一種玻璃用超親水防霧涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種玻璃用超親水防霧涂料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃的霧化是指濕氣或蒸汽冷凝在玻璃制品表面形成微小水滴，微小水滴的析出 使光線經(jīng)過時發(fā)生漫反射，從而明顯降低了玻璃的透光率，出現(xiàn)起霧現(xiàn)象，使玻璃變得不透 明，影響視覺效果。玻璃表面的起霧現(xiàn)象會給日常生產(chǎn)和生活帶來諸多不便，如：建筑物的 玻璃窗、浴室鏡子、眼鏡片、儀器的試驗鏡片等，尤其是當(dāng)寒冷環(huán)境下車輛擋風(fēng)玻璃起霧，會 給行車安全、人身安全帶來嚴(yán)重的危害。對此現(xiàn)象，市面上較常用的方法為：（1)噴涂表面 活性劑法，使玻璃表面親水；(2)覆高分子膜法，使玻璃表面疏水；（3)安裝加熱裝置，使玻 璃表面溫度高于露點，然而這些方法都有各自的局限性：（1)表面活性劑穩(wěn)定性較差，需要 定期反復(fù)噴涂，次數(shù)、頻率較高不便于使用；（2)覆高分子膜致使玻璃制品表面的耐磨及耐 熱性能不好，且產(chǎn)品需在出廠前覆膜，之前未覆膜產(chǎn)品不易實施；(3)加熱蒸發(fā)水滴的時間 較長，該方法耗資大、易損壞，不太實用。因此研宄開發(fā)便利的、耐磨性和穩(wěn)定性好的，且成 本低廉的新型玻璃防霧方法是十分必要的。
[0003] 在玻璃表面進行特殊處理之后，如涂覆特定涂層或構(gòu)筑特定微觀結(jié)構(gòu)，使得表面 具有超親水特性，得到超親水防霧玻璃是目前研宄的一個主要趨勢。超親水防霧玻璃會使 小水滴在玻璃表面上的接觸角趨近于零度，當(dāng)水接觸到玻璃表面時，迅速在其表面鋪展，形 成均勻的水膜，表現(xiàn)出超親水的性質(zhì)，從而達到不影響鏡面成像、玻璃能見度和透光率的效 果，實現(xiàn)防霧功能。超親水防霧玻璃的研宄國際上始于上個世紀(jì)70~80年代，主要圍繞Ti02 光催化技術(shù)在玻璃方面的應(yīng)用展開。Ti02光觸媒涂膜在陽光的照射下具有光催化分解性 能，并同時使玻璃涂層表面具有超親水防霧性能，在流水作用下可達到完美的自清潔效果。 然而110 2基薄膜玻璃產(chǎn)品在沒有光線或弱光線的地方無法發(fā)揮作用，即使有光也需要照 射2個小時以上才可獲得超親水效果；另外Ti(V薄膜在玻璃表面的光催化性能的穩(wěn)定性 欠佳，容易因為環(huán)境異物在其表面積累導(dǎo)致光催化活性下降、甚至失活。除此之外，通過溶 膠-凝膠、電化學(xué)、氧化還原、模板制備等方法在玻璃表面引入無機納米材料、親水性高分 子材料和表面活性劑等材料亦可增加表面能和潤濕性，提高玻璃表面的親水性，然而這些 方法大都需要使用昂貴的儀器設(shè)備或復(fù)雜的工藝流程，難以進行低成本、高效率的超親水 表面制備。
[0004] 目前受制備方法、材料表面微結(jié)構(gòu)的機械強度、防霧效果以及耐久性還不理想等 的限制，超親水材料表面的制備還是缺乏簡單、經(jīng)濟和環(huán)境友好的方法。因此研制和開發(fā)具 有長效防霧功能的涂層是當(dāng)今防霧技術(shù)的發(fā)展方向，研宄開發(fā)便利的、耐磨性和耐候性好 的、且成本低的新型自清潔防霧玻璃是十分必要和有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供一種同時具有常溫固化、高硬度、高耐久性的玻璃用超 親水防霧涂料。
[0006] 本發(fā)明的目的之二是提供目的一的玻璃用超親水防霧涂料的制備方法，該制備方 法工藝簡單、原料廉價、成本低。
[0007] 本發(fā)明的目的通過以下方式來完成： 本發(fā)明所述的一種玻璃用超親水防霧涂料制備方法，其特征在于含有以下組分： 100質(zhì)量份堿性娃酸鹽、50~150質(zhì)量份娃溶膠、:1-20質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑、0~100質(zhì)量份 純水、0. 5~20質(zhì)量份增稠劑、0. 5~20質(zhì)量份消泡劑。
[0008] 所述堿性硅酸鹽為硅酸鉀、硅酸鋰、硅酸鈉中的至少一種； 所述硅烷偶聯(lián)劑為烷基烷氧基硅烷、乙條基烷氧基硅烷、氣烷基烷氧基硅烷、八甲基^. 硅氮烷、氯三甲基硅烷中的至少一種； 所述增稠劑為羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、鋰藻土、硅酸鎂鋰、硅酸鎂鋁、聚丙烯酰 胺中的至少一種； 所述消泡劑為乙醇、磷酸三丁酯、有機硅消泡劑中的至少一種。
[0009] 所述玻璃用超親水防霧涂料的制備包括下述步驟： 把堿性硅酸鹽加入反應(yīng)釜中，加定量的水?dāng)嚢?，并依次加入硅烷偶?lián)劑、增稠劑、消泡 劑、硅溶膠，混合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃 用防霧超親水涂料。
[0010] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果： 本發(fā)明以強親水性的堿性硅酸鹽和硅溶膠為主要原料，通過復(fù)合反應(yīng)制備出具有超親 水、防霧化、耐久性長、高耐水性、高硬度以及可常溫固化的玻璃用超親水防霧涂料，其工藝 簡單、成本低廉、綠色環(huán)保、操作條件易控，有效解決了目前已有涂層防霧化效果和耐久性 差、以及制備工藝復(fù)雜的問題，有利于促進超親水技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
【具體實施方式】
[0011] 下面通過實施例子對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，但本發(fā)明的實 施方式不限于此。
[0012] 實施例1 把100質(zhì)量份娃酸鉀加入反應(yīng)II中，加100質(zhì)量份的水?dāng)嚢瑁⒁来渭尤?質(zhì)量份乙稀 基三乙氧基硅烷、10質(zhì)量份聚丙烯酰胺增稠劑、1質(zhì)量份乙醇消泡劑、150質(zhì)量份硅溶膠，混 合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃用防霧超親水 涂料。
[0013] 實施例2 把1〇〇質(zhì)量份硅酸鉀加入反應(yīng)釜中，依次加入20質(zhì)量份氨丙基三乙氧基硅烷、0. 5質(zhì) 量份硅酸鎂鋁增稠劑、〇. 5質(zhì)量份有機硅消泡劑消泡劑、50質(zhì)量份硅溶膠，混合攪拌均勻之 后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃用防霧超親水涂料。
[0014] 實施例3 把100質(zhì)量份娃酸鋰加入反應(yīng)II中，加50質(zhì)量份的水?dāng)嚢瑁⒁来渭尤?0質(zhì)量份Y _縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、20質(zhì)量份硅酸鎂鋰增稠劑、5質(zhì)量份磷酸三丁酯消泡 劑、150質(zhì)量份硅溶膠，混合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過 濾制成玻璃用防霧超親水涂料。
[0015] 實施例4 把1〇〇質(zhì)量份硅酸鋰加入反應(yīng)釜中，加70質(zhì)量份的水?dāng)嚢?，并依次加?0質(zhì)量份甲基 三乙氧基硅烷、5質(zhì)量份鋰藻土增稠劑、3質(zhì)量份有機硅消泡劑消泡劑、100質(zhì)量份硅溶膠， 混合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃用防霧超親 水涂料。
[0016] 實施例5 把100質(zhì)量份硅酸鈉加入反應(yīng)釜中，加60質(zhì)量份的水?dāng)嚢?，并依次加?質(zhì)量份氯三 甲基硅烷、10質(zhì)量份羧甲基纖維素鈉增稠劑、20質(zhì)量份磷酸三丁酯消泡劑、120質(zhì)量份硅溶 膠，混合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃用防霧 超親水涂料。
[0017] 實施例6 把1〇〇質(zhì)量份硅酸鈉加入反應(yīng)釜中，加20質(zhì)量份的水?dāng)嚢?，并依次加?5質(zhì)量份六甲 基二硅氮烷、8質(zhì)量份羥乙基纖維素增稠劑、0. 5質(zhì)量份乙醇消泡劑、70質(zhì)量份硅溶膠，混合 攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃用防霧超親水涂 料。
[0018] 對上述方法制得的本發(fā)明的玻璃用防霧超親水涂料在玻璃表面分別進行涂覆，常 溫干燥，得到厚度為20微米的涂層，并對其進行了性能表征，其特定結(jié)果如下表所示：
【主權(quán)項】
1. 一種玻璃用超親水防霧涂料，其特征在于含有以下組分： 100質(zhì)量份堿性娃酸鹽、50~150質(zhì)量份娃溶膠、:1-20質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑、0~100質(zhì)量份 純水、0. 5~20質(zhì)量份增稠劑、0. 5~20質(zhì)量份消泡劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃用超親水防霧涂料，其特征在于： 所述堿性硅酸鹽為硅酸鉀、硅酸鋰、硅酸鈉中的至少一種； 所述硅烷偶聯(lián)劑為烷基烷氧基硅烷、乙條基烷氧基硅烷、氣烷基烷氧基硅烷、八甲基^. 硅氮烷、氯三甲基硅烷中的至少一種； 所述增稠劑為羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、鋰藻土、硅酸鎂鋰、硅酸鎂鋁、聚丙烯酰 胺中的至少一種； 所述消泡劑為乙醇、磷酸三丁酯、有機硅消泡劑中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項所述的玻璃用超親水防霧涂料的制備方法，其特征在于： 所述玻璃用超親水防霧涂料的制備包括下述步驟： 把堿性硅酸鹽加入反應(yīng)釜中，加定量的水?dāng)嚢瑁⒁来渭尤牍柰榕悸?lián)劑、增稠劑、消泡 劑、硅溶膠，混合攪拌均勻之后，按照常規(guī)的涂料制作方式來進行分散、研磨、過濾制成玻璃 用防霧超親水涂料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玻璃用超親水防霧涂料，該涂料由堿性硅酸鹽、硅溶膠、硅烷偶聯(lián)劑、增稠劑和消泡劑等組成。本發(fā)明以強親水性的堿性硅酸鹽和硅溶膠為主要原料，通過復(fù)合反應(yīng)制備出具有超親水、防霧化、耐久性長、高耐水性、高硬度以及可常溫固化的玻璃用超親水防霧涂料，其工藝簡單、成本低廉、綠色環(huán)保、操作條件易控，有效解決了目前已有涂層防霧化效果和耐久性差、以及制備工藝復(fù)雜的問題，有利于促進超親水技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
【IPC分類】C04B28-24, C03C17-22
【公開號】CN104761153
【申請?zhí)枴緾N201510159808
【發(fā)明人】劉云暉, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】泉州三欣新材料科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月7日