[发明专利]涂覆有壳聚糖的疏水性玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及在玻璃表面上提供疏水性涂层的方法及所得到的经涂覆玻璃制品，其中所述疏水性涂层包含经适当处理的壳聚糖生物聚合物。

相关技术

为挡风玻璃提供疏水性表面的需求促进了通常基于硅酮的产品的销售，当将所述产品施加至挡风玻璃或其他玻璃的表面时，可产生疏水膜，其使水从玻璃上流散开。这些产品的缺点在于它们会由于天气和挡风玻璃擦的运动而很快磨损，并且不得不在频繁的间隔内重新施加。在长时间坏天气(例如雨、雨夹雪和雪)中大量使用的情况下，可能需要每三到四周或在甚至更短的间隔内重新施加。此外，施用硅酮喷涂产品可在夜间驾驶时造成光的“成星”作用(“star”effect)。这种成星作用被认为是由于施加不均匀或者由于对所施加涂层的不适当或不完全抛光而导致的所施加涂层中的条纹引起的。

有多种已知方法用来处理玻璃表面以使得不同类型的表面涂层能够与之结合。在Carlo G.Pantano(材料科学和工程系，材料研究所，Park大学，PA 16802)的文章Glass Surfaces：Old，New and Engineered中描述了多种方法，其公开内容通过引用并入本文。施加至这种经处理玻璃的特定涂层包括用于相机的抗反射涂层和二向色性涂层(dichroics)；用于节能窗户的低发射率涂层；抗划痕涂层；用于显示屏的液晶涂层等。

在自清洁型玻璃表面的涂层中，有一种为经紫外线处理的锐钛矿形式的二氧化钛的亲水性涂层。所述涂层活跃地参与到降解所述经涂覆玻璃表面上沉积的有机物质的化学反应中，而且所述涂层的亲水特性据说使水在所述表面铺展开而不是聚集成水珠，从而促使水快速的、少留斑点的蒸发。

在2007年10月30日颁发给Gregory F.Payne等人的名称为“Modified Chitosan Polymers And Enzymatic Methods For TheProduction Thereof”的美国专利7,288,532公开了可使用酶反应来修饰壳聚糖以使其呈疏水性。美国专利7,288,532的公开内容通过引用并入本文。

本文和权利要求中所用的“持久的”一词用来描述根据本发明施加到制品表面上的疏水性涂层，其意指是可以在该制品的整个使用寿命中保持的涂层，即“基本永久”的涂层，或在数年时间内的正常使用中不磨损的涂层，例如，正常使用制品(如正常使用挡风玻璃或其他玻璃制品)的至少一年时间内。对于这些玻璃制品而言，所述涂层通常是“基本永久”的。

发明概述

通常，本发明包括以下步骤：使壳聚糖结合至玻璃表面(特别是非疏水性的(例如亲水性的)玻璃表面)，以及处理所述通常亲水性的壳聚糖以使其呈疏水性，从而在所述玻璃表面上提供持久的疏水性涂层。这些步骤优选按照所述顺序进行。还优选对所述玻璃表面进行处理以增强壳聚糖与其的结合力。任选地，可将所述壳聚糖自身进行处理以在其施加到玻璃表面之前增强其结合力，尽管这通常并非必要。在本发明一个优选的方面，首先将玻璃表面进行处理以增强壳聚糖与其的结合力，在壳聚糖涂层粘附到玻璃表面之后，处理所述壳聚糖以使其呈疏水性。

更具体地，根据本发明，提供了一种将疏水性涂层施加到玻璃表面上的方法，所述方法包括下列步骤。将壳聚糖涂层施加到玻璃表面，以及处理所述壳聚糖涂层以使其呈疏水性。

在本发明的另一个方面，所述壳聚糖在被施加至玻璃表面时为亲水性形式，以使得在处理壳聚糖亲水性涂层使其呈疏水性形式之前，使所述壳聚糖亲水性涂层与所述表面结合。

本发明的另外一个相关方面提供了在对玻璃表面施加壳聚糖之前处理所述表面，从而增强所述壳聚糖对所述玻璃表面的结合。

本发明的又一个方面包括一种将持久的疏水性涂层施加到玻璃表面上的方法。所述方法包括以下步骤。处理玻璃表面以增强壳聚糖结合到所述经处理玻璃表面的能力(与壳聚糖与未经相同处理的同样玻璃表面相结合的能力相比)。将亲水性壳聚糖施加至所述经处理玻璃表面，以使其与壳聚糖亲水性涂层结合。然后用一种或更多种合适的试剂处理所述壳聚糖亲水性涂层，以使所述亲水性涂层呈疏水性。