CN103204639B - 防尘汽车玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车玻璃领域，特别涉及防尘汽车玻璃的制备方法，包括以下步骤：a、将可水解SiX4型化合物、抗静电剂和有机溶剂混合搅拌得到溶液A；b、将含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷和有机溶剂混合搅拌得到溶液B；c、在玻璃基材上涂拭溶液A，干燥后涂拭溶液B，经过高温处理或常温放置后即得到产品。由于溶液A具备抗静电作用，溶液B具有疏水作用，两种溶液的结合使用使汽车玻璃同时具备疏水作用和抗静电作用，大幅度降低了玻璃和灰尘之间的主要吸附力，具备良好的防尘效果，从而保证了驾驶员的视野清晰度，提高了行车安全性，同时也减少汽车的养护频率，延长汽车玻璃的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车玻璃领域，特别涉及防尘汽车玻璃的制备方法。
背景技术
玻璃制品因其价廉物美而在工业生产、建筑和日常生活中得到广泛应用。但是由于在使用过程中，其表面易粘附灰尘、水雾，这不仅影响玻璃的透明性和其他功能的正常发挥，而且给玻璃制品表面的清洁工作带来很***烦，尤其汽车玻璃表面粘附灰尘时不仅影响美观，而且透明性的降低会影响驾驶员的视野，导致交通事故的发生。
灰尘粘附在玻璃表面有两种形式，一是微粒与玻璃表面反应形成化学键联接；二是微粒通过范德华力或静电作用粘附在玻璃表面。在微粒和玻璃表面接触处原子间的范德华力，是引起尘土附着的主要原因，
目前制备的防灰汽车玻璃主要采用两种方法，一是单纯制备疏水表面，即在玻璃表面涂覆低表面能物质，下雨时依靠雨水的冲刷去除灰尘。玻璃本身为不导电体，因疏水表面为干燥表面，更易积蓄静电，因此该表面因静电作用仍会吸附灰尘；二是在玻璃表面制备含表面活性剂的膜层，可有效防止因化学键联接导致的灰尘粘附，部分减少因范德华力导致的灰尘粘附，但是对因静电力和水吸附导致的灰尘粘附没有效果，由此可以看出目前的玻璃的防尘措施都有弊端，起到的效果也都有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种工序简单，防尘效果好的防尘汽车玻璃的制备方法
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种防尘汽车玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a、将可水解SiX4型化合物、抗静电剂和有机溶剂混合搅拌得到溶液A；
b、将含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷和有机溶剂混合搅拌得到溶液B；
c、在玻璃基材上涂拭溶液A，干燥后涂拭溶液B，经过高温处理或常温放置后即得到产品。
由于采用以上技术方案，溶液A具备抗静电作用，溶液B具有疏水作用，两种溶液的结合使用使汽车玻璃同时具备疏水作用和抗静电作用，大幅度降低了玻璃和灰尘之间的主要吸附力，制备良好了防尘效果，从而保证了驾驶员的视野清晰度，提高了行车安全性，同时也减少汽车的养护频率，延长汽车玻璃的使用寿命。
具体实施方式
1、一种防尘汽车玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a、将可水解SiX4型化合物、抗静电剂和有机溶剂混合搅拌得到溶液A；
b、将含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷和有机溶剂混合搅拌得到溶液B；
c、在玻璃基材上涂拭溶液A，干燥后涂拭溶液B，经过高温处理或常温放置后即得到产品。
在玻璃基材上涂拭溶液方法有多种，比如擦涂、刮涂、喷涂和旋涂等，本发明中采用擦涂。用无尘纸蘸取少量溶液A，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，干燥后，再然后擦拭溶液B经过高温处理或常温放置后即得到光滑透明的防尘的玻璃表面。
由于溶液A具备抗静电作用，溶液B具有疏水作用，在玻璃上涂拭溶液A使玻璃表面含有永久抗静电剂，加快玻璃表面的静电释放，可以有效减小因静电力导致的灰尘吸附；在玻璃表面涂拭溶液B，即在玻璃表面形成疏水膜层，可有效防止因化学键连接和水吸附导致的灰尘粘附，因此两种溶液的结合使用使汽车玻璃同时具备疏水作用和抗静电作用，大幅度降低了玻璃和灰尘之间的主要吸附力，制备良好了防尘效果，从而保证了驾驶员的视野清晰度，提高了行车安全性，同时也减少汽车的养护频率，延长汽车玻璃的使用寿命。
步骤a中的溶液A中还包含催化剂；步骤b中的溶液B中也包含催化剂
步骤a中的溶液A的具体制备步骤如下：室温下先将可水解SiX4型化合物与有机溶剂混合，搅拌10～60min，再加入催化剂后搅拌5～50h，然后加入永久抗静电剂混合搅拌5～60min，得到溶液A。
步骤b中溶液B的具体制备步骤如下：室温下含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷与有机溶剂混合，搅拌10～60min，然后加入催化剂后搅拌1～10h，得到溶液B。
步骤c中将玻璃基材经过清洁干燥后再涂拭溶液A，之后室温放置1-30min的条件下放置10-60min，然后再涂拭溶液B，室温放置24h或50-150℃的条件下放置5-60min。
步骤a中的可水解SiX4型化合物、催化剂、抗静电剂和有机溶剂的混合比例为：（1-10）:（75-97.5）:（1-10）:（0.5-5）；
步骤b中含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷、催化剂和有机溶剂混合比例为：（1-10）:（0.5-8）:（70-96.5）:（2-12）。
步骤a中的可水解SiX4型化合物为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、四氯化硅、四异氰酸酯硅烷中的一种或几种混合物；
步骤a中的催化剂为0.1N的稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸的一种或几种混合物；
步骤a中的永久抗静电剂为MV2080、MH2030、乙氧基月桂酷胺、甘油一硬脂酸酯、乙氧基化烷基胺的一种或几种混合物；
步骤a中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、环己烷、辛烷、甲苯、全氟烷烃类溶剂中的一种或几种混合物。
步骤b中的含氟有机硅烷为十七氟烷基三氯硅烷、十七氟烷基三异氰酸酯硅烷、十七氟烷基三乙氧基硅烷、十七氟烷基三甲氧基硅烷、十三氟烷基三丙氧基硅烷、十三氟烷基三氯硅烷、可水解基团的二甲基聚硅氧烷中的一种或几种混合物；
步骤b中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、环己烷、辛烷、甲苯或全氟烷烃类溶剂中的一种或几种混合；
步骤b中的催化剂为0.1N的稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸中的一种或几种混合物。
汽车玻璃的防尘效果是通过粉尘残留率进行衡量的，本发明中使用的粉尘残留率的测量方法如下：
将制备好的防尘玻璃样品称重记录的数据1，然后按照汽车前门玻璃的角度放置在室外，隔一个星期对玻璃样品进行喷水处理，其余时间保证不受雨水的侵袭，放置时间为一个月。将玻璃样品取回称重记录的数据2，然后用清水冲洗玻璃，然后放入电加热干燥箱（102℃温度下干燥1h），然后称重记录得数据3。则
粉尘残留率的数值越小表示玻璃表面和粉尘之间的吸附力越小，防尘效果越好。经上述方法测得普通玻璃粉尘残留率为60%左右。
实施例1
室温下将3g正硅酸乙酯与97.5g异丙醇混合，搅拌10min，搅拌速度250r/min，加入3g0.1N的稀硝酸后搅拌30h，搅拌速度200r/min，再加入2g阿科玛公司的MV2080抗静电剂，混合搅拌20min，搅拌速度500r/min，得到溶液A；
室温下将1g十七氟烷基三氯硅烷、0.5g含可水解基团的二甲基聚硅氧烷与70g乙醇混合，搅拌10min，加入12g0.1N的稀硝酸后搅拌1h，得到溶液B；
然后用无尘纸蘸取少量溶液A，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置5min后，擦拭溶液B，然后在150℃的温度下放置30min，得到防尘玻璃。经过上述方法制备的防尘玻璃的粉尘残留率为21%。
实施例2
室温下将可3g四异氰酸酯硅烷与97g全氟三丁胺混合，搅拌30min，搅拌速度250r/min，加入3g0.1N的稀硝酸后搅拌24h，搅拌速度200r/min，再加入2g乙氧基月桂酷胺，混合搅拌10min，搅拌速度500r/min，得到溶液A；
室温下将3g十七氟烷基三异氰酸酯硅烷、1g含可水解基团的二甲基聚硅氧烷与96.5g全氟三丁胺混合，搅拌30min，加入6g0.1N的稀硫酸后搅拌6h，得到溶液B；
由于异氰酸酯基活性很强，不需催化剂可自行水解，故本实施例中的溶液A和溶液B不需添加催化剂。
然后用无尘纸蘸取少量溶液A，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置2min后，擦拭溶液B，然后再室温放置24h，得到防尘玻璃。经过上述方法制备的防尘玻璃的粉尘残留率为17%。
实施例3
室温下将可2g正硅酸甲酯与98g乙醇混合，搅拌60min，搅拌速度250r/min，加入1.5g0.1N的稀盐酸后搅拌40h，搅拌速度200r/min，再加入1g乙氧基化烷基胺，混合搅拌35min，搅拌速度500r/min，得到溶液A3;
室温下将5g十七氟烷基三乙氧基硅烷、4.5g含可水解基团的二甲基聚硅氧烷与85g乙酸乙酯混合，搅拌40min，加入8g0.1N的稀盐酸后搅拌5h，得到溶液B3；
然后用无尘纸蘸取少量溶液A3，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置一段时间20min后，擦拭溶液B3，然后在100℃温度下放置40min，得到防尘玻璃。粉尘残留率为24%。
实施例4
室温下将可1g正硅酸乙酯与75g全氟三丁胺混合，搅拌60min，搅拌速度250r/min，加入1.5g0.1N的稀硫酸后搅拌10h，搅拌速度200r/min再加入0.5g乙氧基月桂酷胺，混合搅拌60min，搅拌速度500r/min，得到溶液A4;
室温下将6g十七氟烷基三异氰酸酯硅烷、3g可水解基团的二甲基聚硅氧烷与75g全氟三丁胺混合，搅拌20min，得到溶液B4；由于异氰酸酯基活性很强，不需催化剂可自行水解，故该实施例中的溶液B中不需添加催化剂
然后用无尘纸蘸取少量溶液A4，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置一段时间15min后，擦拭溶液B4，然后在室温放置24h，得到防尘玻璃。粉尘残留率为26%。
实施例5
室温下将可5g正硅酸乙酯与80g环己烷混合，搅拌40min，搅拌速度250r/min，加入5g0.1N的稀硝酸后搅拌50h，搅拌速度200r/min再加入1g甘油一硬脂酸酯，混合搅拌40min，搅拌速度500r/min，得到溶液A4;
室温下将8g十七氟烷基三乙氧基硅烷、2g可水解基团的二甲基聚硅氧烷与90g环己烷混合，搅拌60min，加入8g0.1N的稀盐酸后搅拌10h得到溶液B4；
然后用无尘纸蘸取少量溶液A4，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置一段时间30min后，擦拭溶液B4，然后在室温放置24h，得到防尘玻璃。粉尘残留率为22%。
实施例6
室温下将可10g四氯化硅与95g乙酸乙酯混合，搅拌50min，搅拌速度250r/min，加入5g0.1N的稀磷酸后搅拌50h，搅拌速度200r/min再加入3g甘油一硬脂酸酯，混合搅拌5min，搅拌速度500r/min，得到溶液A4;
室温下将2g十七氟烷基三甲氧基硅烷、2.5g可水解基团的二甲基聚硅氧烷与78g环己烷混合，搅拌50min，加入10g0.1N的稀盐酸后搅拌9h得到溶液B4；
然后用无尘纸蘸取少量溶液A4，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置一段时间1min后，擦拭溶液B4，然后在80℃温度下放置30min，得到防尘玻璃。粉尘残留率为19%。
实施例7
室温下将可7g正硅酸乙酯与90g辛烷混合，搅拌25min，搅拌速度250r/min，加入7g0.1N的稀硝酸后搅拌10h，搅拌速度200r/min再加入5g甘油一硬脂酸酯，混合搅拌45min，搅拌速度500r/min，得到溶液A4;
室温下将10g十三氟烷基三氯硅烷、6g可水解基团的二甲基聚硅氧烷与95g环己烷混合，搅拌15min，加入10g0.1N的稀磷酸后搅拌5h得到溶液B4；
然后用无尘纸蘸取少量溶液A4，然后直接在清洗干燥后的玻璃表面擦拭，在室温放置一段时间25min后，擦拭溶液B4，然后在150℃温度下放置5min，得到防尘玻璃。粉尘残留率为28%。
上述实施例可以看出使用本发明中制备方法制备的车窗玻璃的粉尘残留率明显低于普通汽车玻璃，也就是说该方法制备的车窗玻璃与灰尘之间的主要吸附力较小，防尘效果好。
Claims (8)
1.一种防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将可水解SiX4型化合物、抗静电剂和有机溶剂混合搅拌得到溶液A；
b、将含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷和有机溶剂混合搅拌得到溶液B；
c、在玻璃基材上涂拭溶液A，干燥后涂拭溶液B，经过高温处理或常温放置后即得到产品。
2.根据权利要求1所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤a中的溶液A中还包含催化剂；步骤b中的溶液B中也包含催化剂。
3.根据权利要求2所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤a中的溶液A的具体制备步骤如下：室温下先将可水解SiX4型化合物与有机溶剂混合，搅拌10～60min，再加入催化剂后搅拌5～50h，然后加入永久抗静电剂混合搅拌5～60min，得到溶液A。
4.根据权利要求1所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤b中溶液B的具体制备步骤如下：室温下含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷与有机溶剂混合，搅拌10～60min，然后加入催化剂后搅拌1～10h，得到溶液B。
5.根据权利要求1所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤c中将玻璃基材经过清洁干燥后再涂拭溶液A，之后室温放置1-30min，然后再涂拭溶液B，室温放置24h或50-150℃的条件下放置5-60min。
6.根据权利要求2或3所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤a中的可水解SiX4型化合物、催化剂、抗静电剂和有机溶剂的质量混合比例为：(1-10):(75-97.5):(1-10):(0.5-5)；
步骤b中含氟有机硅烷、含可水解基团的二甲基聚硅氧烷、催化剂和有机溶剂的质量混合比例为：(1-10):(0.5-8):(70-96.5):(2-12)。
7.根据权利要求3所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤a中的可水解SiX4型化合物为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、四氯化硅、四异氰酸酯硅烷中的一种或几种混合物；
步骤a中的催化剂为0.1N的稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸中的一种或几种混合物；
步骤a中的永久抗静电剂为MV2080、MH2030、乙氧基月桂酷胺、甘油一硬脂酸酯、乙氧基化烷基胺中的一种或几种混合物；
步骤a中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、环己烷、辛烷、甲苯、全氟烷烃类溶剂中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求2或4所述的防尘汽车玻璃的制备方法，其特征在于：步骤b中的含氟有机硅烷为十七氟烷基三氯硅烷、十七氟烷基三异氰酸酯硅烷、十七氟烷基三乙氧基硅烷、十七氟烷基三甲氧基硅烷、十三氟烷基三丙氧基硅烷、十三氟烷基三氯硅烷中的一种或几种混合物；
步骤b中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、环己烷、辛烷、甲苯或全氟烷烃类溶剂中的一种或几种混合；
步骤b中的催化剂为0.1N的稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸中的一种或几种混合物。
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