[发明专利]一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法，本发明采用基于有机氟硅烷材料为主要原料可以制备出初始接触角不低于105°的憎水玻璃，而且所制备的憎水玻璃具有较好的耐磨耗性能、耐高低温性能、耐湿和耐擦洗性能、耐化学溶剂稳定性能和耐老化性能，各个性能指标均达到甚至超过汽车玻璃供应商提供的本发明憎水玻璃样品，完全满足憎水汽车玻璃的应用要求。

技术领域

本发明属于玻璃领域，具体涉及一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法。

背景技术

汽车玻璃通常是采用浮法玻璃工艺生产的钠钙玻璃，新鲜的玻璃表面具有高度反应活性，尤其对水具有较高反应活性，玻璃表面以如下方式发生羟基化反应：化学吸附水与悬空硅键反应；Si-O-Si 链发生水解；在非桥氧处发生离子交换。这三种反应机理促使硅醇（Si-OH）基团形成。硅醇（Si-OH）基团与有机化合物具有较高的反应活性，可发生物理吸附，甚至发生缩合反应。暴露于大气中的钠钙玻璃，往往受到大气中的水、酸、碱、盐等介质的侵蚀。由于玻璃表面存在二氧化硅、氧化钙、氧化镁等能够增加玻璃表面能的成分，因此玻璃表面对大气中的水分具有较高的亲和力，吸附在玻璃表面的水以H⁺或H₃O⁺的形式与玻璃表面的金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等）进行离子交换，促使水分子向玻璃本体中扩散。同时，水分子能够破坏二氧化硅网络结构，进一步从玻璃表面和微裂纹缺陷处向玻璃本体中扩散。玻璃表面成分及微观结构的变化，导致玻璃的机械性能和光学性能亦随之发生改变。

目前，为避免大气中水分对汽车玻璃表面的破坏和提高玻璃表面的拒水拒油性，汽车玻璃表面通常采用打蜡、涂覆 TiO₂自清洁膜层、涂防水剂等方法进行防护。虽然玻璃表面打蜡可以使其更加光亮和有一定的防水作用，但在夜晚会车时产生反光，影响行车安全；TiO₂自清洁膜层工作原理是在紫外光照射下，TiO₂价带电子被激发到了导带，电子和空穴向TiO₂表面迁移，在表面形成电子空穴对，电子与Ti⁴⁺反应，空穴则同膜层表面的桥氧离子反应，分别生成Ti³⁺和氧空位，利用氧空位的强氧化性可分解吸附在膜层表面的有机物质，从而实现自清洁功能。需要在紫外光照射下才能发挥其自清洁作用；涂防水剂可显著降低玻璃表面能，赋予玻璃不沾水的特性。

玻璃表面尤其是玻璃镜片表面，无论采用什么样的防护方法均需要满足：1）保证原有光学性能；2）化学稳定性高；3）耐磨性好。有机氟硅烷材料正好能满足这样的要求，其作为一种新型有机材料，兼备有机硅与有机氟化合物的优点，具有耐热性高、化学稳定性好、表面自由能低、摩擦系数低等优点，其应用越来越受到人们的关注。目前用于玻璃表面憎水防护处理的有机氟硅烷材料主要有三氟丙基三甲(乙)氧基硅烷、十三氟辛基三甲(乙)氧基硅烷、十七氟癸基三甲(乙)氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷等。

发明内容

本发明的目的在于避免大气中水分对汽车玻璃表面的破坏和提高玻璃表面的拒水拒油性，提供一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法，包括以下步骤：

将玻璃用无水乙醇脱脂后用抛光液反复抛光数遍，然后用去离子水冲洗去除抛光液，再用热风将玻璃样片吹干，然后用无尘纸蘸取憎水修饰剂溶液纵横交叉擦拭，擦拭后将玻璃在100-120℃下干燥10-30分钟，即得。

一种基于有机氟硅烷材料的汽车憎水玻璃的制备方法，所述的憎水修饰剂溶液是由下述重量份的原料组成的：