[发明专利]一种玻璃用超亲水防雾涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种玻璃用超亲水防雾涂料及其制备方法。

背景技术

玻璃的雾化是指湿气或蒸汽冷凝在玻璃制品表面形成微小水滴，微小水滴的析出使光线经过时发生漫反射，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，使玻璃表面温度高于露点，然而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。 

在玻璃表面进行特殊处理之后，如涂覆特定涂层或构筑特定微观结构，使得表面具有超亲水特性，得到超亲水防雾玻璃是目前研究的一个主要趋势。超亲水防雾玻璃会使小水滴在玻璃表面上的接触角趋近于零度，当水接触到玻璃表面时，迅速在其表面铺展，形成均匀的水膜，表现出超亲水的性质，从而达到不影响镜面成像、玻璃能见度和透光率的效果，实现防雾功能。超亲水防雾玻璃的研究国际上始于上个世纪70~80年代，主要围绕TiO₂光催化技术在玻璃方面的应用展开。TiO₂光触媒涂膜在阳光的照射下具有光催化分解性能，并同时使玻璃涂层表面具有超亲水防雾性能，在流水作用下可达到完美的自清洁效果。然而TiO₂基薄膜玻璃产品在没有光线或弱光线的地方无法发挥作用，即使有光也需要照射2个小时以上才可获得超亲水效果；另外TiO₂薄膜在玻璃表面的光催化性能的稳定性欠佳，容易因为环境异物在其表面积累导致光催化活性下降、甚至失活。除此之外，通过溶胶-凝胶、电化学、氧化还原、模板制备等方法在玻璃表面引入无机纳米材料、亲水性高分子材料和表面活性剂等材料亦可增加表面能和润湿性，提高玻璃表面的亲水性，然而这些方法大都需要使用昂贵的仪器设备或复杂的工艺流程，难以进行低成本、高效率的超亲水表面制备。

目前受制备方法、材料表面微结构的机械强度、防雾效果以及耐久性还不理想等的限制，超亲水材料表面的制备还是缺乏简单、经济和环境友好的方法。因此研制和开发具有长效防雾功能的涂层是当今防雾技术的发展方向，研究开发便利的、耐磨性和耐候性好的、且成本低的新型自清洁防雾玻璃是十分必要和有意义的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种同时具有常温固化、高硬度、高耐久性的玻璃用超亲水防雾涂料。

本发明的目的之二是提供目的一的玻璃用超亲水防雾涂料的制备方法，该制备方法工艺简单、原料廉价、成本低。

本发明的目的通过以下方式来完成：

   本发明所述的一种玻璃用超亲水防雾涂料制备方法，其特征在于含有以下组分：

100质量份碱性硅酸盐、50~150质量份硅溶胶、1~20质量份硅烷偶联剂、0~100质量份纯水、0.5~20质量份增稠剂、0.5~20质量份消泡剂。

所述碱性硅酸盐为硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠中的至少一种；

所述硅烷偶联剂为烷基烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷、氨烷基烷氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、氯三甲基硅烷中的至少一种；

所述增稠剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、锂藻土、硅酸镁锂、硅酸镁铝、聚丙烯酰胺中的至少一种；

所述消泡剂为乙醇、磷酸三丁酯、有机硅消泡剂中的至少一种。

所述玻璃用超亲水防雾涂料的制备包括下述步骤：

把碱性硅酸盐加入反应釜中，加定量的水搅拌，并依次加入硅烷偶联剂、增稠剂、消泡剂、硅溶胶，混合搅拌均匀之后，按照常规的涂料制作方式来进行分散、研磨、过滤制成玻璃用防雾超亲水涂料。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：