專(zhuān)利名稱(chēng)：一種防水防霧表面改性玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)化學(xué)鍵接的方式，接枝光引發(fā)劑進(jìn)而在玻璃表面進(jìn)行光固化反應(yīng)，制備防水防霧玻璃。
背景技術(shù)：
玻璃具有良好的透視、透光性能，對(duì)太陽(yáng)光中近紅外熱射線(xiàn)的透過(guò)率較高，但對(duì)可見(jiàn)光折射至室內(nèi)墻頂?shù)孛婧图揖?、織物而反射產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外長(zhǎng)波熱射線(xiàn)卻有效阻擋，故可產(chǎn)生明顯的“暖房效應(yīng)”。通常情況下，對(duì)酸堿鹽及化學(xué)試劑盒氣體都有較強(qiáng)的抵抗能力。玻璃被人們廣泛用于建筑工程、家居設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的生產(chǎn)生活中，尤其在門(mén)窗和擋風(fēng)玻璃中的應(yīng)用。由于其與環(huán)境長(zhǎng)期接觸，那么提高玻璃表面的防水防霧和自清潔性能成為研究熱點(diǎn)。提高玻璃表面防水防霧和自清潔性能的方法和途徑多種多樣，目前新穎的方法是使用硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃表面。硅烷偶聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上是一類(lèi)具有有機(jī)官能團(tuán)的硅烷，在其分子中同時(shí)具有能和無(wú)機(jī)質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)及與有機(jī)質(zhì)材料(合成樹(shù)脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)。水解基團(tuán)——燒氧基，如甲氧基、乙氧基等。烷氧基能與添加的或無(wú)機(jī)表面殘留的水反應(yīng)，水解生成硅醇，然后這些硅醇和無(wú)機(jī)表面的金屬羥基反應(yīng)，生成烷氧基結(jié)構(gòu)并脫水，形成牢固的化學(xué)鍵。不同的有機(jī)官能基團(tuán)，包括氨基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧基、乙烯基、巰基等。不同的有機(jī)官能團(tuán)適用于不同的有機(jī)聚合物，它能與聚合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)(熱固性)或形成物理纏繞、互傳網(wǎng)絡(luò)體系(熱塑性)而形成牢固的化學(xué)鍵。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個(gè)方面①用于玻璃纖維的表面處理能改善玻璃纖維和樹(shù)脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在 濕態(tài)時(shí)，它對(duì)復(fù)合材料機(jī)械性能的提高，效果也十分顯著。②用于無(wú)機(jī)填料填充塑料可預(yù)先對(duì)填料進(jìn)行表面處理，也可直接加入樹(shù)脂中。能改善填料在樹(shù)脂中的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑③能提高它們的粘接強(qiáng)度、耐水、耐氣候等性能硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團(tuán)；一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合；而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合，從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵，大大改善了粘接強(qiáng)度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三種方法一是作為骨架材料的表面處理劑；二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材料中。防水防霧自潔凈玻璃的制備方法有很多，如申請(qǐng)?zhí)?00510059711. 7的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種納米級(jí)自潔凈鍍膜玻璃及生產(chǎn)工藝，在玻璃表面鍍一層納米級(jí)無(wú)機(jī)粒子膜。申請(qǐng)?zhí)?00510072444. 7的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種以鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇和三乙醇胺為溶膠，涂膜、煅燒制備自潔凈房屋玻璃的工藝。這兩個(gè)發(fā)明在鍍膜過(guò)程中，都存在兩個(gè)界面間的粘合問(wèn)題。涂膜和玻璃間僅依靠物理粘合力和次價(jià)鍵力，如氫鍵和范德華力等，難以保證其穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，易脫模影響使用壽命和應(yīng)用領(lǐng)域。申請(qǐng)?zhí)?00610035099. 4的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種具有可見(jiàn)光響應(yīng)的永久性自清潔玻璃，在玻璃表面濺射二氧化硅薄膜和陰陽(yáng)離子共摻的改性二氧化鈦薄膜，退火處理得到產(chǎn)物。產(chǎn)物在兩個(gè)界面間的粘合性較差。申請(qǐng)?zhí)?01010213180. 3中國(guó)專(zhuān)利發(fā)明利用過(guò)飽和溶液醋酸鈉的化學(xué)特性，吧汽車(chē)前面的一塊玻璃換成雙層的玻璃，里面充滿(mǎn)了醋酸鈉過(guò)飽和溶液。通過(guò)溶質(zhì)結(jié)晶的放熱，起到防霧效果。在實(shí)際應(yīng)用中，雙層的汽車(chē)玻璃中受熱受冷不均勻，過(guò)飽和溶液醋酸鈉溶液的結(jié)晶過(guò)程不均勻，影響使用效果。申請(qǐng)?zhí)?01110238349. 5的中國(guó)專(zhuān)利采用常壓加熱水浴或密封加熱水浴兩種方，通過(guò)含有二氧化鈦的堿性水溶液，對(duì)各種組分的玻璃片進(jìn)行有效的刻蝕，得到增透的超親水自潔凈防霧玻璃。此制備過(guò)程是采用自組裝分子膜的方式得到產(chǎn)物。自組裝分子膜的附著性、均勻性和性能穩(wěn)定性差。本發(fā)明要制備一種防水防霧的表面改性玻璃，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑接枝光引發(fā)劑2959。通過(guò)UV引發(fā)，每個(gè)2959分子形成的兩個(gè)活性中心均固定在玻璃上，單體的聚合過(guò)程是由玻璃表面向外進(jìn)行連增長(zhǎng)，鏈段具有取向性。采用先進(jìn)的光固化技術(shù)，形成的聚合物粘結(jié)性能優(yōu)異，表面規(guī)整。同時(shí)，也可以進(jìn)行梯度聚合反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)存在的玻璃表面改性?xún)蓚€(gè)界面間的粘合問(wèn)題。通過(guò)化學(xué)鍵接的方式，使用含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑，把光引發(fā)劑接枝在玻璃表面，形成單分子層。使用含有特殊官能團(tuán)的單體，在改性后的玻璃表面進(jìn)行光固化反應(yīng)，制備粘合性好的產(chǎn)物。包括以下步驟(I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為2:1-4:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 05%-0. 3%，反應(yīng)4_8小時(shí)，得到含娃光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。
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(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲10-30分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片10-24小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3)將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2)中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 06-0. 3g，室溫浸泡5-60分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用含氟光固化單體或親水性光固化單體l_5g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)30-100mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)10-30分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。光固化反應(yīng)時(shí)，含硅光引發(fā)劑吸收能量產(chǎn)生活性中心，由于含硅光引發(fā)劑的每一個(gè)分子的兩端都化學(xué)鍵接在玻璃上，因此每一個(gè)分子產(chǎn)生的兩個(gè)活性中心都是固定的，那么光固化反應(yīng)是統(tǒng)一的，由玻璃表面向上聚合。聚合物的取向均一。(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物疏水性。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷12-72小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置12_72小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。本發(fā)明這種制備方法，使用含有特殊官能團(tuán)的光固化單體，通過(guò)UV光固化處理，得到改性的防水防霧玻璃。產(chǎn)物特點(diǎn)1.光引發(fā)劑化學(xué)鍵接在玻璃表面，形成單分子層，光引發(fā)劑活性中心由下而上，弓丨發(fā)光聚合反應(yīng)。2.通過(guò)化學(xué)鍵接改善兩個(gè)界面間的粘合性。3.提高改性玻璃的耐候性和疏水性，充分利用光固化技術(shù)特點(diǎn)環(huán)保、高效、產(chǎn)品易于工業(yè)化。4.為未來(lái)改性技術(shù)的發(fā)展提供一種途徑，可以在玻璃表面接枝具有特殊官能團(tuán)的有機(jī)小分子和大分子。


圖1實(shí)施例1硅烷偶聯(lián)劑和光弓I發(fā)劑反應(yīng)產(chǎn)物的紅外圖，叔氮3350ΟΙΓ1，羰基1702 cm—1。

圖2實(shí)施例1化學(xué)鍵合光引發(fā)劑石英玻璃的紫外圖，最大波長(zhǎng)275 nm。圖3a為實(shí)施例1改性前玻璃表面的接觸角測(cè)試結(jié)果。
圖3b為實(shí)施例1改性后玻璃表面的接觸角測(cè)試結(jié)果。
由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?9°。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :(I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為2:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 05%,反應(yīng)4小時(shí)，得到含硅光引發(fā)齊U。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲10分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片10小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 06g，室溫浸泡5分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用丙烯酸十二氟庚酯單體lg，置于乙醇溶液中，通氮?dú)猓捎命c(diǎn)光源照射，光強(qiáng)30mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)10分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。
(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物疏水性。如圖3，由未改性玻璃的30。轉(zhuǎn)變?yōu)?9°。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷12小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置12小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。實(shí)施例2 (I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為3:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 1%，反應(yīng)6小時(shí)，得到含硅光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲20分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片17小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 12g，室溫浸泡30分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用丙烯酸十三氟辛酯單體3g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)50mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)20分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。(5)將步驟(4)中 產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物疏水性。由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?5°。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷24小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置24小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。實(shí)施例3:(I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為4:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 2%，反應(yīng)8小時(shí)，得到含硅光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲30分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片24小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 18g，室溫浸泡60分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。
(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用甲基丙烯酸十三氟辛酯單體5g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)80mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)30分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物疏水性。由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?10°。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷36小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置36小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。實(shí)施例4 (I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為2:·1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 3%，反應(yīng)4小時(shí)，得到含硅光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲10分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片10小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。
(3)將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2)中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 24g，室溫浸泡5分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用甲基丙烯酸羥乙酯單體lg，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)lOOmw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)10分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物親水性。由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?2°。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷72小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置72小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。實(shí)施例5 (I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為3:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 2%，反應(yīng)6小時(shí)，得到含硅光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲20分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片17小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 3g，室溫浸泡30分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用聚乙二醇丙烯酸酯單體3g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)40mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)20分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物親水性。由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?5°。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷12小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置12小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。實(shí)施例6 (I)含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為4:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 3%，反應(yīng)8小時(shí)，得到含硅光引發(fā)劑。產(chǎn)物做紅外測(cè)試。(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲30分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片24小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片。(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)。滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 15g，室溫浸泡60分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物。含硅光引發(fā)劑`的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上。產(chǎn)物做紫外測(cè)試。(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用丙烯酸羥乙酯單體5g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)猓捎命c(diǎn)光源照射，光強(qiáng)70mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)30分鐘。產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。(5)將步驟(4)中產(chǎn)物做接觸角測(cè)試，觀(guān)察產(chǎn)物親水性。由未改性玻璃的30°轉(zhuǎn)變?yōu)?0。。(6)將步驟(4)中產(chǎn)物在水中沖刷72小時(shí)，在大氣環(huán)境中靜置72小時(shí)，觀(guān)察產(chǎn)物耐候性。產(chǎn)物無(wú)變化，透明度好。
權(quán)利要求
1.一種防水防霧表面改性玻璃的制備方法，包括以下步驟(O含硅光引發(fā)劑的合成含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮兩者摩爾比為2:1-4:1在去水的乙酸乙酯中反應(yīng)，使用二月桂酸二丁基錫DBTDL作催化劑，催化劑加入量占反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 05%-0. 3%，反應(yīng)4_8小時(shí)，得到含娃光引發(fā)劑；(2)玻璃表面羥基化使用載玻片，分別使用去離子水、乙醇、丙酮各超聲10-30分鐘，然后，質(zhì)量百分比濃度為98%的濃硫酸質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水按照體積比7:3配成的洗液浸泡載玻片10-24小時(shí)，清除載玻片表面難溶的有機(jī)物，同時(shí)形成富羥基化載玻片;(3 )將步驟(I)中含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到上述富羥基化載玻片上將步驟(2 )中富羥基化的載玻片側(cè)立放入容器中，加入甲苯，使得甲苯浸沒(méi)載玻片，使得富羥基化的載玻片上下兩面全部反應(yīng)；滴加步驟(I)中含硅光引發(fā)劑O. 06g-0. 3g，室溫浸泡5-60分鐘，通過(guò)玻璃表面富有的羥基和含硅光引發(fā)劑的甲氧基進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含硅光引發(fā)劑化學(xué)鍵接到羥基化載玻片上的產(chǎn)物；含硅光引發(fā)劑的兩端都發(fā)生水解反應(yīng)，化學(xué)鍵接在玻璃上；(4)將步驟(3)中產(chǎn)物平放在容器中，使用含氟光固化單體或親水性光固化單體l_5g，置于乙醇溶液中，通氮?dú)?，采用點(diǎn)光源照射，光強(qiáng)30-100mw/cm2，波長(zhǎng)300_500nm，反應(yīng)10-30分鐘；產(chǎn)物用丙酮清洗，得到最終產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的含有異氰酸根硅烷偶聯(lián)劑為3-異氰酸酯基丙基二甲氧基娃燒或3-異氰酸酯基丙基二乙氧基娃燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述的含氟光固化單體為丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十三氟辛酯；親水性光固化單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯或1，6-己二醇二丙烯酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防水防霧表面改性玻璃的制備方法。本發(fā)明使用含有特殊官能團(tuán)的光固化單體，在改性后的玻璃表面通過(guò)UV光固化處理，得到改性的防水防霧玻璃。使用含有異氰酸根的硅烷偶聯(lián)劑和光引發(fā)劑2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮(光引發(fā)劑2959)反應(yīng)，制備含硅光引發(fā)劑。然后通過(guò)水解反應(yīng)，把含硅光引發(fā)劑接枝在玻璃表面，形成化學(xué)鍵接的單分子層。本發(fā)明產(chǎn)品特點(diǎn)是提高改性玻璃的耐候性和疏水性；通過(guò)化學(xué)鍵接改善兩個(gè)界面間的粘合性；充分利用光固化技術(shù)特點(diǎn)環(huán)保、高效、產(chǎn)品易于工業(yè)化；為未來(lái)改性技術(shù)的發(fā)展提供一種途徑，可以在玻璃表面接枝具有特殊官能團(tuán)的有機(jī)小分子和大分子。
文檔編號(hào)C03C17/30GK103043919SQ20121044259
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者聶俊, 曹寶學(xué), 馬貴平 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)