[发明专利]憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及憎水玻璃技术领域，具体涉及一种憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃通常采用钠钙浮法玻璃，该类玻璃的表面为高能、亲水表面，暴露于大气中时极易吸附空气2中的水分形成水膜5而产生风化，使得玻璃表面产生微裂纹等缺陷，产生风化现象的玻璃表面结构见图1，该具有缺陷的玻璃表面结构会影响玻璃自身的光学性能和机械性能。玻璃作为汽车的一个重要安全构件，需要经常维护，市场上常见的玻璃维护方法是对玻璃进行打蜡处理。但是，在夜晚玻璃经过打蜡处理的汽车与其它车辆会车时，对方车辆灯光会在经过打蜡处理的玻璃上形成反光，严重影响本车的驾驶员视线。

目前，大多车辆在出厂时其前门侧窗玻璃和外后视镜均采用表面镀憎水涂层技术以解决雨天行驶视野模糊问题。但是，已有憎水涂层技术使用麻烦，玻璃在用憎水剂修饰前需要经过脱脂、抛光、活化、清洗等复杂的前处理工艺，在用憎水修饰剂修饰后需要对其加热或室温下长时间存放等后处理工艺。这些技术无法在终端市场使用，只适用于工厂在线生产使用。同时，市场上也出现了一些含纳米二氧化硅粒子的憎水剂产品，这些憎水剂中的二氧化硅粒子对玻璃表面的缺陷进行填充，同时憎水剂赋予玻璃持久的憎水性能，这些产品在使用前均需采用厂家配套的清洁剂或抛光粉清洁活化玻璃表面，使用麻烦，并且水在玻璃表面的接触角偏低。因此，憎水涂层技术在玻璃上尚未得到广泛应用。

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，提供一种憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法，该憎水修饰剂制备方法简单，且使用该憎水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憎水玻璃具有很好的憎水性能。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法，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、活化剂混合得到第三溶液，其中活化剂为氢氟酸和/或氟硅酸；

（3）将第三溶液陈化，得到用于玻璃的憎水修饰剂。

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%～10wt%。

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6～10，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，添加该物质可提高憎水膜层耐高低温、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%～6.9wt%，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。