[发明专利]一种亲水性玻璃防雾涂层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型亲水性玻璃防雾涂层材料及其制备方法。

背景技术

玻璃在工业生产和日常生活中有着广泛的用途，当其相互隔开的两侧出现一定的表面温差，温度较低表面水分的饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压时，水汽就向物体表面聚集，并以微小的水珠形式析出形成雾，使光线经过时发生漫射，从而明显降低了玻璃的透光率，出现起雾现象，使玻璃变得不透明，影响视觉效果。

玻璃表面的起雾现象会给日常生产和生活带来诸多不便，如：建筑物的玻璃窗、浴室镜子、眼镜片、仪器的试验镜片等，尤其是当寒冷环境下车辆挡风玻璃起雾，会给行车安全、人身安全带来严重的危害。

对此现象，市面上较常用的方法为：(1)喷涂表面活性剂法，使玻璃表面亲水；(2)覆高分子膜法，使玻璃表面疏水；(3)安装加热装置，是玻璃表面温度高于露点，这些方法都有各自的局限性：(1)表面活性剂稳定性较差，需要定期反复喷涂，次数、频率较高不便于使用；(2)覆高分子膜致使玻璃制品表面的耐磨及耐热性能不好，且产品需在出厂前覆膜，之前未覆膜产品不易实施；(3)加热蒸发水滴的时间较长，该方法耗资大、易损坏，不太实用。因此研究开发便利的、耐磨性和稳定性好的，且成本低廉的新型玻璃防雾方法是十分必要的。

本发明的目的是提供一种简单方便的在玻璃表面构筑亲水性防雾涂层的方法。通过喷涂、旋涂或者浸入涂覆的方法在玻璃表面形成亲水性涂层。亲水性涂层可以大大降低水在其表面的接触角，从而使凝聚在表面上的小水滴不形成微小的水珠而是在表面铺展开而薄膜化，减少了光线的漫射，从而保证了玻璃的透明度，有效防止雾化现象。这种方法适合于各种玻璃表面的防雾涂层的制备。

本发明所采用的亲水性薄膜的制备方法包括喷涂、旋涂或者浸入涂覆的方法。针对不同的应用，采取相应的施工方法可以大大拓展应用的范围，可以有效减低生产成本。

本发明所制备的亲水性薄膜是通过化学键的形式固定在玻璃表面，这样可以有效地防止薄膜的脱落，纳米颗粒的引入可以进一步增加其力学强度，因此亲水性薄膜除了具有防雾的效果，同时还具有耐擦拭以及耐溶剂等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亲水性玻璃防雾涂层材料及其制备方法。制得的亲水性玻璃防雾涂层材料防雾效果好，是一种无毒环保的材料，并且制备方法简单。

为了达到上述优异性能，本发明采取下列的技术解决方案：

选用端基或侧基改性引入活性基团如硅氧基团，环氧基团或氨基等的亲水性高分子如聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚丙烯酸盐，聚丙烯酰胺，聚乙二醇等配置成溶液一。同时将玻璃表面清洗，通过硅氧偶联剂引入氨基或环氧基团等。将上述溶液一涂覆在相应表面改性的玻璃上，同时加入适量四氯化硅、或硅氧烷，在空气中干燥，即可形成亲水性表面涂层。

上述的玻璃防雾涂层材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)将端基或侧基改性的聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚丙烯酸盐，聚丙烯酰胺，聚乙二醇等配成溶液；

(2)将玻璃表面清洗后，然后通过硅氧偶联剂引入相应的环氧或氨基等基团；

(3)将步(1)中的溶液涂覆于玻璃表面，加入适量硅溶胶凝胶前驱体以生成纳米二氧化硅颗粒，或直接加入纳米二氧化硅或氧化锌颗粒，用量按纳米颗粒占高分子重量的0～40％算，高分子和玻璃表面通过硅氧烷缩合或环氧与氨基的反应化学连接，待溶剂挥发后，即可得到亲水性玻璃防雾涂层。

本发明制备的玻璃防雾涂层材料具有以下优点：

1.该玻璃防雾涂层材料原料简单，制备方法简单，可大规模生产。

2.该玻璃防雾涂层材料防雾效果持久、简单易操作。

3.该玻璃防雾涂层材料对环境友好、无毒、对人体无危害。

具体实施方式

实施例1.

本实施例采用的原料为四氯化硅、硅氧烷端基改性的聚乙二醇及丙酮。其中，先将四氯化硅及硅氧烷端基烷改性的聚乙二醇用丙酮稀释至10vol％，形成无色透明溶液。玻璃放入所配置的溶液中蘸取1次，待溶剂挥发后，放入60℃烘箱1h，取出。所得玻璃在60℃水浴锅蒸汽作用下透明不起雾，而对照组起雾不透明。

实施例2：