[发明专利]一种玻璃表面抗污涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种玻璃表面抗污涂层的制备方法，尤其是一种新型聚氨酯材料的合成及其与玻璃接触后赋予玻璃表面强抗污性的涂层制备方法。具体技术方案：4，4′‑二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与多种二醇反应，辛酸亚锡(C₁₆H₃₀O₄Sn)作为催化剂，得到具有烯丙基侧链的含全氟聚醚链段的聚氨酯(allyl‑PU‑PFPE)；allyl‑PU‑PFPE与巯基丙基三甲氧基硅烷反应得到具有硅甲氧基侧链的聚氨酯衍生物(PU‑PFPE‑Si‑(OCH₃)₃)；将PU‑PFPE‑Si‑(OCH₃)₃配成稀释溶液涂布在玻璃表面，得到玻璃表面的抗污涂层。本发明的优点在于所涉及的反应机理较为简单成熟，处理过程简单易行，合成的allyl‑PU‑PFPE具有高疏水疏油性，热稳定性好，具有良好的化学惰性、绝缘和良好的润滑性，环境污染小，毒性极低。本发明在抗污功效的测试中，表现出优异的抗污功效。

技术领域

本发明涉及一种玻璃表面抗污涂层的制备方法，尤其是一种新型聚氨酯材料的合成及其与玻璃接触后赋予玻璃表面强抗污性的涂层制备方法。

背景技术

随着人类社会科技的进步，玻璃作为一种常见的建筑和装饰材料被广泛应用，而在长期使用过程中玻璃表面很容易残留水渍或者其他油性污渍，影响整体的美观性，也增加其在使用过程中需消耗大量人力去清理表面污渍，特别是高层建筑的外侧玻璃清洁难度大，对人们的日常生活造成影响；同时玻璃表面残留的污渍中易滋生细菌、真菌，可直接或间接导致多种疾病，对人们的健康生活造成潜在的威胁。伴随着人类生产生活和文明进步，研发具有疏水疏油性的玻璃表面防污涂层是一个极具有经济意义和社会意义的重大课题。

聚氨酯作为一类高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在航空、铁路、建筑、体育等多个领域广泛应用，同时也应用于木制家具的表面涂层和金属的表面罩光。聚氨酯类化合物作为一种多元二醇和异氰酸酯类化合物聚合而成的高分子材料，可以通过改变二元醇和异氰酸酯类化合物的种类和配比改变材料的物理化学性质，同时赋予聚氨酯可被进一步修饰改造的能力。

全氟聚醚(PFPE)作为一种与烃类润滑剂分子结构相似的一类物质，PFPE分子中氟原子代替了氢原子，从而使更强的C-F键代替了烃类中的C-H键，并且C-O及C-C强共价键的存在，以及PFPE分子中性的特点，使得PFPE具有较高的热稳定性和良好的化学惰性、绝缘和良好的润滑性。

为让全氟聚醚链段的化合物固定到玻璃表面，可以在聚氨酯单体中选用3-烯丙氧基-1，2-丙二醇，聚合出的聚氨酯中含有烯丙基侧链，巯基丙基三甲氧基硅烷作为一种常见的硅烷试剂，巯基可以在强光照射条件下与C＝C键特异性反应接枝到聚氨酯的烯丙基侧链，而硅甲氧基具有较高的化学活性，能够快速与玻璃上面的硅羟基反应，分子水平上在玻璃表面引入新的表面材料，形成稳定的表面涂层。

在这里，我们提供了一种新型聚氨酯材料的合成方法，并采用表面接枝的方式在玻璃表面引入稳定聚氨酯涂层起到抗污功能的应用。

发明内容

本发明的内容包括三部分。一是合成一种新型的聚氨酯材料allyl-PU-PFPE；二是将allyl-PU-PFPE与巯基丙基三甲氧基硅烷反应得到具有硅甲氧基侧链的聚氨酯衍生物(PU-PFPE-Si-(OCH₃)₃)，三是将制备的材料溶解在四氢呋喃中涂布在玻璃表面形成稳定的抗污涂层。

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种新型聚氨酯的合成及应用。该类化合物具有疏水疏油的特性，为研制新的抗污涂层开辟新的途径。

技术方案：

一、本发明的技术方案：

所属聚氨酯allyl-PU-PFPE的制备方法，步骤如下：