專利名稱：玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法，尤其是指一種在玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性使表面有親水性，以達到不影響玻璃基材的影像反射、表面清晰度及透視度的玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法。
背景技術(shù)：
為了使得玻璃基材具有親水防霧功能的化合物相當(dāng)多，如PVA、PVME、界面活性劑及半導(dǎo)體光觸媒等；將親水防霧化合物涂布于玻璃或鏡子表面，使其干燥后或在適當(dāng)操作條件下可于玻璃或鏡子表面形成一層親水防霧薄膜，在水潤濕或水氣附著于表面時，可令其迅速且均勻分散于薄膜表面，使基材保持良好透視度，但此類處理法的產(chǎn)品皆存在不耐久及不耐磨的缺失。
至于施工部分，親水防霧薄膜在施工上的方法主要有噴涂法、浸漬法、涂抹法及氣相蒸鍍法，其中浸漬法、涂抹法及氣相蒸鍍法均屬中間制品加工所使用工法，并不適用于一般使用者；而噴涂法則是較為常用的方法，但對大多使用者而言仍是相對不便的，其主要缺點如下1、被涂物表面的油污需先以中性界面活性劑或酒精類等清潔劑完全除去。
2、使用時需配備壓縮式馬達空氣噴槍，并保持恰當(dāng)距離，以適當(dāng)條件噴涂以達到均勻涂布。
3、施工時需分多次噴涂，噴涂量的控制也是施工重點。
然而，親水防霧薄膜主要的問題還是在于持久性問題，亦即老化問題，因為親水防霧薄膜是以外加施工方式涂布于玻璃基材的表面，且親水防霧薄膜的材質(zhì)是化合物，目前親水防霧薄膜共同的缺點是耐候性差，容易從玻璃基材上脫落，不耐觸摸及不耐清洗等缺點。
而半導(dǎo)體光觸媒要發(fā)揮親水防霧功能則必須在有足夠光照的情況下才能發(fā)揮功效，因此目前大部份的親水防霧方法都有其缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人有鑒于上述玻璃基材親水表面的種種缺點，開始著手進行研發(fā)，以期可改進上述習(xí)用結(jié)構(gòu)的缺點，經(jīng)過不斷試驗及努力，終于開發(fā)出本發(fā)明。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種無需任何光照及燈源，不限任何使用地點，即可發(fā)揮親水防霧功效的玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法。
為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)手段予以達成，其中本發(fā)明的制法是利用化學(xué)處理劑于玻璃基材的表面形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性使表面有親水性。
而本發(fā)明的化學(xué)處理劑配方是包含有粒徑100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氫銨、氟化硅銨、界面活性劑、過氧化氫、磷酸根離子及水等成份所組成。
所使用的界面活性劑有如下種類a.陰離子界面活性劑磺酸聚氧伸乙基烷基苯基醚銨鹽、磺酸聚氧伸乙基烷基苯基醚鈉鹽、脂肪酸鉀皂、脂肪酸鈉皂、琥珀酸鈉、硫酸烷酯、烷基硫酸蘇打鹽等。
b.非離子界面活性劑聚氧伸乙基對辛基酚醚、聚氧伸乙基對辛基月桂酸酯、聚氧伸乙基油酰醚、聚氧伸乙基硬脂?；?、聚氧伸乙基山梨糖醇酐月桂酸酯、聚醚變性硅氧、油酸二乙醇酰胺等。
c.陽離子界面活性劑二甲基烷基甜菜堿、過氟烷基胺基磺酸鹽、烷基三甲基銨氯化物、二癸基二甲基銨氯化物、烷基伸丙二胺乙酸鹽、二十二烷三甲基胺氯化物、過氟烷基第4級銨鹽等。
所使用的聚硅氧烷衍生物較佳具體例有甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三丁氧基硅烷、三由基二乙基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正丙基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷等。
由于化學(xué)處理劑于玻璃基材表面所形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性使表面有親水性是與玻璃基材為一體的，于多孔性親水性表面及基材中間并沒有界面層，故在結(jié)構(gòu)上是最緊密的，并不會因外力的施加而使奈米結(jié)構(gòu)會有脫落的問題，故本發(fā)明的產(chǎn)品是可以施加外力清洗的，而一般親水防霧產(chǎn)品并不適合施以外力清洗。
具體實施例方式
本發(fā)明所謂的親水防霧性，在應(yīng)用上為防霧鏡或親水防霧透鏡或親水防霧玻璃構(gòu)件或親水防霧不規(guī)則體構(gòu)件，其中基材表面呈現(xiàn)換算成與水的接觸角為約30°以下的水潤濕性。
本發(fā)明利用化學(xué)處理劑使得玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性以使表面有親水性，即玻璃未處理前與水的接觸角約在60°以上，表示此時為疏水性，而經(jīng)過本發(fā)明利用化學(xué)處理劑處理后與水的接觸角皆小于30°，即說明本發(fā)明確實有親水防霧功效。
本發(fā)明在施工方法上有以下幾種浸漬法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0；噴涂法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，化學(xué)處理液噴霧流量0.001毫升/分鐘～100公升/分鐘，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0；涂抹法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，涂抹厚度為10奈米(nm)～1公分(cm)，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0；旋轉(zhuǎn)涂布法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，旋轉(zhuǎn)速度0.001rpm～10,000rpm，化學(xué)處理液流量0.001毫升/分鐘～100公升/分鐘，旋轉(zhuǎn)涂布液膜厚度為10奈米(nm)～1公分(cm)，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0。
本發(fā)明的化學(xué)處理劑配方是包含有粒徑100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氫銨、氟化硅銨、界面活性劑、過氧化氫、磷酸根離子及水等成份所組成，其中粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為0.0001％～10％、聚硅氧烷衍生物含量為0.0001％～10％、氟化氫銨含量為0.0001％～25％、氟化硅銨含量為0.0001％～10％、界面活性劑含量為0.0001％～20％、過氧化氫含量為0.0001％～20％、磷酸根離子含量為0.0001％～18％，其中各成分溶解或均勻分布于水，總組成調(diào)配呈100％即可，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
實施例以下，舉出實施例以說明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明的范圍并不只限于此等的例子，所述實施例中的百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)實施例一取一任意尺寸其厚度為5mm玻璃，玻璃可為強化玻璃或非強化玻璃，有色玻璃或無色玻璃或半反射玻璃等，將玻璃表面清洗干凈后，將玻璃浸泡于化學(xué)處理液中，該化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為7％、聚硅氧烷衍生物含量為5％、氟化氫銨含量為20％、氟化硅銨含量為5％、界面活性劑含量為20％、過氧化氫含量為12％、磷酸根離子含量為13％，及18％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。該化學(xué)處理液溫度30℃，pH值6.7，浸泡時間60秒，以清水將化學(xué)處理液沖洗干凈并將玻璃表面干燥，此時以水潤濕玻璃表面或以水氣附著于玻璃表面，可發(fā)現(xiàn)在玻璃表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°，且會將水份或水氣均勻分散于玻璃表面，此即為親水防霧玻璃功能。
實施例二取一任意尺寸且厚度為3mm鏡子，鏡子可為強化鏡子或非強化鏡子，有色鏡子或無色鏡子，鍍鉻鏡子或反炫光鏡子等各式鏡子產(chǎn)品，將鏡子表面清洗干凈后，可將鏡子浸泡于化學(xué)液，化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為10％、聚硅氧烷衍生物含量為10％、氟化氫銨含量為15％、氟化硅銨含量為10％、界面活性劑含量為15％、過氧化氫含量為12％、磷酸根離子含量為13％及15％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。該化學(xué)處理液溫度45℃，pH值5.7，浸泡時間70秒，以清水將化學(xué)處理液沖洗干凈并將鏡子表面干燥，此時以水潤濕鏡子表面或以水氣附著于鏡子表面，可發(fā)現(xiàn)在鏡子表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°而將水份或水氣均勻分散，此即親水防霧鏡子功能。
實施例三取一任意尺寸且厚度為4mm玻璃潛水鏡，其可為強化或非強化玻璃，有色或無色玻璃，將鏡子表面清洗干凈后，以噴霧法施工，化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為0.001％、聚硅氧烷衍生物含量為1％、氟化氫銨含量為5％、氟化硅銨含量為10％、界面活性劑含量為20％、過氧化氫含量為10％、磷酸根離子含量為10％及43.999％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。該化學(xué)處理液溫度35℃，pH值5.7，噴霧壓力1.5kg/cm2，噴霧藥液流量100毫升/分鐘，在玻璃潛水鏡表面形成液膜約0.3公分，化學(xué)處理液與玻璃潛水鏡接觸時間25秒，以清水將化學(xué)處理液沖洗干凈并將鏡子表面干燥，此時以水潤濕鏡子表面或以水氣附著于玻璃表面，可發(fā)現(xiàn)在玻璃表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°而將水份或水氣均勻分散，此即親水防霧玻璃潛水鏡功能。
實施例四取一任意尺寸且厚度為10mm建筑用玻璃，其可為強化或非強化玻璃，有色或無色玻璃，以涂抹法施工，化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為10％、聚硅氧烷衍生物含量為0.0001％、氟化氫銨含量為2％、氟化硅銨含量為10％、界面活性劑含量為10％、過氧化氫含量為12％、磷酸根離子含量為18％及37.9999％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。，該化學(xué)處理液溫度25℃，pH值5.7，化學(xué)處理液涂抹在玻璃表面的厚度約為0.25公分，化學(xué)處理液與建筑用玻璃接觸時間150秒，以清水將化學(xué)處理液沖洗干凈并將鏡子表面干燥，此時以水潤濕玻璃表面或以水氣附著于玻璃表面，可發(fā)現(xiàn)在玻璃表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°而將水份或水氣均勻分散，此即親水防霧建筑用玻璃功能。
實施例五取一任意尺寸且厚度為1mm透明平板玻璃，其可為強化或非強化玻璃，有色或無色玻璃，以旋轉(zhuǎn)涂布法施工，化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為10％、聚硅氧烷衍生物含量為10％、氟化氫銨含量為25％、氟化硅銨含量為1％、界面活性劑含量為10％、過氧化氫含量為10％、磷酸根離子含量為1％及33％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。所組成，該化學(xué)處理液溫度28℃，pH值5.7，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速100rpm，藥液流量300毫升/分鐘，在透明平板玻璃表面形成液膜約0.5公分，化學(xué)處理液與透明平板玻璃接觸時間45秒，以500rpm將透明平板玻璃表面化學(xué)藥液甩干后，以清水將表面化學(xué)處理液沖洗干凈并將透明平板玻璃表面干燥，此時以水潤濕玻璃表面或以水氣附著于玻璃表面，可發(fā)現(xiàn)在玻璃表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°而將水份或水氣均勻分散，此即親水防霧透明平板玻璃功能。
實施例六取一外型且透明的玻璃杯，玻璃杯可為強化或非強化玻璃杯，有色或無色玻璃杯等，將玻璃杯表面清洗干凈后，將玻璃杯浸泡于化學(xué)液，化學(xué)處理液是由粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為5％、聚硅氧烷衍生物含量為5％、氟化氫銨含量為15％、氟化硅銨含量為5％、界面活性劑含量為10％、過氧化氫含量為11％、磷酸根離子含量為8％及41％水所組成，其中所述百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。該化學(xué)處理液溫度35℃，pH值5.7，浸泡時間30秒，以清水將化學(xué)處理液沖洗干凈并將玻璃杯表面干燥，此時以水潤濕玻璃杯表面或以水氣附著于玻璃杯表面，可發(fā)現(xiàn)在玻璃杯表面呈現(xiàn)親水性且接觸角小于30°且會將水份或水氣均勻分散于玻璃表面，此即為親水防霧玻璃杯功能。
本發(fā)明可應(yīng)用于親水防霧鏡，其中該鏡可應(yīng)用為浴室用鏡、洗臉臺用鏡、車輛用后照鏡、齒科用齒鏡、裝飾鏡、化妝鏡、三溫暖用鏡、明鏡等；親水防霧透鏡，其中該透鏡為照像機透鏡、內(nèi)視鏡的透鏡或三棱鏡等；親水防霧平板玻璃構(gòu)件，其中該構(gòu)件為門窗玻璃、防霧鏡或面具的護罩、安全帽的護罩、計測儀器的防護玻璃、潛水鏡、天窗罩、復(fù)層玻璃、隔音玻璃、膠合玻璃、強化玻璃、安全玻璃、彩色玻璃、耐熱玻璃、反射玻璃、耐碎玻璃、防火玻璃、抗輻射玻璃、復(fù)層隔音隔熱玻璃、建筑用平板玻璃、建筑用玻璃、建筑用窗玻璃、交通工具用窗玻璃、建筑用隔熱玻璃等。親水防霧不規(guī)則體構(gòu)件，其中該構(gòu)件為高腳杯、潛水鏡、玻璃杯、玻璃碗、玻璃酒瓶、保鮮盒、玻璃制花瓶、水晶玻璃制花瓶、玻璃制裝飾品、玻璃制擺飾品、玻璃容器、玻璃管、玻璃珠、水晶玻璃、非建筑用未加工及半加工玻璃、非建筑用馬賽克玻璃、非建筑用未加工玻璃板等。
權(quán)利要求
1.一種玻璃基材親水防霧表面的制作配方，其化學(xué)處理劑是包含有粒徑100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氫銨、氟化硅銨、界面活性劑、過氧化氫、磷酸根離子及水等成份所組成。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃基材親水防霧表面的制作配方，其中粒徑100nm以下二氧化硅(SiO2)含量為0.0001％～10％、聚硅氧烷衍生物含量為0.0001％～10％、氟化氫銨含量為0.0001％～25％、氟化硅銨含量為0.0001％～10％、界面活性劑含量為0.0001％～20％、過氧化氫含量為0.0001％～20％、磷酸根離子含量為0.0001％～18％，其余為水，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。
3.一種玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是以權(quán)利要求1或2所述的配方于玻璃基材的表面形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性使表面有親水性。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是浸漬法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0。
5.如權(quán)利要求3所述的玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是噴涂法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，化學(xué)處理液噴霧流量0.001毫升/分鐘～100公升/分鐘，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0。
6.如權(quán)利要求3所述的玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是涂抹法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，涂抹厚度為10奈米(nm)～1公分(cm)，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0。
7.如權(quán)利要求3所述的玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是旋轉(zhuǎn)涂布法，其操作條件為化學(xué)處理液溫度介于0℃～100℃，化學(xué)處理液與玻璃基材的接觸反應(yīng)時間為0.1秒～2小時，旋轉(zhuǎn)速度0.001rpm～10,000rpm，化學(xué)處理液流量0.001毫升/分鐘～100公升/分鐘，旋轉(zhuǎn)涂布液膜厚度為10奈米(nm)～1公分(cm)，化學(xué)處理液pH值介于1.0～9.0。
8.如權(quán)利要求3所述的玻璃基材親水防霧表面的制作方法，其是使玻璃基材表面呈現(xiàn)換算成與水的接觸角為約30°以下的水潤濕性。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法，其方法是以化學(xué)處理劑在玻璃基材表面形成多孔性粗糙表面及改變基材表面電性使表面有親水性，而化學(xué)處理劑配方是包含有粒徑100nm以下二氧化硅、聚硅氧烷衍生物、氟化氫銨、氟化硅銨、界面活性劑、過氧化氫、磷酸根離子及水等成份所組成，以達到不影響玻璃基材的影像反射、表面清晰度及透視度的玻璃基材親水防霧表面的制作配方及方法。
文檔編號C03C17/34GK1754853SQ20041008112
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者劉文泉, 黃建國 申請人:泉耀科技股份有限公司