雙組份疏水劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙組分疏水劑及其應(yīng)用，所述的疏水劑含有組分A：富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液；以及組分B：溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液。本發(fā)明通過采用雙組份配方，組分A為富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液，與玻璃表面反應(yīng)后可提高玻璃表面的羥基含量，從而增加與低表面能物質(zhì)反應(yīng)的活性點(diǎn)；組分B為溶有長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)的全氟溶劑溶液，全氟溶劑可改善長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)的溶解性，防止其聚合和結(jié)晶；同時(shí)全氟溶劑與水幾乎不互溶，避免體系中存在水，提高長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)與玻璃表面羥基的反應(yīng)密度。通過雙組分的配方，可大大提高疏水膜層的耐久性。
【專利說明】雙組份疏水劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明疏水劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種耐久性良好的疏水劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]硅酸鹽玻璃表面為高能、親水表面，水滴在玻璃上無序擴(kuò)展時(shí)會(huì)使玻璃透光性變差，給人們生活和工作帶來很多不便。汽車在雨天高速行駛時(shí)，雨水和泥水往往會(huì)粘在風(fēng)擋玻璃或后視鏡玻璃表面，嚴(yán)重影響駕駛員視線，即使采用雨刮器也會(huì)存在很多死角，增加事故機(jī)率。對(duì)于側(cè)窗和 后視鏡，雨刮器則無能為力。
[0003]目前豐田凱美瑞、馬自達(dá)睿翼、沃爾沃V70等車型在出廠時(shí)其前門側(cè)窗玻璃和外后視鏡均采用表面鍍疏水涂層技術(shù)以解決雨天行駛視野模糊問題。同時(shí)，市場(chǎng)上亦出現(xiàn)供汽車保養(yǎng)用納米玻璃防雨鍍膜產(chǎn)品，但是目前這些產(chǎn)品都存在耐久性差的缺點(diǎn)，即在使用一段時(shí)間后長(zhǎng)則半年短則幾天，其疏水功能則會(huì)失效。主要是膜層容易被空氣中的固體顆粒摩擦導(dǎo)致膜層結(jié)構(gòu)破壞。因此，疏水涂層技術(shù)在汽車玻璃上尚未得到廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明一方面涉及一種耐久性良好的雙組分疏水劑，其特征在于所述的疏水劑含有組分A:富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液；以及組分B:溶有長(zhǎng)鏈(6-8個(gè)C原子)氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液，所述的雙組分是獨(dú)立包裝的；優(yōu)選的，所述的疏水劑由上述兩種溶液組合而成。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液選自正硅酸乙酯的水解溶液。
[0006]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷選自十七氟癸烷基三乙氧基硅烷、十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和/或十七氟癸烷基三丙氧基硅烷。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的含有富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液通過如下方法制備得到:在有機(jī)溶劑中加入一定量的正硅酸乙酯和水，攪拌一段時(shí)間后，緩慢滴入溶有水解催化劑的有機(jī)溶劑溶液，然后在一定溫度下攪拌回流一段時(shí)間得到。
[0008]優(yōu)選的，所述的含有富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液通過如下方法制備得到:將I~20重量份正硅酸乙酯加入到80~500重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，然后加入將I~50重量份蒸餾水，室溫下攪拌30~300min ;同時(shí)將0.5~10重量份濃鹽酸、乙酸、硝酸、硫酸和/或氫氟酸加入到50~200重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，室溫下攪拌30~300min得到酸溶液；然后將酸溶液緩慢滴加至正硅酸乙酯溶液中，滴加完成后在20~70°C下回流攪拌30 ~300mino
[0009]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液通過如下方式制備得到:在有機(jī)溶劑中加入一定量長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)、催化劑和水，攪拌一段時(shí)間，使長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)，具備與羥基的反應(yīng)活性。接著在體系中加入全氟溶劑，利用長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)在全氟溶劑中良好的溶解性，將水解后的長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)萃取到全氟溶劑中，并將上次溶液去除。
[0010]優(yōu)選的，所述的溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液通過如下方式制備得到:將I~20重量份十七氟癸烷基三乙氧基硅烷、十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和/或十七氟癸烷基三丙氧基硅烷加入到80~500重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，然后加入0.5~10重量份鹽酸、乙酸、硝酸、硫酸和/或氫氟酸；以及0.5~10重量份蒸餾水，室溫下攪拌30~300min ;接著在體系中加入50~500重量份全氟三丁胺、全氟丁基四氫呋喃或全氟辛烷，室溫下攪拌I~50h，靜置后去除上層液體。
[0011]本發(fā)明另一方面還涉及上述疏水劑在制備疏水玻璃中的應(yīng)用。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述制備疏水玻璃包括如下步驟:在干凈的玻璃表面鍍涂組分A，一段時(shí)間后鍍涂組分B。優(yōu)選的，鍍涂工藝可以是浸潰提拉、擦涂、刮涂和噴涂等。
[0013]本發(fā)明通過采用雙組份配方，組分A為富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液，與玻璃表面反應(yīng)后可提高玻璃表面的羥基含量，從而增加與低表面能物質(zhì)反應(yīng)的活性點(diǎn)；組分B為溶有長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)的全氟溶劑溶液，全氟溶劑可改善長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)的溶解性，防止其聚合和結(jié)晶；同時(shí)全氟溶劑與水幾乎不互溶，避免體系中存在水，提高長(zhǎng)鏈氟烷基低表面能物質(zhì)與玻璃表面羥基的反應(yīng)密度。通過雙組分的配方，可大大提高疏水膜層的耐久性。
實(shí)施例
[0014]實(shí)施例一:
將5g正硅酸乙酯加入到80g乙醇中，然后加入IOg蒸餾水，室溫下攪拌60min，同時(shí)將2g37wt%鹽酸加入到20g乙醇中，室溫下攪拌60min，然后將酸醇溶液緩慢滴加至正硅酸乙酯溶液中，滴加完成后，室溫下攪拌120min，即得組分A。
[0015]將3g十七氟癸烷基三乙氧基硅烷加入到100g乙醇中，然后加入2g37wt%鹽酸和Ig蒸懼水，室溫下攪拌120min。接著體系中加入150g全氟三丁胺,室溫下劇烈攪拌5h,靜置后去除上層液體，即得到組分B。
[0016]采用刮涂工藝將組分A和B先后在玻璃表面鍍涂成膜，自然放置24h即可獲得耐久性良好的疏水膜層。
[0017]接觸角測(cè)試:接觸角測(cè)試方法:測(cè)試環(huán)境(23±2) °C,RH (50±5)%，試驗(yàn)方法依據(jù)座滴法，座滴法其原理是根據(jù)Young’s方程將水滴置于玻璃表面，水滴體積為I~3 μ 1，液滴接觸玻璃后2 s內(nèi)完成測(cè)試，可以連續(xù)拍照或者錄像，抓取2 s時(shí)刻的圖像求接觸角值作為初期接觸角。
[0018]耐擦洗性能測(cè)試:耐久性測(cè)試采用雨刮條擦洗，同時(shí)對(duì)雨刮條施加一個(gè)300 g的負(fù)載，雨刮條由氣缸驅(qū)動(dòng)，往復(fù)擦洗一次為一個(gè)循環(huán)，擦洗頻率為48循環(huán)/min，在擦洗過程中滴加0.5%洗衣粉溶液。擦洗50000個(gè)循環(huán)后沖洗試樣，干燥后進(jìn)行接觸角。
[0019]實(shí)施例二:
將3g正娃酸乙酯加入到80g乙酸乙酯中，然后加入15g蒸懼水,室溫下攪拌60min,同時(shí)將1.5g37wt%鹽酸加入到20g乙酸乙酯中，室溫下攪拌60min，然后將酸溶液緩慢滴加至正硅酸乙酯溶液中，滴加完成后，70°C下回流攪拌30min，即得組分A。
[0020]將3g十七氟癸烷基三乙氧基硅烷加入到100g乙酸乙酯中，然后加入2g乙酸和Ig蒸餾水，室溫下攪拌120min。接著體系中加入150g全氟辛烷，室溫下劇烈攪拌20h，靜置后去除上層液體，即得到組分B。
[0021]采用刮涂工藝將組分A和B先后在玻璃表面鍍涂成膜，自然放置24h即可獲得耐久性良好的疏水膜層。
[0022]實(shí)施例三:
將3g正娃酸乙酯加入到80g異丙醇中，然后加入15g蒸懼水,室溫下攪拌60min,同時(shí)將1.5g37wt%鹽酸加入到20g異丙醇中，室溫下攪拌60min，然后將酸溶液緩慢滴加至正硅酸乙酯溶液中，滴加完成后，70°C下回流攪拌30min，即得組分A。
[0023]將3g十七氟癸烷基三乙氧基硅烷加入到100g異丙醇中，然后加入2g乙酸和Ig蒸懼水，室溫下攪拌120min。接著在體系中加入150g全氟丁基四氫呋喃,室溫下劇烈攪拌20h，靜置后去除上層液體，即得到疏水劑。
[0024]采用擦涂工藝將組分A和B先后在經(jīng)過清潔處理的玻璃表面鍍涂成膜，自然放置24h即可獲得耐久性良好的疏水膜層。
[0025]對(duì)比例:
將3g十七氟癸烷基三乙氧基硅烷加入到100g乙酸乙酯中，然后加入2g37wt%鹽酸、Ig蒸餾水和5g正硅酸乙酯， 在室溫下攪拌20h，得到疏水劑。
[0026]采用擦涂工藝將疏水劑在經(jīng)過清潔處理的玻璃表面鍍涂成膜，自然放置24h即得到疏水I吳層。
【權(quán)利要求】
1.一種雙組分疏水劑，其特征在于所述的疏水劑含有組分A:富含羥基的硅酸乙酯水解溶液；以及組分B:溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液，所述的雙組分是獨(dú)立包裝的；優(yōu)選的，所述的疏水劑由上述兩種溶液組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的富含羥基的硅酸乙酯水解溶液選自正硅酸乙酯的水解溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷選自十七氟癸烷基三乙氧基硅烷、十二氟羊烷基二乙氧基硅烷和/或十七氟癸烷基二丙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的含有富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液通過如下方法制備得到:在有機(jī)溶劑中加入一定量的正硅酸乙酯和水，攪拌一段時(shí)間后，緩慢滴入溶有水解催化劑的有機(jī)溶劑溶液，然后在一定溫度下攪拌回流一段時(shí)間得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的含有富含羥基的正硅酸乙酯水解溶液通過如下方法制備得到:將I~20重量份正硅酸乙酯加入到80~500重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，然后加入將I~50重量份蒸餾水，室溫下攪拌30~300min ;同時(shí)將0.5~10重量份濃鹽酸、乙酸、硝酸、硫酸和/或氫氟酸加入到50~200重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，室溫下攪拌30~300min得到酸溶液；然后將酸溶液緩慢滴加至正硅酸乙酯溶液中，滴加完成后在20~70°C下回流攪拌30~300min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液通過如下方式制備得到:在有機(jī)溶 劑中加入一定量長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)、催化劑和水，攪拌一段時(shí)間，使長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)，具備與羥基的反應(yīng)活性，接著加入全氟溶劑，利用長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)在全氟溶劑中良好的溶解性，將水解后的長(zhǎng)鏈烷基低表面能物質(zhì)萃取到全氟溶劑中，并將上次溶液去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水劑，所述的溶有長(zhǎng)鏈氟烷基硅烷的全氟溶劑溶液通過如下方式制備得到:將I~20重量份十七氟癸烷基三乙氧基硅烷、十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和/或十七氟癸烷基三丙氧基硅烷加入到80~500重量份乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、甲醇中的一種或幾種混合物中，然后加入0.5~10重量份鹽酸、乙酸、硝酸、硫酸和/或氫氟酸；以及0.5~10重量份蒸餾水，室溫下攪拌30~300min ;接著加入50~500重量份全氟三丁胺、全氟丁基四氫呋喃或全氟辛烷，室溫下攪拌I~50h，靜置后去除上層液體。
8.上述疏水劑在制備疏水玻璃中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，，所述制備疏水玻璃包括如下步驟:在干凈的玻璃表面先鍍涂組分A，然后鍍涂組分B;優(yōu)選的，鍍涂工藝可以是浸潰提拉、擦涂、刮涂和噴涂等。
【文檔編號(hào)】C03C17/30GK103992045SQ201410205566
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】熊建民, 徐蕤, 洪麗, 陳大華, 秦玉林 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司