本發(fā)明涉及清潔技術領域，具體地，提供一種雨刮水組合物、雨刮水和制備雨刮水的方法。
背景技術：
目前市面在售的汽車雨刮水大部分都沒有疏水功能。當汽車在雨天，尤其是下大雨在高速上行駛的時候，很容易在汽車前擋風玻璃形成一層水幕。即使汽車有雨刮器，在雨很大的時候，還是非常影響視線，而在高速上，這是非常嚴重的安全隱患。市面上有少數(shù)產(chǎn)品宣稱有疏水功能，但是一方面很多產(chǎn)品使用了油性的硅油，長時間使用后，會導致前擋玻璃表面有一層油膜，對視線有很大影響，另一方面，涂層的累積也會導致雨刮產(chǎn)生異響和跳動，對駕駛員的駕駛產(chǎn)生新的干擾。
例如，中國專利申請公開號cn105925388a公開了一種雨刮水組合物，以所述雨刮水組合物的總重按100wt.％計，包含：0.025-2wt.％的有機硅季銨鹽；0.005-2wt.％的氟硅烷；5-28wt.％的烷基醇醚或水溶性醇；和余量的水。根據(jù)該發(fā)明的技術方案，添加氟硅烷的目的是為了對雨刮水組合物提供疏水性質。
目前，致力于開發(fā)出能夠以簡單的工藝和較低的成本制造的具有良好疏水性質的雨刮水的新方法仍是汽車清潔領域中研究的一個重點。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種可以作為汽車前擋風玻璃雨刮水的水溶性組合物，其能夠提供常規(guī)雨刮水所有的清潔功能，還可以提供良好的疏水功能，讓雨滴更容易地從汽車前擋玻璃剝離，降低下雨時由于前擋的雨幕對視線的影響而導致的駕駛風險。
本發(fā)明人經(jīng)過深入細致的研究，完成了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種雨刮水組合物，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，包含：
0.01-2重量％的有機硅季銨鹽；
94.99-99重量％的烷基醇醚或水溶性醇；和
余量的水。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種雨刮水，其包含上述所述的雨刮水組合物。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種制備雨刮水的方法，其包括下列步驟：將上述雨刮水組合物的各成分混合。
根據(jù)本發(fā)明的技術方案，能夠以簡單的工藝和較低的成本制備具有良好疏水性質的雨刮水。
具體實施方式
應當理解，在不脫離本公開的范圍或精神的情況下，本領域技術人員能夠根據(jù)本說明書的教導設想其他各種實施方案并能夠對其進行修改。因此，以下的具體實施方式不具有限制性意義。
除非另外指明，否則本說明書和權利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物化特性的所有數(shù)字均應該理解為在所有情況下均是由術語“約”來修飾的。因此，除非有相反的說明，否則上述說明書和所附權利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均是近似值，本領域的技術人員能夠利用本文所公開的教導內容尋求獲得的所需特性，適當改變這些近似值。用端點表示的數(shù)值范圍的使用包括該范圍內的所有數(shù)字以及該范圍內的任何范圍，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
在根據(jù)本發(fā)明的研究中，本申請的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，與中國專利申請公開號cn105925388a中公開的雨刮水組合物的各組分相比，當大大增加雨刮水組合物中烷基醇醚或水溶性醇的含量(94.99-99重量％)時，可以在不加入疏水化劑氟硅烷的情況下獲得不僅具有良好清潔性能，而且具有良好疏水性能的雨刮水。不希望受理論束縛，據(jù)推測導致這種效果的機理如下。本發(fā)明中所使用的有機硅季銨鹽水溶性較差，但是在醇醚中可以得到良好的分散，醇醚可以清潔去除玻璃表面的油污，露出玻璃表面的羥基和硅氧烷鍵，而醇醚的低表面張力又有助于讓有機硅季銨鹽均勻分散在玻璃表面，更好地與玻璃表面結合，讓有機硅季銨鹽的疏水部分展露在外段，從而實現(xiàn)良好的疏水性。
以下詳細闡述根據(jù)本發(fā)明的各個方面。
雨刮水組合物
本發(fā)明提供一種雨刮水組合物，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，包含：0.01-2重量％的有機硅季銨鹽；94.99-99重量％的烷基醇醚或水溶性醇；和余量的水。
在本公開中，雨刮水組合物中的烷基醇醚或水溶性醇可以浸潤玻璃表面并清潔玻璃表面的污垢，從而提供清潔性能，此外提供疏水性質。有機硅季銨鹽的正電性和胺基的極性可以使有機硅季銨鹽吸附于玻璃表面；適量的有機硅季銨鹽可以降低親水的烷基醇醚或水溶性醇對玻璃表面的影響。基于以上闡述的機理，因為本發(fā)明提供的雨刮水組合物包含適量的有機硅季銨鹽、烷基醇醚或水溶性醇和水，所以用該雨刮水組合物制備的雨刮水不僅具有良好的清潔性能，而且具有良好的疏水性能。
有機硅季銨鹽
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述有機硅季銨鹽的通式為：
其中，x為2至6范圍內的整數(shù)；y為50至60范圍內的整數(shù)；n為1至10范圍內的整數(shù)；r為包含1至6個碳原子的亞烷基；r’選自-ch(oh)-ch2-和-ch2-ch(oh)-ch2-中的一項；r”為包含1至3個碳原子的烴基；并且a-表示抗衡陰離子。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述抗衡陰離子
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述抗衡陰離子
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述有機硅季銨鹽的重均分子量在3598至6155的范圍內，特別優(yōu)選在5030至5310的范圍內。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，以所述雨刮水組合物的總重按100wt.％計，所述有機硅季銨鹽的含量為0.01-2重量％，優(yōu)選1.0-2.0重量％。當所述有機硅季銨鹽的含量為0.01-2重量％時，所述雨刮水組合物制備的雨刮水不僅具有良好的清潔性能，而且具有良好的疏水性能。此外，當所述有機硅季銨鹽的含量為0.01-2重量％時，所得雨刮水組合物澄清透明，適于作為雨刮水應用。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述有機硅季銨鹽可以選用購自airproduct(空氣化工產(chǎn)品中國投資有限公司)的dab、購自top-win(上海雙盟貿易有限公司)的hc-7112和hc-7113、或購自enovik(贏創(chuàng)工業(yè)集團)的q70。
烷基醇醚或水溶性醇
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述烷基醇醚的通式為：ho-r3-o-r4，其中，r3為包含2至3個碳原子的亞烷基；r4為包含1至4個碳原子的烷基。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述烷基醇醚的重均分子量在77至133的范圍內。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述烷基醇醚可以選自下列各項中的一種或多種：乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和丙二醇丁醚。所述烷基醇醚優(yōu)選為乙二醇丙醚(ep)。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述水溶性醇的通式為：r5oh，其中，r5為包含1至3個碳原子的烷基。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述水溶性醇所述水溶性醇選自甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或多種，優(yōu)選乙醇。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，所述烷基醇醚或者水溶性醇的含量為94.99-99重量％，優(yōu)選98.0-99.0重量％。當所述烷基醇醚或水溶性醇的含量為94.99-99重量％時，所述雨刮水組合物制備的雨刮水不僅具有良好的清潔性能，而且具有良好的疏水性能。而且，當所述烷基醇醚或水溶性醇的含量為94.99-99重量％時，所得雨刮水組合物澄清透明，適于作為雨刮水應用。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述烷基醇醚可以選用購自dow(陶氏化學(中國)投資有限公司)的乙二醇丙醚(ep)，所述水溶性醇可以選用購自國藥集團化學試劑有限公司的乙醇。
水
在本公開提供的雨刮水組合物中，水主要起溶劑的作用。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，除所含的有機硅季銨鹽和烷基醇醚或水溶性醇之外，余量為水。
雨刮水
本公開提供一種雨刮水，包括本公開提供的雨刮水組合物。
關于所述雨刮水組合物的各成分的描述，詳見本說明書的“雨刮水組合物”部分。
關于制備所述雨刮水組合物的各成分的方法，詳見本說明書的“制備雨刮水的方法”部分。
制備雨刮水的方法
本公開提供一種制備雨刮水的方法，其包括下列步驟：將根據(jù)本公開提供的雨刮水組合物的各成分混合。
根據(jù)本公開的某些具體實施方式，所述方法包括以下步驟：
在常溫(約25℃)常壓(約1個大氣壓)的條件下，將根據(jù)本公開提供的雨刮水組合物的各成分在玻璃容器中混合。
關于所述雨刮水組合物的各成分的描述，詳見本說明書的“雨刮水組合物”部分。
下列具體實施方式意在示例性地而非限定性地說明本公開。
具體實施方式1是一種雨刮水組合物，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，包含：
0.01-2重量％的有機硅季銨鹽；
94.99-99重量％的烷基醇醚或水溶性醇；和
余量的水。
具體實施方式2是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述有機硅季銨鹽的通式為：
其中，x為2至6范圍內的整數(shù)；y為50至60范圍內的整數(shù)；n為1至10范圍內的整數(shù)；r為包含1至6個碳原子的亞烷基；r’選自-ch(oh)-ch2-和-ch2-ch(oh)-ch2-中的一項；r”為包含1至3個碳原子的烴基；并且a-表示抗衡陰離子。
具體實施方式3是根據(jù)具體實施方式2所述的雨刮水組合物，其中所述抗衡陰離子為鹵素離子。
具體實施方式4是根據(jù)具體實施方式2所述的雨刮水組合物，其中所述抗衡陰離子為氯離子。
具體實施方式5是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述有機硅季銨鹽的重均分子量在3598至6155的范圍內。
具體實施方式6是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述有機硅季銨鹽的含量為1.0-2.0重量％。
具體實施方式7是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述烷基醇醚的通式為：ho-r3-o-r4，其中，r3為包含2至3個碳原子的亞烷基；r4為包含1至4個碳原子的烷基。
具體實施方式8是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述烷基醇醚的重均分子量在77至133的范圍內。
具體實施方式9是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述烷基醇醚選自乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和丙二醇丁醚中的一種或多種。
具體實施方式10是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述烷基醇醚為乙二醇丙醚。
具體實施方式11是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述水溶性醇的通式為：r5oh，其中，r5為包含1至3個碳原子的烷基。
具體實施方式12是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述水溶性醇選自甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或多種。
具體實施方式13是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述水溶性醇為乙醇。
具體實施方式14是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，其中所述烷基醇醚或水溶性醇的含量為98.0-99.0重量％。
具體實施方式15是根據(jù)具體實施方式1所述的雨刮水組合物，以所述雨刮水組合物的總重按100重量％計，包含：
1.0-2.0重量％的有機硅季銨鹽；
98.0-99.0重量％的烷基醇醚水溶性醇；和
余量的水。
具體實施方式16是一種雨刮水，其包含根據(jù)具體方式1至15中任一項所述的雨刮水組合物。
具體實施方式17是一種制備雨刮水的方法，其包括下列步驟：將根據(jù)具體方式1至15中任一項所述的雨刮水組合物的各成分混合。
實施例
以下提供的實施例和對比例有助于理解本發(fā)明，并且這些實施例和對比例不應理解為對本發(fā)明范圍的限制。
在本發(fā)明中，除非另外指出，所采用的試劑均為商購產(chǎn)品，直接使用而沒有進一步純化處理。此外，所提及的“％”為“重量％”。
雨刮水的制備
在室溫(約25℃)常壓(約1個大氣壓)的條件下，將雨刮水組合物的各成分在玻璃容器中混合得到雨刮水。
用于制備本公開的實施例和對比例的雨刮水的各成分的商品名、功能、化學名以及生產(chǎn)商列于下表1中。
表1
測試方法
本公開通過“接觸角測試”來評價本公開提供的雨刮水的疏水性能。接觸角測試
該測試根據(jù)中國國家標準gb\t23436-2009附錄l的方法進行。
當測得的接觸角大于或等于65度時，雨刮水的疏水性能良好。
實施例1-5
按照前文所述的方法，根據(jù)表2所列的配方(表2中所列數(shù)值均以重量百分比計)，制備得到雨刮水e1-e5。
肉眼觀察所得雨刮水e1-e5的外觀(澄清或混濁)，并且根據(jù)前文所述的方法測試雨刮水e1-e5的接觸角，測試結果列于表2中。
對比例1-3
按照前文所述的方法，根據(jù)表2所列的配方(表2中所列數(shù)值均以重量百分比計)，制備得到雨刮水c1-c5。
肉眼觀察所得雨刮水c1-c5的外觀(澄清或混濁)，并且根據(jù)前文所述的方法，測試雨刮水c1-c3接觸角，測試結果列于表2中。
表2
根據(jù)實施例e1-e5，因為本公開提供的雨刮水組合物包含：0.01-2重量％的有機硅季銨鹽；94.99-99重量％的烷基醇醚或水溶性醇；和余量的水，所以該雨刮水組合物制得的雨刮水清澈透明，而且具有良好的疏水性能。
根據(jù)對照例，當雨刮水僅僅由去離子水組成時，接觸角僅僅為28.1度，不能應用。
根據(jù)比較例c1，當有機硅季銨鹽的含量較少(0.005重量％)，不在本發(fā)明的范圍內時，盡管所得雨刮水組合物清澈透明，但是接觸角(60.2度)不符合應用要求，疏水性較差。
根據(jù)比較例c2，當有機硅季銨鹽的含量過多(3重量％)，不在本發(fā)明的范圍內時，所得雨刮水組合物處于混濁狀態(tài)，不能應用。
根據(jù)比較例c3，當乙醇的含量較少(94重量％)，不在本發(fā)明的范圍內時，所得雨刮水組合物處于混濁狀態(tài)，不能應用。
盡管本發(fā)明中已經(jīng)示出和描述了具體的實施方式，但本領域技術人員將懂得，可以用各種替代的和/或等同的實施方式代替所示和所描述的具體實施方式，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請意欲包括對本發(fā)明中討論的具體實施方式的任何改進或更改。因此，本發(fā)明僅受限于權利要求及其等同物。
本領域技術人員應當理解，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行多種修改和改變。這樣的修改和改變意欲落入如后附權利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內。