一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、玻璃基體的清洗和干燥：將玻璃基體清洗干凈，再用氧化鈰拋光粉拋光，然后用去離子水沖洗殘余的氧化鈰，最后讓玻璃表面干燥；步驟2、膜層的制備：待玻璃表面干燥后，先將SiO2溶膠溶液A在玻璃表面鍍膜得到SiO2膜層，常溫干燥后，用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B在SiO2膜層表面鍍膜，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層，緊接著再將疏水劑溶液C在環(huán)氧樹(shù)脂膜層表面鍍一層膜，得到疏水劑膜層；步驟3、固化處理：將步驟2中完成的鍍有膜層的玻璃放于無(wú)塵環(huán)境中，在100-150℃下放置1-2h以固化膜層。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車(chē)玻璃疏水膜層制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)玻璃主要以硅酸鹽為主，而硅酸鹽的表面能非常高，當(dāng)下雨天汽車(chē)在行駛時(shí)候，雨水落到玻璃表面會(huì)在玻璃上進(jìn)行無(wú)序擴(kuò)展，導(dǎo)致玻璃透光性變差，嚴(yán)重影響駕駛員的視線，給交通事故帶來(lái)安全隱患。盡管雨刮器對(duì)前擋和后檔玻璃起到一定的作用，但是一方面雨刮器不能覆蓋玻璃上所有的角落，另一方面對(duì)后視鏡以及側(cè)窗玻璃也是鞭長(zhǎng)莫及。因此，對(duì)汽車(chē)玻璃鍍上一層疏水薄膜理就顯得尤為重要。
[0003]疏水薄膜具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，制備疏水薄膜的條件溫和，，從而可以避免高溫高壓對(duì)玻璃基體造成的損傷；第二，疏水薄膜具有良好的耐腐蝕性，由于有了一層疏水薄膜可以減少?gòu)?qiáng)腐蝕物質(zhì)直接對(duì)玻璃造成破壞。但現(xiàn)有技術(shù)的疏水薄膜的耐磨性較差，在使用過(guò)程中的經(jīng)過(guò)一定程度的摩擦極易導(dǎo)致膜層的磨損，從而降低玻璃的疏水效果，這是疏水性的玻璃一直很難產(chǎn)業(yè)化的原因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法。
[0005]為了解決上述 存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟1、玻璃基體的清洗和干燥:
將玻璃基體清洗干凈，再用氧化鈰拋光粉拋光，然后用去離子水沖洗殘余的氧化鈰，最后讓玻璃表面干燥；
步驟2、膜層的制備:
待玻璃表面干燥后，先將Si02溶膠溶液A在玻璃表面鍍膜得到Si02膜層，常溫干燥后，用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B在Si02膜層表面鍍膜，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層，緊接著再將疏水劑溶液C在環(huán)氧樹(shù)脂膜層表面鍍一層膜，得到疏水劑膜層；
步驟3、固化處理:
將步驟2中完成的鍍有膜層的玻璃放于無(wú)塵環(huán)境中，在100-150°C下放置l_2h以固化膜層。
[0006]進(jìn)一步，步驟I中，將玻璃基體用硫酸和雙氧水的混合溶液(VH2S04:V H202=7:3)超聲波清洗Ih。
[0007]進(jìn)一步，步驟I中，用60-120目氧化鈰拋光粉拋光清洗過(guò)的玻璃基體。
[0008]進(jìn)一步，步驟2中，Si02膜層的膜厚在100~500nm之間；多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層的膜厚在80~600nm之間；疏水劑膜層的膜厚在80~500nm之間。[0009]進(jìn)一步，步驟2中，鍍膜工藝為擦涂或噴涂或旋涂或浸潰提拉。
[0010]進(jìn)一步，步驟2中，Si02溶膠溶液A的制備:
在50-100份的乙醇或甲醇或乙酸乙酯或丙酮或四氫呋喃或異丙醇中加入2.5-7份的氨水(25-28wt%)，再向其中加入0.5-4份的正硅酸乙酯或正硅酸丁酯或正硅酸乙酯和正硅酸丁酯兩者的混合物，在常溫下超聲反應(yīng)，得到Si02溶膠溶液A，其中Si02粒徑為100-500nm，反應(yīng)過(guò)程中要求容器密封以防止揮發(fā)性氣體逸出。
[0011]進(jìn)一步，在乙醇或甲醇或乙酸乙酯或丙酮或四氫呋喃或異丙醇中加入氨水，混合均勻后于室溫下攪拌10~20min，加入正硅酸乙酯或正硅酸丁酯或正硅酸乙酯和正硅酸丁酯兩者的混合物后，繼續(xù)在常溫下超聲反應(yīng)30-60min，攪拌速度為80~400r/min。
[0012]進(jìn)一步，步驟2中，多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B的制備:
將5-15份的1，3，5-三縮水甘油-S-三嗪三酮或N，N, N’N’ -四環(huán)氧乙炔基_1，3-苯二甲胺或1，I, 2，2-四對(duì)羥基苯基乙烷四縮水甘油醚和1-4份的乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺在室溫下攪拌均勻，再加入8-15的份丙酮或四氫呋喃或吡啶，充分混合溶解后，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B。
[0013]進(jìn)一步，步驟2中，疏水劑溶液C的制備:
將0.6-3份的十八烷基三甲基氧硅烷或十八烷基三氯硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷、0.1-0.5份的鹽酸或硫酸或醋酸和氫氟酸的混合物以及2-6份的去離子水加入到20-50份的乙醇或乙酸乙酯或丙酮或甲醇或四氫呋喃中，在室溫下攪拌30min-70min，得到疏水劑溶液C。
[0014]進(jìn)一步，步驟3中，固 化處理在110°C下進(jìn)行2h。
[0015]該汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明通過(guò)采用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂將Si02溶膠與疏水劑低表面能物質(zhì)連接起來(lái)，提高了 Si02溶膠與疏水劑的交聯(lián)密度，使疏水劑膜層與Si02溶膠之間具有更牢固的結(jié)合力，從而使玻璃膜層表面具有良好疏水性的同時(shí)并保持著良好的耐摩擦性能。
[0016](2)本發(fā)明汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，步驟不繁瑣、易于推廣。
[0017](3)采用本發(fā)明制備的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層成本低、無(wú)毒無(wú)害。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，包括以下步驟:
步驟1、玻璃基體的清洗和干燥:
將玻璃基體用硫酸和雙氧水溶液(VH2S04:V H202=7:3)超聲波清洗Ih后，用60目氧化鈰拋光粉拋光，然后用去離子水沖洗殘余的氧化鈰，最后讓玻璃表面干燥；
步驟2、膜層的制備:
Si02溶膠溶液A的制備:在50g乙醇中加入2.5g氨水(25-28wt%)，混合均勻并于室溫下下攪拌lOmin，再向其中加入0.6g正硅酸乙酯繼續(xù)在常溫下超聲反應(yīng)30min，攪拌速度為120r/min，攪拌過(guò)程中要求容器密封，以防止揮發(fā)性氣體逸出，得到Si02溶膠溶液A (Si02粒徑為140nm)；
多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B的制備:將6.5g，I, 3，5-三縮水甘油-S-三嗪三酮與Ig乙二胺在室溫下攪拌均勻，再加入Sg丙酮將上述混合物充分溶解，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B ；
疏水劑溶液C 的制備:將0.6g十八烷基三甲基氧硅烷、0.2g鹽酸和3g去離子水加入到30g乙醇中，在室溫下攪拌30min，得到疏水劑溶液C ；
待步驟I中玻璃表面干燥后，先將Si02溶膠溶液A在玻璃表面鍍膜，得到Si02膜層，膜厚為350nm左右，鍍膜工藝為浸潰提拉；常溫干燥后，用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B在Si02膜層表面鍍膜，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層，膜厚在400nm左右，鍍膜方式為浸潰提拉；緊接著再將疏水劑溶液C在多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層表面鍍一層膜，得到疏水劑膜層，膜厚在80nm左右，鍍膜方法為旋涂；
步驟3、將步驟2中完成的鍍有膜層的玻璃放于無(wú)塵環(huán)境中，在110°C下固化處理2h。
[0020]待多官能度環(huán)氧樹(shù)脂完全固化，溶劑(這里的溶劑指的是乙醇和丙酮)完全揮發(fā)后，得到接觸角為115.6°的疏水玻璃。重沙粒摩擦10000次(相對(duì)實(shí)際使用時(shí)間12個(gè)年)后，I吳層接觸角為99.3°，仍然保持疏水性。
[0021]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，包括以下步驟:
步驟1、玻璃基體的清洗和干燥:
將玻璃基體用硫酸和雙氧水溶液(VH2S04:V H202=7:3)超聲波清洗Ih后，用100目氧化鈰拋光粉拋光，然后用去離子水沖洗殘余的氧化鈰，最后讓玻璃表面干燥；
步驟2、膜層的制備:
Si02溶膠溶液A的制備:在90g丙酮中加入5.1g氨水(25-28wt%)，混合均勻并于室溫下下攪拌20min，再向其中加入3.5g正硅酸丁酯繼續(xù)在常溫下超聲反應(yīng)55min，攪拌速度為400r/min，攪拌過(guò)程中要求容器密封，以防止揮發(fā)性氣體逸出，得到Si02溶膠溶液A (Si02粒徑為400nm)；
多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B的制備:將8.5g N, N, N’ N’ -四環(huán)氧乙炔基_1，3-苯二甲胺與3.6g三乙烯四胺在室溫下攪拌均勻，再加入12g四氫呋喃將上述混合物充分溶解，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B ；
疏水劑溶液C的制備:將2.1g十六烷基三乙氧基硅烷、0.24g硫酸和6g去離子水加入到35g丙酮中，在室溫下攪拌45min，得到疏水劑溶液C ；
待步驟I中玻璃表面干燥后，先將Si02溶膠溶液A在玻璃表面鍍膜，得到Si02膜層，膜厚在200nm左右，鍍膜工藝為旋涂；常溫干燥后，用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B在Si02膜層表面鍍膜，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層，膜厚在450nm左右，鍍膜工藝為噴涂；緊接著再將疏水劑溶液C在多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層表面鍍一層膜，得到疏水劑膜層，膜厚在150nm左右，鍍膜工藝為噴涂；
(3)將步驟2中完成的鍍有膜層的玻璃放于無(wú)塵環(huán)境中，在150°C下固化處理1.5h。
[0022]待多官能度環(huán)氧樹(shù)脂完全固化，溶劑(這里的溶劑指的是丙酮和四氫呋喃)完全揮發(fā)后，得到接觸角為108.8°的疏水玻璃。玻璃試樣表面無(wú)斑點(diǎn)，透光率不低于75%。
[0023]重沙粒摩擦10000次(相對(duì)實(shí)際使用時(shí)間12個(gè)年)后，膜層接觸角為98.6°，仍然保持疏水性。
[0024]本發(fā)明通過(guò)采用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂將Si02溶膠與疏水劑低表面能物質(zhì)連接起來(lái)，采用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂的目的是為了提高Si02溶膠與疏水劑交聯(lián)密度，使疏水劑膜層與Si02溶膠之間具有更牢固的結(jié)合力，從而使玻璃膜層表面具有良好疏水性的同時(shí)并保持著良好的耐摩擦性能。
[0025]上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方 直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1、玻璃基體的清洗和干燥: 將玻璃基體清洗干凈，再用氧化鈰拋光粉拋光，然后用去離子水沖洗殘余的氧化鈰，最后讓玻璃表面干燥； 步驟2、膜層的制備: 待玻璃表面干燥后，先將Si02溶膠溶液A在玻璃表面鍍膜得到Si02膜層，常溫干燥后，用多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B在Si02膜層表面鍍膜，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層，緊接著再將疏水劑溶液C在環(huán)氧樹(shù)脂膜層表面鍍一層膜，得到疏水劑膜層； 步驟3、固化處理: 將步驟2中完成的鍍有膜層的玻璃放于無(wú)塵環(huán)境中，在100-150°C下放置l_2h以固化膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟I中，將玻璃基體用硫酸和雙氧水的混合溶液(VH2S04:V H202=7:3)超聲波清洗lh。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟I中，用60-120目氧化鈰拋光粉拋光清洗過(guò)的玻璃基體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟2中，Si02膜層的膜厚在100~500nm之間；多官能度環(huán)氧樹(shù)脂膜層的膜厚在80~600nm之間；疏水劑膜層的膜厚在80~500nm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟2中，鍍膜工藝為擦涂或噴涂或旋涂或浸潰提拉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟2中，Si02溶膠溶液A的制備: 在50-100份的乙醇或甲醇或乙酸乙酯或丙酮或四氫呋喃或異丙醇中加入2.5-7份的氨水(25-28wt%)， 再向其中加入0.5-4份的正硅酸乙酯或正硅酸丁酯或正硅酸乙酯和正硅酸丁酯兩者的混合物，在常溫下超聲反應(yīng)，得到Si02溶膠溶液A，其中Si02粒徑為100-500nm，反應(yīng)過(guò)程中要求容器密封以防止揮發(fā)性氣體逸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:在乙醇或甲醇或乙酸乙酯或丙酮或四氫呋喃或異丙醇中加入氨水，混合均勻后于室溫下攪拌10~20min，加入正硅酸乙酯或正硅酸丁酯或正硅酸乙酯和正硅酸丁酯兩者的混合物后，繼續(xù)在常溫下超聲反應(yīng)30-60min，攪拌速度為80~400r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟2中，多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B的制備: 將5-15份的1，3，5-三縮水甘油-S-三嗪三酮或N，N, N’N’ -四環(huán)氧乙炔基_1，3-苯二甲胺或1，I, 2，2-四對(duì)羥基苯基乙烷四縮水甘油醚和1-4份的乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺在室溫下攪拌均勻，再加入8-15的份丙酮或四氫呋喃或吡啶，充分混合溶解后，得到多官能度環(huán)氧樹(shù)脂溶液B。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟2中，疏水劑溶液C的制備: 將0.6-3份的十八烷基三甲基氧硅烷或十八烷基三氯硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷、0.1-0.5份的鹽酸或硫酸或醋酸和氫氟酸的混合物以及2-6份的去離子水加入到20-50份的乙醇或乙酸乙酯或丙酮或甲醇或四氫呋喃中，在室溫下攪拌30min-70min，得到疏水劑溶液C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)玻璃用疏水耐磨膜層的制備方法，其特征在于:步驟3中，固化處理在110 °C下進(jìn)行2h。
【文檔編號(hào)】C03C17/42GK103979804SQ201410204849
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】徐蕤, 洪麗, 熊建民 申請(qǐng)人:奇瑞汽車(chē)股份有限公司