[发明专利]防霜冻修饰剂及其制备方法、防霜冻玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防霜冻玻璃技术领域，具体涉及一种防霜冻修饰剂及其制备方法、防霜冻玻璃及其制备方法。 

背景技术

在寒冷天气中，空气中的水蒸气分子由于涨落在化学势较低的冷面上凝聚生成活化液核，之后水蒸气分子向这些化学势更低的液核直接凝聚，促使液核不断长大并最终长成宏观水珠，当相邻水珠因长大而接触时就会发生合并长大现象，水珠长大到一定程度时，过冷水珠内生成冰晶核，水珠变成冰珠，随后水蒸气分子在冰珠表面凝华生成初始霜晶，水蒸气分子的继续凝华促使霜晶不断长大，即结霜过程分为结露过程、水珠冻结、霜晶生成和长大过程三个阶段。 

在寒冷天气中，停放在自然环境下的汽车前风挡和侧窗玻璃经常会出现结霜现象，导致玻璃透光性急剧下降，在发动机启动行驶前需等待几十分钟来加热玻璃使霜层融化，或者通过手工刮除、车载空调加热或喷涂含有表面活性剂及卤化盐类物质的混合溶液除霜，但该技术需要较长等待时间，并耗费大量能源。采用在前风挡玻璃夹层中嵌入隐形电加热丝的方法对玻璃进行加热除霜，该技术成本较高，且需要消耗大量电能；采用表面活性剂及卤化盐类物质混合溶液除霜，每次需要除霜时将该混合溶液喷洒于玻璃表面以促进冰霜层融化，不具有长效性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种防霜冻修饰剂及其制备方法、防霜冻玻璃及其制备 方法，该防霜冻修饰剂制备方法简单，且使用该防霜冻修饰剂对玻璃进行修饰前玻璃不需要复杂的前处理工艺和后处理工艺，使用该制备方法制得的防霜冻玻璃具有很好的防霜冻性能，并具有一定的时效性。 

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于玻璃的防霜冻修饰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）用有机溶剂溶解羟基硅油得到第一溶液，将含氟有机硅烷、硅酸酯、酸催化剂、有机溶剂和水混合得到第二溶液； 

（2）将第一溶液、第二溶液、硅酸盐混合得到用于玻璃的防霜冻修饰剂。 

优选的是，所述步骤（1）中的羟基硅油中羟基含量为0.3%~5%，第一溶液中的羟基硅油浓度为1wt%~6wt%。羟基硅油可表示为HO[(CH₃)₂SiO]_nH，羟基硅油中羟基含量是指-OH在HO[(CH₃)₂SiO]_nH中的分子量占比，羟基硅油主要起到降低表面摩擦力的作用，由于其富含羟基，可与玻璃基体表面的活性羟基发生缩合反应形成牢固的膜层。 

优选的是，所述步骤（1）中的硅酸酯的通式为Si(OR)₄，其中R为烷基或/和取代烷基，R基团中的碳原子数为1~10；含氟有机硅烷的通式为CF₃(CF₂)_m(CH₂)₂Si(OR＇)₃，其中m为6~17，R＇为烷基或/和取代烷基，R＇基团中的碳原子数为1~10。硅酸酯在酸性条件下发生水解形成SiO₂胶粒，添加该物质可提高防霜冻膜层耐高低温、耐酸碱和有机溶剂性能；含氟有机硅烷主要利用含氟长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性，在酸催化下-Si-OR＇基团发生水解形成-Si-OH，可与玻璃基体表面的Si-OH发生缩合反应，形成低表面能膜层。 

更优选的是，硅酸酯中R基团中的碳原子数为1~4；含氟有机硅烷中的R＇基团中的碳原子数为1~4。 

优选的是，所述步骤（1）中的酸催化剂为盐酸、硝酸、硫酸和乙酸中的一种或几种混合物。 

优选的是，所述步骤（1）中的第二溶液中各物质的含量为： 水为1.5wt%~2.8wt%，酸催化剂为0.5wt%~4wt%，硅酸酯为1.0wt%~2.3wt%，含氟有机硅烷为0.5wt%~5.7wt%，余量为有机溶剂。 

优选的是，步骤（1）中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶剂为甲苯、二甲苯等芳香族溶剂，丙酮、甲乙酮等酮类溶剂，乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂，乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂，乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。 

更优选的是，步骤（1）中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶剂为乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂，乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。