CN110054915A - 一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物及其制备方法，涉及玻璃防雨剂技术领域，其技术方案是：按以下重量组分：二氧化硅气凝胶分散液2～25％，改性丙烯酸树脂1～5％，环保溶剂5～15％，醇醚溶剂5～10％，推进剂10～20％，水余量，与传统以硅油、硅氟树脂为疏水剂的玻璃防雨剂相比，本发明采用二氧化硅气凝胶分散液为疏水材料，改性丙烯酸树脂为成膜剂，具有更好的疏水性以及透光性，可喷涂于汽车后视镜玻璃和侧窗玻璃上，在下雨天时可以让雨水迅速离开玻璃表面，不影响视线，提高开车的安全性。

Description

一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物及其制备方法

【技术领域】

本发明属于玻璃防雨剂技术领域，具体涉及一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物及其制备方法。

【背景技术】

随着经济高速发展，我国的汽车保有量已经突破1亿辆，并且还在持续增长。汽车极大方便了人们的生活，但是，它也带来了一系列交通安全隐患，据有关部门统计，重大汽车交通事故有70％发生在雨天。在下雨天，雨水落在反光镜和侧面玻璃上形成水膜，导致驾驶人员的视线模糊，看不清楚左右虚实，辩不明前后距离，行驶或倒车时容易造成安全隐患。

目前，市场上出现了涂在汽车车窗玻璃外层的防雨剂，大多采用硅油或氟硅树脂作为疏水剂或驱水剂，但其疏水性和透光性性能均一般，还达不到理想的效果，有待进一步提高。

【发明内容】

本发明的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，以解决现有技术中存在的上述问题，本发明的玻璃防雨剂气溶胶组合物具有优良的疏水性和透光性，能在玻璃表面形成一层透光的防水膜，可喷涂于汽车后视镜玻璃和侧窗玻璃上，在下雨天时可以让雨水迅速离开玻璃表面，不影响视线。

本发明的另一个目的是提供一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物的制备方法。

本发明一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，包括以下重量组分：

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述二氧化硅气凝胶分散液的制备方法包括以下步骤：以二氧化硅气凝胶为原料，使用纳米砂磨机将所述二氧化硅气凝胶研磨至粒径≤5微米，将研磨后的超细二氧化硅气凝胶粉末与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机中分散处理30～60min，既得。优选二氧化硅气凝胶为科邦化工，CPA-100P，疏水型的二氧化硅气凝胶，粒径10～100微米、孔隙率＞80％，通过纳米砂磨机对二氧化硅气凝胶进行研磨可得粒径尺寸为0.5～5微米、孔隙率92％～98％的超细二氧化硅气凝胶粉末，再将其通过高速分散机均匀分散于无水乙醇溶液中，二氧化硅气凝胶本身具备疏水的荷叶效应，再经研磨具有更小的粒径，进一步提高疏水性和透光性。

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述的改性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂中的任一种。优选有机硅改性丙烯酸树脂为广东吉力，AC-749RG，优选环氧改性丙烯酸树脂为北京高盟，Protec-3380，改性丙烯酸树脂为透明的疏水性成膜剂，具有优异的附着力、耐水性、高透光性，对玻璃有很很好的附着力，同时能提高疏水性与透光性。

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述的环保溶剂为异己烷、庚烷、异构十二烷烃中的一种或组合。优选环保溶剂为广州石化，异己烷，密度:0.65(g/cm3)，具有良好的溶解性。

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述的醇醚溶剂为异丙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种组合。醇醚溶剂作为成膜助剂，特点是在大多数溶剂挥发后能保持涂膜的流平性。

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述的推进剂为二甲醚、氮气、1,1,1,2-四氟乙烷中的任一种。优先推进剂为二甲醚，方便玻璃防雨剂气溶胶组合物的喷涂。

如上所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，所述水为去离子水。

一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

S1、按上述配比称量原料；

S2、将环保溶剂加入水中，以300～500r/min的转速搅拌5～10min，得到第一混合液；

S3、将二氧化硅气凝胶分散液加入第一混合溶液中，以800～1200r/min的转速搅拌30～60min，得到第二混合液；

S4、将改性丙烯酸树脂、醇醚溶剂加入第二混合液中，以500～800r/min的转速搅拌20～30min，得到第三混合液；

S5、将第三混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入推进剂，安装喷盖，既得。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明的超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，采用二氧化硅气凝胶分散液为疏水材料，改性丙烯酸树脂为成膜剂，再添加环保溶剂、醇醚溶剂、推进剂以及水，较现有技术以硅油、硅氟树脂为疏水剂的玻璃防雨剂，具有更好的疏水性以及透光性，本发明的超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物经检测其接触角为112.9°，透光率为85.2％，较现有技术接触角提高7.5°，透光率提高3.6％，利用二氧化硅气凝胶本身具备疏水的荷叶效应，通过纳米砂磨机对其进行研磨获得粒径尺寸为小于5微米、孔隙率92～98的超细二氧化硅气凝胶粉末，再通过高速分散机均匀分散于无水乙醇溶液中形成二氧化硅气凝胶分散液，再添加透明疏水性的成膜剂改性丙烯酸树脂和溶剂等制成本发明的超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，能进一步提高疏水角度和防雨性能，无须添加疏水性的硅油和氟硅树脂，在玻璃表面形成一层透光的防水膜，同时本申请的喷涂30天后，接触角为87.2°仍具有疏水性，其使用有效期在一个月以上，具有更好的应用前景，可喷涂于汽车后视镜玻璃和侧窗玻璃上，在下雨天时可以让雨水迅速离开玻璃表面，不影响视线，提高开车的安全性。

本发明的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物的制备方法，工艺简便，反应温和，玻璃防雨剂气溶胶组合物可制成小罐气溶胶产品，方便喷涂均匀，适合大批量连续生产。

【具体实施方式】

下面对本发明技术作具体说明：

结合具体实施例1～4说明本发明的具体技术方案：

实施例1：

常温下，先将二氧化硅气凝胶放入纳米砂磨机中，2000r/min研磨60min，获得粒径≤5微米的超细二氧化硅气凝胶粉末，将其与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机，以1000r/min转速搅拌60min，获得二氧化硅气凝胶分散液，备用；按表1重量百分比，将称量好的庚烷、异构十二烷烃加入去离子水中，以300r/min搅拌10min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶分散液以800r/min搅拌50min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、丙二醇、乙二醇，800r/min搅拌20min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入二甲醚，安装喷盖，既得。

实施例1所生产的产品记作A1。

实施例2：

常温下，先将二氧化硅气凝胶放入纳米砂磨机中，2000r/min研磨60min，获得粒径≤5微米的超细二氧化硅气凝胶粉末，将其与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机，以1500r/min转速搅拌30min，获得二氧化硅气凝胶分散液，备用；按表1重量百分比，将称量好的庚烷、异构十二烷烃、异己烷加入去离子水中，以400r/min搅拌8min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶分散液以1000r/min搅拌60min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、丙二醇、异丙醇，500r/min搅拌30min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入1,1,1,2-四氟乙烷，安装喷盖，既得。

实施例2所生产的产品记作A2。

实施例3：

常温下，先将二氧化硅气凝胶放入纳米砂磨机中，2000r/min研磨60min，获得粒径≤5微米的超细二氧化硅气凝胶粉末，将其与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机，以1200r/min转速搅拌50min，获得二氧化硅气凝胶分散液，备用；按表1重量百分比，将称量好的异己烷、异构十二烷烃加入去离子水中，以500r/min搅拌8min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶分散液以1200r/min搅拌30min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、异丙醇、丙二醇、乙二醇，600r/min搅拌25min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入氮气，安装喷盖，既得。

实施例3所生产的产品记作A3。

实施例4：

常温下，先将二氧化硅气凝胶放入纳米砂磨机中，2000r/min研磨60min，获得粒径≤5微米的超细二氧化硅气凝胶粉末，将其与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机，以1300r/min转速搅拌40min，获得二氧化硅气凝胶分散液，备用；按表1重量百分比，将称量好的庚烷加入去离子水中，以400r/min搅拌5min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶分散液以1100r/min搅拌40min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、异丙醇，700r/min搅拌26min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入二甲醚，安装喷盖，既得。

实施例4所生产的产品记作A4。

对比例1：

常温下，按表2重量百分比，将称量好的庚烷、异构十二烷烃、异己烷加入去离子水中，以400r/min搅拌8min，然后加入称量好的二二甲基硅油以1000r/min搅拌60min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、丙二醇、异丙醇，500r/min搅拌30min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入1,1,1,2-四氟乙烷，安装喷盖，既得。

对比例1所生产的产品记作B1。

对比例2：

常温下，按表2重量百分比，将称量好的异己烷、异构十二烷烃加入去离子水中，以500r/min搅拌8min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶分散液以1200r/min搅拌30min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、异丙醇、丙二醇、乙二醇，600r/min搅拌25min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入氮气，安装喷盖，既得。

对比例2所生产的产品记作B2。

对比例3：

常温下，按表2重量百分比，将称量好的庚烷加入去离子水中，以400r/min搅拌5min，然后加入称量好的二氧化硅气凝胶以1100r/min搅拌40min，再加入称量好的环氧改性丙烯酸树脂、异丙醇，700r/min搅拌26min，混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入二甲醚，安装喷盖，既得。

对比例3所生产的产品记作B3。

表1：实施例1～4各组分含量

表2：对比例1～3各组分含量

将实施例1～4和对比例1～3所得的产品进行接触角和透光度检测。

接触角检测方法：测试温度23℃，湿度50％，用酒精溶剂将玻璃试片清洗干净，晾干，将实施例1～4和对比例1～3的产品分别喷涂在玻璃试片表面，放置1小时后，采用国标GB/T 30447-2013规定方法，使用JY-PHb接触角测定仪测试玻璃试片喷涂当天的接触角，检测后将玻璃试片晾干保存，分别在喷涂后10天、20天、30天，以同样测试方法测试玻璃试片的接触角，测试数据见表3。

透光度检测方法：测试温度23℃，湿度50％，用酒精溶剂将玻璃试片清洗干净，晾干，将实施例1～4和对比例1～3的产品分别喷涂在玻璃试片表面，放置1小时，以空白玻璃试片作对比，利用LS103光学透过率测量仪，测定其在可见光区范围内的透光率，空白玻璃试片其透光率为91.1％，测试数据见表3。

测试结果如下：

表3：实施例1～4和对比例1～3测试结果

由表3可知，本发明实施例1～4所制得的玻璃防雨剂气溶胶组合物，将其喷涂在玻璃进行接触角和透光率检测，水滴与玻璃表面的接触角为112.9°～123.9°，透光率为85.2％～89.7％，而对比例1与对比例2分别以硅油、硅氟树脂替代本发明二氧化硅气凝胶分散液作为疏水剂，其接触角为105.4°和103.1°，透光率为80.1％和81.6％，对比例3使用未研磨、分散的二氧化硅气凝胶，其接触角为104.5°，透光率为81.1％，由此可知本申请的玻璃防雨剂气溶胶组合物，具有更好的疏水性以及透光性，利用二氧化硅气凝胶本身具备疏水的荷叶效应，，通过纳米砂磨机对二氧化硅气凝胶进行研磨可得粒径尺寸为0.5～5微米、孔隙率92％～98％的超细二氧化硅气凝胶粉末，再将其通过高速分散机均匀分散于无水乙醇溶液中形成二氧化硅气凝胶分散液，进一步提高疏水性和透光性，无须添加疏水性硅油和氟硅树脂，能在玻璃表面形成一层透光的防水膜，同时本申请的喷涂30天后，其测得其接触角仍有87.2°～93.2°，表明其仍有疏水性，使用有效期在一个月以上，相较现有技术以硅油、硅氟树脂为疏水剂的玻璃防雨剂，具有更好的应用前景，可喷涂于汽车后视镜玻璃和侧窗玻璃上，在下雨天时可以让雨水迅速离开玻璃表面，不影响视线，提高开车的安全性；且本发明的一种超疏去离子水玻璃防雨剂气溶胶组合物的制备方法，其工艺简便，反应温和，适合大批量连续生产。

Claims (8)

1.一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于包括以下重量组分：

2.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶分散液的制备方法包括以下步骤：以二氧化硅气凝胶为原料，使用纳米砂磨机将所述二氧化硅气凝胶研磨至粒径≤5微米，将研磨后的二氧化硅气凝胶与无水乙醇以1:4的重量比加入高速分散机内，以1000～1500r/min转速搅拌30～60min，既得。

3.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述的改性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述的环保溶剂为异己烷、庚烷、异构十二烷烃中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述的醇醚溶剂为异丙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述的推进剂为二甲醚、氮气、1,1,1,2-四氟乙烷中的任一种。

7.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物，其特征在于：所述水为去离子水。

8.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃防雨剂气溶胶组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、按上述配比称量原料；

S2、将环保溶剂加入水中，以300～500r/min的转速搅拌5～10min，得到第一混合液；

S3、将二氧化硅气凝胶分散液加入第一混合溶液中，以800～1200r/min的转速搅拌30～60min，得到第二混合液；

S4、将改性丙烯酸树脂、醇醚溶剂加入第二混合液中，以500～800r/min的转速搅拌20～30min，得到第三混合液；

S5、将第三混合液装入气雾剂罐中，插上阀门、封口，充入推进剂，安装喷盖，既得。