專利名稱：防結(jié)霧噴劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精細(xì)化工產(chǎn)品及其制備方法，特別涉及一種防結(jié)霧噴劑及其制備方法。
現(xiàn)有的防結(jié)霧噴劑多選用在溶劑中加入表面活性劑，拋射劑，抗凍劑，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，混合均勻而制成。通過調(diào)整親水親油平衡值(HLB)達(dá)到防霧效果。一般現(xiàn)有配方中選用親水親油平衡值(HLB)高的表面活性劑，使得表面呈現(xiàn)親水性，有的選用(HLB)值高的表面活性劑，使得表面呈現(xiàn)親油優(yōu)勢。如文獻(xiàn)楊寶榮編著《氣霧劑和噴霧劑產(chǎn)品配方大全》，中國輕工業(yè)出版社中描述的硅油汽車玻璃防霧氣霧劑配方硅油1-7.5wt％；三乙二醇3％-7.5wt％甘油0％-3wt％；乙醇加至100wt％以上混合原液30％-40％再與拋射劑氟利昂60％-70％混合，一般來說，這些方法配制的防結(jié)霧噴劑都存在一次噴涂后使用次數(shù)有限，防結(jié)霧效果持續(xù)時間不夠長，重復(fù)噴涂頻率高等不足。
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，為了提高防結(jié)霧效果，經(jīng)在需防結(jié)霧的物體上噴涂一次防結(jié)霧噴劑后，可增加使用次數(shù)和使用時間，減少重復(fù)噴涂頻率，從而提供一種原理先進(jìn)，一次噴涂后使用多次的防結(jié)霧噴劑及其制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的防結(jié)霧噴劑包括聚合物、表面活性劑、無水乙醇溶劑組成，其配比為聚合物占10-45份(重量份)、表面活性劑1-5份、無水乙醇溶劑50-85份，還可以包括常用的水溶性香料0.1-0.5份。
其中聚合物結(jié)構(gòu)形為
n,m可以相同，也可以不同。R′,R″可以相同，也可以不同。
n=0-5 m=0-5R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R″=-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
其中表面活性劑包括聚乙二醇非離子表面活性劑、多元醇非離子表面活性劑或硅表面活性劑。
本發(fā)明提供的防結(jié)霧噴劑的制備方法依次包括下列步驟1、首先用有機(jī)硅氧烷原料水解、催化、聚合反應(yīng)制備聚合物，在制備過程中可以用一種有機(jī)硅氧烷做原料，也可以同時用兩種或多種做原料進(jìn)行水解，具體步驟如下1a)有機(jī)硅氧烷水解在常規(guī)水解容器內(nèi)加入有機(jī)硅氧烷和加入去離子水，其去離子水加入量為完全使有機(jī)硅氧烷水解的化學(xué)計量，再添加催化劑進(jìn)行水解，催化劑添加量以保持溶液PH值在0.5-4之間所需的量為準(zhǔn)；水解溫度控制在20-100℃，時間1-3小時。或者用去離子水加入水解催化劑中，再加入有機(jī)硅氧烷中，使溶液達(dá)到PH值=0.5-4之間也可以。
所述水解催化劑鹽酸，硝酸，硫酸，醋酸，氫氟酸，1b)聚合反應(yīng)在常規(guī)聚合裝置內(nèi)將上述1a)步驟的水解產(chǎn)物中添加咪唑類聚合催化劑，咪唑類加入量與有機(jī)硅氧烷的摩爾比為0.05-0.2，在不斷攪拌聚合溶液，控制聚合溫度在20-100℃，時間1-3小時，得到下述形式的無色或略帶黃色的透明膠體聚合物
n,m可以相同，也可以不同。R′,R″可以相同，也可以不同。
n=0-5 m=0-5R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R″=-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
2、在上述步驟1b)所得聚合物產(chǎn)物中加入表面活性劑，表面活性劑的加入是為了使得體系親水功能的出現(xiàn)。表面活性劑加入量的多少對體系防結(jié)霧性能持續(xù)效果有影響。加入量過少，一次噴涂后使用次數(shù)會減少；加入量過多，超過體系的臨界膠束濃度(CMC)，多余部分將是浪費(fèi)。表面活性劑可選擇聚乙二醇非離子表面活性劑，多元醇非離子表面活性劑或硅表面活性劑，其加入量為1-5份(重量)。在加入表面活性劑后不斷攪拌1-3小時，溫度控制在20-100℃之間。3、把步驟2得到的產(chǎn)物中再加入無水乙醇溶劑，其作用在于一方面是調(diào)節(jié)體系粘度，另一方面具有消毒作用；所用純度為分析純以上的無水乙醇，加入量為與聚合物的重量比在1-8.5份，制備溫度在室溫0℃下，不斷攪拌1-3小時之后，靜置得到本發(fā)明的防結(jié)霧噴劑。4、還可包括加入水溶性香料，增加噴劑的好氣味，所添加量為0.1-0.5份(重量份)。
選用有機(jī)硅氧烷的通式為Si(OR)4,R’4-m(CH2)nSi(OR)m，其中R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；m=0-5；n=0-5.
R′為-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
為了促進(jìn)有機(jī)硅氧烷水解產(chǎn)物的后續(xù)聚合過程，選取不同的水解催化劑分別控制其體系的水解，不同水解催化劑體系的硅氧烷的摩爾比在0.1-9之間，在不同催化條件下，有機(jī)硅氧烷的用量影響其聚合過程，其中一種催化條件下的水解產(chǎn)物為主，另一種催化條件的水解產(chǎn)物的加入主要是為了調(diào)節(jié)體系的聚合過程，促進(jìn)水解產(chǎn)物之間的聚合。水解溫度控制在20-100℃之間；恒溫攪拌1-3小時，得到不同水解產(chǎn)物，所得產(chǎn)物為無色透明或略帶黃色的液體，水解時間由水解溫度，催化劑加入多少來確定，水解溫度的選擇溫度過高，水解體系里面由小粒子或片狀物生成，這是由于部分水解過快，造成局部暴聚，將影響到后續(xù)的聚合的過程；溫度太低，將使得水解過程進(jìn)一步延長，水解過程也進(jìn)行得不完全。一般將溫度控制在20-100℃之間；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下(1)本發(fā)明將一種原理先進(jìn)的方法應(yīng)用于防結(jié)霧，前驅(qū)體原料采用有機(jī)硅氧烷，水解聚合過程溫度低，工藝流程簡單易行。應(yīng)用過程中首先將基體材料表面改性，進(jìn)一步強(qiáng)化了防結(jié)霧功能。(2)本發(fā)明制備的防結(jié)霧噴劑一次噴涂后，使用次數(shù)較多，防結(jié)霧功能好，持續(xù)時間較長。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明實(shí)施例1制備一種用單一的有機(jī)硅氧烷做原料進(jìn)行聚合反應(yīng)生成如下的聚合物，
n,m可以相同，也可以不同。R′,R″可以相同，也可以不同。
n=0-5 m=0-5R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R″=-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
再按聚合物10份與表面活性劑5份，和85份無水乙醇溶劑混合配制而成的防結(jié)霧噴劑，具體步驟如下1、取γ-(2,3一環(huán)氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷9ml加入潔凈錐形瓶，滴加用去離子水配制的0.01M醋酸7ml，使其溶液PH=3.5；恒溫密閉100℃，保持不斷攪拌3小時，2、取γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷80ml加入潔凈錐形瓶，滴加用去離子水配制的0.01M鹽酸56ml，使其溶液PH=2.5；室溫密閉20℃攪拌1小時，得到聚合物形如
n=0-53、將1,2所得水解產(chǎn)物混合，加入咪唑1.5克，溫度控制在30℃，不斷攪拌3小時，然后加入表面活性劑聚氧乙烯油?；榛?2.5克，繼續(xù)攪拌1小時；4、加入無水乙醇550ml，水溶性香精1.6克，室溫20℃攪拌1小時，靜置得到防結(jié)霧噴劑。實(shí)施例2取兩種有機(jī)硅氧烷做原料來聚合制備形如2的聚合物，其配制的防結(jié)霧噴劑組成為聚合物30份，表面活性劑3.5份，無水乙醇溶劑65份，再加入香料0.3份配制而成。具體步驟如下1、取正硅酸乙酯20ml加入潔凈錐形瓶，滴加用去離子水配制的0.1MH2SO418ml PH值約為0.5，恒溫密閉50℃，保持不斷攪拌2小時。2、取γ-甲基丙烯丙基三乙氧基硅烷70ml加入潔凈錐形瓶，滴加去離子水配制的0.01M HNO370ml PH值約為2，室溫密閉40℃攪拌1.5小時，得到聚合物形如
3、將1,2所得水解產(chǎn)物混合，加入甲基咪唑3.15克，溫度控制在50℃，不斷攪拌1小時，然后加入表面活性劑聚氧乙烯油?；榛?6.5克，繼續(xù)攪拌1.5小時。4、加入無水乙醇700ml，市售水溶性香精2.0克，室溫20℃攪拌2小時，靜置得到防結(jié)霧噴劑。實(shí)施例3用三種有機(jī)硅氧烷做原料聚合制備組成為聚合物占45份，表面活性劑占1份，無水乙醇溶劑占50份，還包括0.3份香料的防結(jié)霧噴霧劑，其具體詳細(xì)步驟如下1、取正硅酸乙酯10ml加入潔凈錐形瓶，滴加去離子水配制的0.0001MHCl 10ml,PH值約為4，恒溫密閉60℃，保持不斷攪拌3小時。2、取γ-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷15ml加入潔凈錐形瓶，滴加去離子水配制的0.01M HNO312ml，使其溶液PH值約為2，恒溫密閉45℃，保持不斷攪拌2.5小時。3、取烯丙基三乙氧基硅烷85ml加入潔凈錐形瓶，滴加去離子水配制的0.01M鹽酸72ml，使其溶液PH值約為4，室溫密閉20℃攪拌1.5小時，得到聚合物形如
4、將1,2所得水解產(chǎn)物混合，加入乙基咪唑6.0克，溫度控制在70℃，不斷攪拌1小時，然后加入硅表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為
12.5克，繼續(xù)攪拌1.2小時。
R-為甲基或苯基。5、加入無水乙醇800ml，市售水溶性香精1.8克，室溫20℃攪拌1小時，靜置得到防結(jié)霧噴劑。
權(quán)利要求
1.一種防結(jié)霧噴劑，包括結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)的聚合物10-45重量份。
n,m可以相同，也可以不同。R′,R″可以相同，也可以不同。n=0-5 m=0-5R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R″=-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
表面活性劑1-5重量份、無水乙醇溶劑50-85重量份組成。
2.按權(quán)利要求1所述的防結(jié)霧噴劑，其特性在于還包括加入0.1-0.5重量份水溶性香料。
3.一種制備權(quán)利要求1所述的防結(jié)霧噴劑的方法，依次包括以下步驟(1)、首先用有機(jī)硅氧烷原料水解、催化、聚合反應(yīng)制備聚合物，在制備過程中用一種、兩種或多種有機(jī)硅氧烷做原料，進(jìn)行水解；具體步驟如下1a)有機(jī)硅氧烷水解，在常規(guī)水解容器內(nèi)加入有機(jī)硅氧烷和加入去離子水，其去離子水加入量為完全使有機(jī)硅氧烷水解的化學(xué)計量，再添加催化劑進(jìn)行水解，催化劑添加量以保持溶液PH值在0.5-4之間所需的量為準(zhǔn)；水解溫度控制在20-100℃，時間1-2小時；1b)聚合反應(yīng)在常規(guī)聚合裝置內(nèi)將上述1a)步驟所得的水解產(chǎn)物中添加咪唑類聚合催化劑，咪唑類加入量與有機(jī)硅氧烷的摩爾比為0.05-0.2，在不斷攪拌聚合溶液，控制聚合溫度在20-100℃，時間1-3小時，得到下述形式的無色或略帶黃色的透明膠體聚合物；
n,m可以相同，也可以不同。R′,R″可以相同，也可以不同。n=0-5 m=0-5R′=-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R″=-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
(2)、在上述步驟1b)所得聚合物產(chǎn)物中加入表面活性劑，其加入量為1-5重量份，在加入表面活性劑后不斷攪拌1-3小時，溫度控制在20-100℃之間；(3)、把步驟2得到的產(chǎn)物中再加入無水乙醇溶劑，加入量為與聚合物的重量比在1-8.5，制備溫度在室溫20℃下，不斷攪拌1-3小時之后，靜置得到本發(fā)明的防結(jié)霧噴劑；
4.按權(quán)利要求3所述的制備防結(jié)霧噴劑的方法，其特征在于還包括加入水溶性香料，所添加量為0.1-0.5重量份。
5.按權(quán)利要求3所述的制備防結(jié)霧噴劑的方法，其特征在于所述水解催化劑鹽酸，硝酸，硫酸，醋酸，氫氟酸。
6.按權(quán)利要求3所述的制備防結(jié)霧噴劑的方法，其特征在于所述選用有機(jī)硅氧烷的通式為Si(OR)4,R′-(CH2)nSi(OR)3；其中R為-CH3-CH2CH3、-CH2CH2CH3；R′為-NH2、-SH、-NH-(CH2)2-NH2、
7.按權(quán)利要求3所述的制備防結(jié)霧噴劑的方法，其特征在于所述表面活性劑包括聚乙二醇非離子表面活性劑，多元醇非離子表面活性劑或硅表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及防結(jié)霧噴劑及其制備方法:以有機(jī)硅氧烷為原料,在不斷攪拌的情況下,加入至少化學(xué)計量的去離子水,在不同的催化劑下水解,控制體系pH值、反應(yīng)溫度、時間,得到不同催化劑下的水解產(chǎn)物。再將不同水解產(chǎn)物混合,然后加入咪唑類聚合催化劑,控制反應(yīng)條件得到聚合產(chǎn)物,按聚合物占10－45份、表面活性劑占1－5份、溶劑占50－85份配成防結(jié)霧噴劑。本方法制備的產(chǎn)品具備一次噴涂,使用多次,防結(jié)霧效果持續(xù)時間長等功能。該方法工藝過程溫度低,流程簡單,經(jīng)濟(jì),安全,是一種制備防結(jié)霧噴劑的新方法。
文檔編號C09K3/18GK1220299SQ97121769
公開日1999年6月23日 申請日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者陳運(yùn)法, 金聯(lián)明, 謝裕生 申請人:中國科學(xué)院化工冶金研究所