作用的眼镜。然而，由于医生长期佩戴医用防雾眼镜进行高精密的操作，医用防护眼镜不可避免的会产生雾气，对于医务人员的日常工作或作业产生极大的影响。特别是2020年疫情期间，防护眼镜的起雾困扰了许许多多抗疫一线的医务人员。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提出一种防雾效果好、耐水性好、透明度高以及使用方便的防护眼镜防雾剂及其使用方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种防护眼镜防雾剂，包括如下重量份的原料：
亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)5～20份，优选15份，聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)5～20份，优选5份
水100份。优选的，水为去离子水。
优选的，所述的亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)由如下方法制备得到：
向1,3-丙烷磺酸内酯溶液中滴加甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，滴加完后继续反应18～48小时即得。
优选的，所述1,3-丙烷磺酸内酯溶液的溶剂为乙酸乙酯、正丁醇、乙醚、四氢呋喃、异丙醚、二氯甲烷或甲乙酮，优选的溶剂为乙酸乙酯。
优选的，所述滴加的速度为每秒1～2滴。
优选的，所述SBMA的制备方法还包括反应后洗涤、干燥的步骤。
优选的，1,3-丙烷磺酸内酯和甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)的摩尔比为0.1～5:5～0.1优选的为1:1。
优选的，所述防护眼镜为医用防护眼镜。
优选的，所述防护眼镜为聚碳酸酯(PC)材质。
优选的，所述反应的温度为24～27℃。
本发明还提供所述防护眼镜防雾剂的使用方法，包括如下步骤：
将所述防护眼镜防雾剂装入喷雾瓶，之后对准防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml并使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后干燥，得到防雾的防护眼镜。
所述干燥优选为用纸巾或眼镜布轻轻擦干。所使用的眼镜布或喷雾瓶均为市场上的普通产品。
本发明通过1,3-丙烷磺酸内酯和甲基丙烯酸二氨基乙酯反应生成亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。由于两性离子具有亲水性，使得聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)能更好的分散在水相中，并更好的粘附在防护眼镜表面。
该防雾喷雾具有制备方法简便，原料便宜易得、防雾效果好、透明度高、使用方便等优点。在室温条件下，防雾喷雾中的各组分不会发生化学反应，可以长时间储存，该防雾涂料能够在聚碳酸酯类防护眼镜上形成防雾涂层，涂层具有防雾效果好、附着力强、透明度高和使用寿命长的优点。
对于聚碳酸酯类(PC)的防护眼镜，其上残留的基团很少，单纯的吐温80不能很好的粘附在PC上，且吐温80不能很好的分散于水中。而加入了亲水性两性离子SBMA有利于吐温80在水中分散，也有利于防雾喷雾粘附于聚碳酸酯类(PC)的粘附
附图说明
图1是本发明所述防雾剂的防雾效果图。a是医用防护眼镜使用本发明防雾剂的效果图。b是医用防护眼镜未使用防雾剂的效果图。
图2是本发明实施例1～8制得的医用防护眼镜表面的水接触角对比图。
图3是不同组分的防雾剂喷涂于医用防护眼镜上后，眼镜表面的水接触角。
图4是本发明所述防雾剂的防雾效果图。a是医用防护眼镜使用本发明防雾剂的效果图。b是医用防护眼镜未使用防雾剂的效果图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。
实施例1
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将0.1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml乙酸乙酯中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应24小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取0.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入0.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入普通的医用喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用普通的眼镜布轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。喷涂前后防护眼镜的防雾效果对比如图1所示。
实施例2
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将0.1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml正丁醇中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应18小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入0.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用纸巾轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。喷涂前后防护眼镜的防雾效果对比如图4所示。
实施例3
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将0.1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml乙醚中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加2mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应48小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入0.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用眼镜布轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例4
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将0.1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml四氢呋喃中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加5mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应36小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取2g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入0.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用纸巾轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例5
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml异丙醚中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应24小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入1g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用眼镜布轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例6
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将2mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml二氯甲烷中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应24小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入1.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用纸巾轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例7
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将5mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml甲乙酮中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应24小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入2g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用纸巾轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例8
1.亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)的制备：将0.1mol的1,3-丙烷磺酸内酯溶于100ml乙酸乙酯中，并用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.1mol的甲基丙烯酸二氨基乙酯(DMAEMA)，控制滴加速度为每秒1～2滴，滴加完后于24～27℃继续反应24小时后停止反应，经过抽滤后使用乙酸乙酯洗涤所得沉淀，最后放入真空干燥箱进行真空干燥，得到亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)。
2.防雾剂的制备：称取1.5g亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)并溶于10ml的去离子水中，充分搅拌待其溶解后缓慢加入2.5g聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温80)，充分搅拌后，装入喷雾瓶即可得医用防护眼镜的防雾剂。
3.防雾剂的使用步骤：将防雾剂对准聚碳酸酯防护眼镜按压喷雾，喷出1ml～2ml，然后使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1～2min后，用眼镜布轻轻擦干，得到防雾的医用防护眼镜。
为了进行防雾测试，将喷涂过防雾剂的防护眼镜置于加热到80℃的装有300ml水的玻璃烧杯上方10s；热水浴和样品之间的距离为5厘米。立即从水蒸汽中取出样品后记录起雾性能。
实施例9对比实施例
将0.5g吐温80溶于10ml去离子水后涂于医用防护眼镜上制得的医用防护眼镜，记为纯吐温80组。
将1.5gSBMA溶于10ml去离子水后涂于医用防护眼镜上制得的医用防护眼镜，记为纯SBMA组。
将1.5g月桂酰谷氨酸二钠溶于10ml去离子水后涂于医用防护眼镜上制得的医用防护眼镜，记为纯月桂酰谷氨酸二钠组。
将0.5g月桂酰谷氨酸二钠和1.5gSBMA溶于10ml去离子水后涂于医用防护眼镜上制得的医用防护眼镜，记为对比1组。
将1.5g月桂酰谷氨酸二钠和0.5g吐温80溶于10ml去离子水后涂于医用防护眼镜上制得的医用防护眼镜，记为对比2组。
实施例10
将水滴在实施例1～9制备得到的防护眼镜表面，记录防护眼镜表面的水接触角，其对比如图2、3和表1～14所示。
其中，空白组为聚碳酸酯类医用防护眼镜。
表1普通聚碳酸酯类医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 79.6 | 79.8 | 83.5 | 88.6 | 75.2 | 77.5 |
表2是纯吐温80组眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 17.9 | 28.1 | 39.9 | 17.9 | 63.9 | 52.3 |
表3是实施例1制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 5.2 | 6.9 | 7.0 | 6.6 | 7.7 | 6.6 |
表4是实施例2制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 4.2 | 4.6 | 8.7 | 5.5 | 9.6 | 4.6 |
表5是实施例3制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 3.2 | 3.6 | 3.7 | 3.1 | 3.6 | 3.8 |
表6是实施例4制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 3.1 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.8 | 4.3 |
表7是实施例5制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 4.2 | 3.6 | 4.4 | 5.2 | 5.3 | 18.9 |
表8是实施例6制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 6.5 | 5.5 | 8.8 | 10.0 | 6.6 | 13.8 |
表9是实施例7制得的医用防护眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 91 | 6.4 | 6.8 | 8.4 | 8.8 | 9.0 |
表10是实施例8制得的医用防护眼镜表面的水接触角
表11是纯SBMA组眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 57.9 | 67.4 | 67.6 | 60.5 | 71.2 | 71.4 |
表12是纯月桂酰谷氨酸二钠组眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 60.1 | 59.8 | 43.2 | 50.3 | 51.6 | 57.2 |
表13是对比1组眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 23.7 | 37.4 | 13.6 | 11.9 | 35.1 | 8.5 |
表14是对比2组眼镜表面的水接触角
| 实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 水接触角(°) | 6.2 | 8.7 | 13.6 | 10.7 | 7.9 | 11.6 |
从图2、3和表1～14可以看出：当防雾剂配比为15份SBMA、5份吐温80和水或份SBMA5份、吐温80和水时，水接触角最小且稳定，固体表面表现为超亲水性质，防雾性能此时最好。考虑到产品成本问题，则15份SBMA、5份吐温80和100份水的配比是本产品的最优选择。
Claims (10)
1.一种防护眼镜防雾剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：
亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯5~20份，优选15份，
聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯5~20份，优选5份
水100份。
2.根据权利要求1所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述的亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯由如下方法制备得到：
向1,3-丙烷磺酸内酯溶液中滴加甲基丙烯酸二氨基乙酯，滴加完后继续反应18~48小时即得。
3.根据权利要求2所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述1,3-丙烷磺酸内酯溶液的溶剂为乙酸乙酯、正丁醇、乙醚、四氢呋喃、异丙醚、二氯甲烷或甲乙酮，优选为乙酸乙酯。
4.根据权利要求2所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述滴加的速度为每秒1~2滴。
5.根据权利要求2所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述亲水性两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯的制备方法还包括反应后洗涤、干燥的步骤。
6.根据权利要求2所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，1,3-丙烷磺酸内酯和甲基丙烯酸二氨基乙酯的摩尔比为0.1~5:5~0.1优选的为1:1。
7.根据权利要求2所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述反应的温度为24~27℃。
8.根据权利要求1所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述防护眼镜为医用防护眼镜。
9.根据权利要求1所述的防护眼镜防雾剂，其特征在于，所述防护眼镜为聚碳酸酯材质。
10.权利要求1-9任一所述防护眼镜防雾剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述防护眼镜防雾剂装入喷雾瓶，之后对准防护眼镜按压喷雾，喷出1mL~2mL并使喷出的防雾剂液体在防护眼镜上停留1~2min后干燥，得到防雾的防护眼镜。
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