憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210143335.X

申请日:

20120510

公开号:

CN102643606A

公开日:

20120822

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C09D183/06,C09D7/12,C03C17/30

主分类号:

C09D183/06,C09D7/12,C03C17/30

申请人:

奇瑞汽车股份有限公司

发明人:

陈大华,熊建民,张正光

地址:

241006 安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号

优先权:

CN201210143335A

专利代理机构:

北京天昊联合知识产权代理有限公司

代理人:

罗建民;邓伯英

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内容摘要

本发明提供了一种憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法,该憎水修饰剂制备方法简单,且使用该憎水修饰剂对玻璃进行修饰前,玻璃不需要经过脱脂、抛光、活化、清洗等复杂的前处理工艺,在用憎水修饰剂修饰后也不需要对其加热或室温下长时间存放等后处理工艺,使用该制备方法制得的憎水玻璃具有很好的憎水性能。

权利要求书

1.一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)用有机溶剂溶解羟基硅油得到第一溶液,将含氟有机硅烷、硅酸酯、酸催化剂、有机溶剂和水混合得到第二溶液;(2)将第一溶液、第二溶液、活化剂混合得到第三溶液,其中活化剂为氢氟酸和/或氟硅酸;(3)将第三溶液陈化,得到用于玻璃的憎水修饰剂。 2.根据权利要求1所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的羟基硅油中羟基含量为0.3%~5%,第一溶液中的羟基硅油浓度为1wt%~10wt%。 3.根据权利要求1所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的硅酸酯的通式为Si(OR)4,其中R为烷基或/和取代烷基,R基团中的碳原子数为1~10;含氟有机硅烷的通式为CF(CF)(CH)Si(OR'),其中m为6~10,R'为烷基或/和取代烷基,R'基团中的碳原子数为1~10。 4.根据权利要求3所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述硅酸酯中R基团中的碳原子数为1~4;含氟有机硅烷中的R'基团中的碳原子数为1~4。 5.根据权利要求1所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的第二溶液中各物质的含量为:水为1.5wt%~2.8wt%,酸催化剂为0.5wt%~6.9wt%,硅酸酯为1.0wt%~2.3wt%,含氟有机硅烷为0.5wt%~5.7wt%,余量为有机溶剂。 6.根据权利要求1所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中第一溶液与第二溶液的质量比为1∶(0.5~8.2),第三溶液中的活化剂的含量为0.5wt%~15wt%。 7.根据权利要求1所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中第三溶液的陈化时间为10小时~30小时。 8.一种用于玻璃的憎水修饰剂,其特征在于,其是由权利要求1~7任意一项所述的方法制备的。 9.一种憎水玻璃,其特征在于,其是由权利要求8所述的憎水修饰剂修饰得到的。 10.一种憎水玻璃的制备方法,其特征在于,包括:当玻璃的温度高于5℃时,将权利要求8所述的憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。

说明书

技术领域

本发明涉及憎水玻璃技术领域,具体涉及一种憎水修饰剂及 其制备方法、憎水玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃通常采用钠钙浮法玻璃,该类玻璃的表面为高能、亲水 表面,暴露于大气中时极易吸附空气2中的水分形成水膜5而产 生风化,使得玻璃表面产生微裂纹等缺陷,产生风化现象的玻璃 表面结构见图1,该具有缺陷的玻璃表面结构会影响玻璃自身的光 学性能和机械性能。玻璃作为汽车的一个重要安全构件,需要经 常维护,市场上常见的玻璃维护方法是对玻璃进行打蜡处理。但 是,在夜晚玻璃经过打蜡处理的汽车与其它车辆会车时,对方车 辆灯光会在经过打蜡处理的玻璃上形成反光,严重影响本车的驾 驶员视线。

目前,大多车辆在出厂时其前门侧窗玻璃和外后视镜均采用 表面镀憎水涂层技术以解决雨天行驶视野模糊问题。但是,已有 憎水涂层技术使用麻烦,玻璃在用憎水剂修饰前需要经过脱脂、 抛光、活化、清洗等复杂的前处理工艺,在用憎水修饰剂修饰后 需要对其加热或室温下长时间存放等后处理工艺。这些技术无法 在终端市场使用,只适用于工厂在线生产使用。同时,市场上也 出现了一些含纳米二氧化硅粒子的憎水剂产品,这些憎水剂中的 二氧化硅粒子对玻璃表面的缺陷进行填充,同时憎水剂赋予玻璃 持久的憎水性能,这些产品在使用前均需采用厂家配套的清洁剂 或抛光粉清洁活化玻璃表面,使用麻烦,并且水在玻璃表面的接 触角偏低。因此,憎水涂层技术在玻璃上尚未得到广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不 足,提供一种憎水修饰剂及其制备方法、憎水玻璃及其制备方法, 该憎水修饰剂制备方法简单,且使用该憎水修饰剂对玻璃进行修 饰前玻璃不需要复杂的前处理工艺和后处理工艺,使用该制备方 法制得的憎水玻璃具有很好的憎水性能。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种用于玻璃的憎 水修饰剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)用有机溶剂溶解羟基硅油得到第一溶液,将含氟有机硅 烷、硅酸酯、酸催化剂、有机溶剂和水混合得到第二溶液;

(2)将第一溶液、第二溶液、活化剂混合得到第三溶液,其 中活化剂为氢氟酸和/或氟硅酸;

(3)将第三溶液陈化,得到用于玻璃的憎水修饰剂。

优选的是,所述步骤(1)中的羟基硅油中羟基含量为 0.3%~5%,第一溶液中的羟基硅油浓度为1wt%~10wt%。

羟基硅油可表示为HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是 指-OH在HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比,羟基硅油主要起到 降低表面摩擦力的作用,由于其富含羟基,可与玻璃基体表面的 活性羟基发生缩合反应形成牢固的膜层。

优选的是,所述步骤(1)中的硅酸酯的通式为Si(OR)4,其 中R为烷基或/和取代烷基,R基团中的碳原子数为1~10;含氟有 机硅烷的通式为CF3(CF2)m(CH2)2Si(OR')3,其中m为6~10,R' 为烷基或/和取代烷基,R'基团中的碳原子数为1~10。硅酸酯在 酸性条件下发生水解形成SiO2胶粒,添加该物质可提高憎水膜层 耐高低温、耐酸碱和有机溶剂性能;含氟有机硅烷主要利用含氟 长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性,在酸催化下-Si-OR'基 团发生水解形成-Si-OH,可与玻璃基体表面的Si-OH发生缩合反 应,形成低表面能膜层。

更优选的是,硅酸酯中R基团中的碳原子数为1~4;含氟有 机硅烷中的R'基团中的碳原子数为1~4。

优选的是,所述步骤(1)中的酸催化剂为盐酸、硝酸、硫酸 和乙酸中的一种或几种混合物。

优选的是,所述步骤(1)中的第二溶液中各物质的含量为: 水为1.5wt%~2.8wt%,酸催化剂为0.5wt%~6.9wt%,硅酸酯为 1.0wt%~2.3wt%,含氟有机硅烷为0.5wt%~5.7wt%,余量为有机溶 剂。

优选的是,步骤(1)中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶剂 为甲苯、二甲苯等芳香族溶剂,丙酮、甲乙酮等酮类溶剂,乙酸 乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂,乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂,乙 醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种 的混合物。

更优选的是,步骤(1)中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶 剂为乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂,乙醇、正丙醇、异丙醇、正 丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。

优选的是,所述步骤(1)中的将含氟有机硅烷、硅酸酯、酸 催化剂、有机溶剂和水混合得到第二溶液中的有机溶剂为甲苯、 二甲苯等芳香族溶剂;丙酮、甲乙酮等酮类溶剂;乙酸乙酯、乙 酸丁酯等酯类溶剂;乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂;乙醇、正丙 醇、异丙醇、正丁醇等醇类溶剂。优选醇类和酯类溶剂中的一种 或两种混合物。

更优选的是,所述步骤(1)中的将含氟有机硅烷、硅酸酯、 酸催化剂、有机溶剂和水混合得到第二溶液中的有机溶剂为乙二 醇、丙二醇等二醇类溶剂,乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等醇 类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。

优选的是,所述步骤(1)配置第二溶液的具体步骤为将含氟 有机硅烷、硅酸酯、酸催化剂、有机溶剂和水混合搅拌4~20小时。

优选的是,所述步骤(2)中第一溶液与第二溶液的质量比为 1∶(0.5~8.2),第三溶液中的活化剂的含量为0.5wt%~15wt%, 该活化剂可以去除玻璃表面的氧化物、其它金属盐类物质以及惰 性物质,赋予玻璃表面精细的微观粗糙结构,提高了玻璃的比表 面积,从而增加了憎水基团与汽车玻璃表面结合的数量,使憎水 膜层更加致密。

优选的是,所述步骤(2)具体为将第一溶液、第二溶液、活 化剂混合搅拌5~30分钟,得到第三溶液,第三溶液中的有机溶剂 可以去除吸附在玻璃表面的吸附物和有机分子层。

优选的是,所述步骤(3)中第三溶液的陈化时间为10小时 ~30小时。

本发明还提供一种用于玻璃的憎水修饰剂,其是由上述的方 法制备的。

本发明还提供一种憎水玻璃,其是由上述的憎水修饰剂修饰 得到的。

本发明还提供一种憎水玻璃的制备方法,包括:

当玻璃的温度高于5℃时,将使用上述方法制备得到的憎水 修饰剂擦拭在玻璃表面。

优选的是,所述憎水玻璃的制备方法,包括:

当玻璃的温度低于5℃时,将玻璃预加热至25±5℃,将使用 上述方法制备得到的憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。

本发明的优点:该憎水修饰剂制备方法简单,且使用该憎水 修饰剂对玻璃进行修饰前玻璃不需要经过脱脂、抛光、活化、清 洗等复杂的前处理工艺,在用憎水修饰剂修饰后也不需要对其加 热或室温下长时间存放等后处理工艺,该憎水修饰剂可以直接擦 拭在玻璃表面形成憎水膜层,且使用该制备方法制得的憎水玻璃 具有很好的憎水性能。

附图说明

图1是暴露于空气中的普通玻璃表面的结构示意图;

图2是按照本发明实施例制作的憎水玻璃的憎水膜层的结构 示意图;

图中:1-憎水玻璃;2-空气;3-吸附物;4-有机分子层;5-水 膜;6-玻璃基体。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结 合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为2.5%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与丙酮混合,得到羟基硅油浓 度为5.5wt%的第一溶液;将水、硝酸、丙酮混合搅拌5分钟,搅 拌速度为250转/分钟,然后再加入硅酸酯Si(OCH2CH2CH3)4,搅 拌6分钟,搅拌速度为400转/分钟,然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2Cl)3,搅拌15小时,得到第二溶液,其中, 第二溶液中各物质的含量为:水为1.8wt%,硝酸为2wt%,硅酸 酯Si(OCH2CH2CH3)4为2wt%,含氟有机硅烷 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2Cl)3为5.7wt%,余量为丙酮。如图1、图 2所示,羟基硅油主要起到降低表面摩擦力的作用,由于其富含羟 基,可与玻璃基体6表面的活性羟基发生缩合反应形成牢固的膜 层;硅酸酯在酸性条件下发生水解形成SiO2胶粒,添加该物质可 提高憎水膜层耐高低温、耐酸碱和有机溶剂性能;含氟有机硅烷 主要利用含氟长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性,在酸催化 下-Si-OR'基团发生水解形成-Si-OH,可与玻璃基体6表面的Si-OH 发生缩合反应,形成低表面能膜层。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶6,同时加入氟硅酸,搅拌10分钟,得到第 三溶液,第三溶液中的氟硅酸的含量为7.5wt%;氟硅酸可以去除 玻璃表面的氧化物、其它金属盐类物质以及惰性物质,赋予玻璃 表面精细的微观粗糙结构,提高了玻璃的比表面积,从而增加了 憎水基团与汽车玻璃表面结合的数量,使憎水膜层更加致密。第 三溶液中的丙酮可以去除吸附在玻璃表面的吸附物3和有机分子 层4。

(3)将第三溶液在室温下陈化28小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度高于5℃时,用无尘纸蘸取少量该憎水剂,在 玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表面与水接触角约为111.83°; 在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h后接触角为109.42°;在 0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触角为111.25°;氙灯加速 老化1000h后接触角基本不变,其为111.56°;经过耐擦洗试验机 擦洗10000次后其接触角为110.68°。

本发明的优点:该憎水修饰剂制备方法简单,且使用该憎水 修饰剂对玻璃进行修饰前玻璃不需要经过脱脂、抛光、活化、清 洗等复杂的前处理工艺,在用憎水修饰剂修饰后也不需要对其加 热或室温下长时间存放等后处理工艺,该憎水修饰剂可以直接擦 拭在玻璃表面形成憎水膜层,且使用该制备方法制得的憎水玻璃 具有很好的憎水性能。

实施例2

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为2%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与甲苯混合,得到羟基硅油浓 度为7wt%的第一溶液;将水、盐酸、甲苯混合搅拌4分钟,搅拌 速度为300转/分钟,然后再加入硅酸酯Si(OCH2CH2Cl)4,搅拌5 分钟,搅拌速度为300转/分钟,然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)10(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)3,搅拌4小时,得到第 二溶液,其中,第二溶液中各物质的含量为:水为2.8wt%,盐酸 为3.5wt%,硅酸酯Si(OCH2CH2Cl)4为2.3wt%,含氟有机硅烷 CF3(CF2)10(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)3为0.5wt%,余量为甲 苯。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶0.5,同时加入氢氟酸,搅拌5分钟,得到 第三溶液,第三溶液中的氢氟酸的含量为0.5wt%;氢氟酸可以去 除玻璃表面的氧化物、其它金属盐类物质以及惰性物质,赋予玻 璃表面精细的微观粗糙结构,提高了玻璃的比表面积,从而增加 了憎水基团与汽车玻璃表面结合的数量,使憎水膜层更加致密。 如图1所示,第三溶液中的甲苯可以去除吸附在玻璃表面的吸附 物3和有机分子层4。

(3)将第三溶液在室温下陈化10小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度低于5℃时,将玻璃预加热至25±5℃,用无尘 纸蘸取少量该憎水剂,在玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表 面与水接触角约为111.73°;在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h 后接触角为110.07°;在0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触 角为110.84°;氙灯加速老化1000h后接触角基本不变,其为 111.46°;经过耐擦洗试验机擦洗10000次后其接触角为110.33°。

实施例3

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为3%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与正丁醇混合,得到羟基硅油 浓度为10wt%的第一溶液;将水、硫酸、正丁醇混合搅拌1分钟, 搅拌速度为150转/分钟,然后再加入硅酸酯Si(OCH3)4,搅拌7 分钟,搅拌速度为600转/分钟,然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3,搅拌6小时,得到第二溶液, 其中,第二溶液中各物质的含量为:水为2.2wt%,硫酸为0.5wt%, 硅酸酯Si(OCH3)4为1.8wt%,含氟有机硅烷 CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3为2wt%,余量为正丁醇。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶2,同时加入氢氟酸,搅拌20分钟,得到第 三溶液,第三溶液中的氢氟酸的含量为12wt%。

(3)将第三溶液在室温下陈化30小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度高于5℃时,用无尘纸蘸取少量该憎水剂,在 玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表面与水接触角约为112.79°; 在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h后接触角为110.88°;在 0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触角为111.95°;氙灯加速 老化1000h后接触角基本不变,其为111.64°;经过耐擦洗试验机 擦洗10000次后其接触角为110.96°。

实施例4

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为5%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与乙二醇混合,得到羟基硅油 浓度为5wt%的第一溶液;将水、硝酸、乙二醇混合搅拌2分钟, 搅拌速度为100转/分钟,然后再加入硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)4和Si(OCH2CH3)4,搅拌10分钟,搅拌 速度为500转/分钟,然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)7(CH2)2Si[O(CH2)9CH3]3,搅拌20小时,得到第二溶液, 其中,第二溶液中各物质的含量为:水为1.5wt%,硝酸为3wt%, 硅酸酯为1wt%(硅酸酯Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)4和Si(OCH2CH3)4的质量比为2∶1),含氟有机硅烷CF3(CF2)7(CH2)2Si[O(CH2)9CH3]3为3.1wt%,余量为乙二醇。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶8.2,同时加入氟硅酸和氢氟酸,搅拌30分 钟,得到第三溶液,第三溶液中的氟硅酸和氢氟酸的含量为15wt% (氟硅酸和氢氟酸的质量比为3∶2)。

(3)将第三溶液在室温下陈化15小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度高于5℃时,用无尘纸蘸取少量该憎水剂,在 玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表面与水接触角约为113.11°; 在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h后接触角为111.98°;在 0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触角为111.95°;氙灯加速 老化1000h后接触角基本不变,其为112.91°;经过耐擦洗试验机 擦洗10000次后其接触角为111.98°。

实施例5

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为0.3%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与乙酸乙酯和乙酸丁酯混合, 得到羟基硅油浓度为4wt%的第一溶液;将水、醋酸、乙酸乙酯和 乙酸丁酯混合搅拌5分钟,搅拌速度为300转/分钟,然后再加入 硅酸酯Si[O(CH2)9CH3]4,搅拌8分钟,搅拌速度为300转/分钟, 然后再加入含氟有机硅烷CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH3)3和 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3,搅拌12小时,得到第二溶 液,其中,第二溶液中各物质的含量为:水为2.5wt%,醋酸为 6.9wt%,硅酸酯Si[O(CH2)9CH3]4为1.5wt%,含氟有机硅烷为4wt% (含氟有机硅烷CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH3)3和 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3的质量比为1∶1),余量为乙 酸乙酯和乙酸丁酯。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶4,同时加入氟硅酸,搅拌17分钟,得到第 三溶液,第三溶液中的氟硅酸的含量为4wt%。

(3)将第三溶液在室温下陈化20小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度低于5℃时,将玻璃预加热至25±5℃,用无尘 纸蘸取少量该憎水剂,在玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表 面与水接触角约为112.42°;在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h 后接触角为109.42°;在0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触 角为110.89°;氙灯加速老化1000h后接触角基本不变,其为 111.38°;经过耐擦洗试验机擦洗10000次后其接触角为110.31°。

实施例6

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法,包括 以下步骤:

(1)将羟基硅油(羟基含量为4%,羟基硅油可表示为 HO[(CH3)2SiO]nH,羟基硅油中羟基含量是指-OH在 HO[(CH3)2SiO]nH中的分子量占比)与正丙醇混合,得到羟基硅油 浓度为1wt%的第一溶液;将水、硫酸、盐酸、正丙醇混合搅拌3 分钟,搅拌速度为200转/分钟,然后再加入硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2Br)4,搅拌9分钟,搅拌速度为200转/分钟, 然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)9(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2Cl)3,搅拌10小时,得到第二 溶液,其中,第二溶液中各物质的含量为:水为2wt%,硫酸和盐 酸为1wt%(硫酸和盐酸的质量比为2∶1),硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2Br)4为1.6wt%,含氟有机硅烷 CF3(CF2)9(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2Cl)3为5wt%,余量为正丙醇。

(2)将第一溶液加入到第二溶液中,其中第一溶液与第二溶 液混合的质量比为1∶3,同时加入氢氟酸,搅拌25分钟,得到第 三溶液,第三溶液中的氢氟酸的含量为10wt%。

(3)将第三溶液在室温下陈化25小时,得到用于玻璃的憎 水剂溶液。

当玻璃的温度高于5℃时,用无尘纸蘸取少量该憎水剂,在 玻璃表面反复均匀擦拭,擦拭后玻璃表面与水接触角约为114.42°; 在0.1mol/L的H2SO4溶液中浸泡2h后接触角为112.91°;在 0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡2h后接触角为113.87°;氙灯加速 老化1000h后接触角基本不变,其为113.72°;经过耐擦洗试验机 擦洗10000次后其接触角为113.51°。

实施例7

本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂,其是由上述任意 一实施例的方法制得的。

实施例8

本实施例提供一种憎水玻璃的制备方法,当温度低于5℃时, 将玻璃预加热至25±5℃,再将实施例7所述的憎水修饰剂擦拭在 玻璃表面。

实施例9

本实施例提供一种憎水玻璃的制备方法,当温度高于5℃时, 将实施例7所述的憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。

实施例10

本实施例提供一种憎水玻璃,其是由实施例8或实施例9的 方法制备的,得到的憎水玻璃1表面处的结构如图2所示。该憎 水玻璃1在制备过程中,第三溶液中的有机溶剂可以去除吸附在 玻璃表面的吸附物3和有机分子层4(见图1);氢氟酸或者氟硅 酸活化剂可以去除玻璃表面的氧化物、其它金属盐类物质以及惰 性物质,赋予玻璃表面精细的微观粗糙结构,提高了玻璃的比表 面积,从而增加了憎水基团与汽车表面结合的几率;含氟有机硅 烷主要利用含氟长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性,在酸催 化下-Si-OR'基团发生水解形成-Si-OH,可与玻璃基体6表面的 Si-OH发生缩合反应,形成低表面能膜层,在这些溶剂的共同作 用下得到如图2所示的憎水玻璃1。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理 而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领 域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况 下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的 保护范围。

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1、(10)申请公布号 CN 102643606 A (43)申请公布日 2012.08.22 CN 102643606 A *CN102643606A* (21)申请号 201210143335.X (22)申请日 2012.05.10 C09D 183/06(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C03C 17/30(2006.01) (71)申请人 奇瑞汽车股份有限公司 地址 241006 安徽省芜湖市经济技术开发区 长春路 8 号 (72)发明人 陈大华 熊建民 张正光 (74)专利代理机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 11112 代理人 罗建民 邓伯英 (54)。

2、 发明名称 憎水修饰剂及其制备方法、 憎水玻璃及其制 备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种憎水修饰剂及其制备方 法、 憎水玻璃及其制备方法, 该憎水修饰剂制备方 法简单, 且使用该憎水修饰剂对玻璃进行修饰前, 玻璃不需要经过脱脂、 抛光、 活化、 清洗等复杂的 前处理工艺, 在用憎水修饰剂修饰后也不需要对 其加热或室温下长时间存放等后处理工艺, 使用 该制备方法制得的憎水玻璃具有很好的憎水性 能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页 1/1 页。

3、 2 1. 一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 包括以下步骤 : (1) 用有机溶剂溶解羟基硅油得到第一溶液, 将含氟有机硅烷、 硅酸酯、 酸催化剂、 有机 溶剂和水混合得到第二溶液 ; (2) 将第一溶液、 第二溶液、 活化剂混合得到第三溶液, 其中活化剂为氢氟酸和 / 或氟 硅酸 ; (3) 将第三溶液陈化, 得到用于玻璃的憎水修饰剂。 2. 根据权利要求 1 所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (1) 中的羟基硅油中羟基含量为 0.3% 5%, 第一溶液中的羟基硅油浓度为 1wt% 10wt%。 3. 根据权利要求 1 所述的用于玻璃的憎水修饰。

4、剂的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (1) 中的硅酸酯的通式为 Si(OR)4, 其中 R 为烷基或 / 和取代烷基, R 基团中的碳原子数为 1 10 ; 含氟有机硅烷的通式为 CF3(CF2)m(CH2)2Si(OR )3, 其中 m 为 6 10, R 为烷基或 / 和取代烷基, R 基团中的碳原子数为 1 10。 4. 根据权利要求 3 所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 所述硅酸 酯中 R 基团中的碳原子数为 1 4 ; 含氟有机硅烷中的 R 基团中的碳原子数为 1 4。 5. 根据权利要求 1 所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 所述步 骤 。

5、(1)中的第二溶液中各物质的含量为 : 水为 1.5wt% 2.8wt%, 酸催化剂为 0.5wt% 6.9wt%, 硅酸酯为 1.0wt% 2.3wt%, 含氟有机硅烷为 0.5wt% 5.7wt%, 余量为有机溶剂。 6. 根据权利要求 1 所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (2) 中第一溶液与第二溶液的质量比为 1 (0.5 8.2) , 第三溶液中的活化剂的含量为 0.5wt% 15wt%。 7. 根据权利要求 1 所述的用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 其特征在于, 所述步骤 (3) 中第三溶液的陈化时间为 10 小时 30 小时。 8.一种用于玻璃的憎。

6、水修饰剂, 其特征在于, 其是由权利要求17任意一项所述的方 法制备的。 9. 一种憎水玻璃, 其特征在于, 其是由权利要求 8 所述的憎水修饰剂修饰得到的。 10. 一种憎水玻璃的制备方法, 其特征在于, 包括 : 当玻璃的温度高于 5时, 将权利要求 8 所述的憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。 权 利 要 求 书 CN 102643606 A 2 1/7 页 3 憎水修饰剂及其制备方法、 憎水玻璃及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及憎水玻璃技术领域, 具体涉及一种憎水修饰剂及其制备方法、 憎水玻 璃及其制备方法。 背景技术 0002 玻璃通常采用钠钙浮法玻璃, 该类玻璃的表面为高能、 亲。

7、水表面, 暴露于大气中时 极易吸附空气2中的水分形成水膜5而产生风化, 使得玻璃表面产生微裂纹等缺陷, 产生风 化现象的玻璃表面结构见图 1, 该具有缺陷的玻璃表面结构会影响玻璃自身的光学性能和 机械性能。 玻璃作为汽车的一个重要安全构件, 需要经常维护, 市场上常见的玻璃维护方法 是对玻璃进行打蜡处理。 但是, 在夜晚玻璃经过打蜡处理的汽车与其它车辆会车时, 对方车 辆灯光会在经过打蜡处理的玻璃上形成反光, 严重影响本车的驾驶员视线。 0003 目前, 大多车辆在出厂时其前门侧窗玻璃和外后视镜均采用表面镀憎水涂层技术 以解决雨天行驶视野模糊问题。 但是, 已有憎水涂层技术使用麻烦, 玻璃在用。

8、憎水剂修饰前 需要经过脱脂、 抛光、 活化、 清洗等复杂的前处理工艺, 在用憎水修饰剂修饰后需要对其加 热或室温下长时间存放等后处理工艺。这些技术无法在终端市场使用, 只适用于工厂在线 生产使用。 同时, 市场上也出现了一些含纳米二氧化硅粒子的憎水剂产品, 这些憎水剂中的 二氧化硅粒子对玻璃表面的缺陷进行填充, 同时憎水剂赋予玻璃持久的憎水性能, 这些产 品在使用前均需采用厂家配套的清洁剂或抛光粉清洁活化玻璃表面, 使用麻烦, 并且水在 玻璃表面的接触角偏低。因此, 憎水涂层技术在玻璃上尚未得到广泛应用。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足, 提供一种憎。

9、水修 饰剂及其制备方法、 憎水玻璃及其制备方法, 该憎水修饰剂制备方法简单, 且使用该憎水修 饰剂对玻璃进行修饰前玻璃不需要复杂的前处理工艺和后处理工艺, 使用该制备方法制得 的憎水玻璃具有很好的憎水性能。 0005 解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方 法, 包括以下步骤 : 0006 (1) 用有机溶剂溶解羟基硅油得到第一溶液, 将含氟有机硅烷、 硅酸酯、 酸催化剂、 有机溶剂和水混合得到第二溶液 ; 0007 (2) 将第一溶液、 第二溶液、 活化剂混合得到第三溶液, 其中活化剂为氢氟酸和 / 或氟硅酸 ; 0008 (3) 将第三溶液陈化, 得到用于玻璃。

10、的憎水修饰剂。 0009 优选的是, 所述步骤 (1) 中的羟基硅油中羟基含量为 0.3% 5%, 第一溶液中的羟 基硅油浓度为 1wt% 10wt%。 0010 羟 基 硅 油 可 表 示 为 HO(CH3)2SiOnH, 羟 基 硅 油 中 羟 基 含 量 是 指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比, 羟基硅油主要起到降低表面摩擦力的作用, 由于其富含 说 明 书 CN 102643606 A 3 2/7 页 4 羟基, 可与玻璃基体表面的活性羟基发生缩合反应形成牢固的膜层。 0011 优选的是, 所述步骤 (1) 中的硅酸酯的通式为 Si(OR)4, 其中 R 为烷基。

11、或 / 和取代 烷基, R基团中的碳原子数为110 ; 含氟有机硅烷的通式为CF3(CF2)m(CH2)2Si(OR)3, 其 中 m 为 6 10, R 为烷基或 / 和取代烷基, R 基团中的碳原子数为 1 10。硅酸酯在 酸性条件下发生水解形成 SiO2胶粒, 添加该物质可提高憎水膜层耐高低温、 耐酸碱和有机 溶剂性能 ; 含氟有机硅烷主要利用含氟长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性, 在酸催化 下 -Si-OR 基团发生水解形成 -Si-OH, 可与玻璃基体表面的 Si-OH 发生缩合反应, 形成低 表面能膜层。 0012 更优选的是, 硅酸酯中 R 基团中的碳原子数为 1 4 ; 含氟。

12、有机硅烷中的 R 基团 中的碳原子数为 1 4。 0013 优选的是, 所述步骤 (1) 中的酸催化剂为盐酸、 硝酸、 硫酸和乙酸中的一种或几种 混合物。 0014 优选的是, 所述步骤 (1) 中的第二溶液中各物质的含量为 : 水为1.5wt%2.8wt%, 酸催化剂为 0.5wt% 6.9wt%, 硅酸酯为 1.0wt% 2.3wt%, 含氟有机硅烷为 0.5wt% 5.7wt%, 余量为有机溶剂。 0015 优选的是, 步骤 (1) 中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶剂为甲苯、 二甲苯等芳香 族溶剂, 丙酮、 甲乙酮等酮类溶剂, 乙酸乙酯、 乙酸丁酯等酯类溶剂, 乙二醇、 丙二醇等二醇 类。

13、溶剂, 乙醇、 正丙醇、 异丙醇、 正丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。 0016 更优选的是, 步骤 (1) 中的羟基硅油的有机溶液中的有机溶剂为乙二醇、 丙二醇等 二醇类溶剂, 乙醇、 正丙醇、 异丙醇、 正丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。 0017 优选的是, 所述步骤 (1) 中的将含氟有机硅烷、 硅酸酯、 酸催化剂、 有机溶剂和水混 合得到第二溶液中的有机溶剂为甲苯、 二甲苯等芳香族溶剂 ; 丙酮、 甲乙酮等酮类溶剂 ; 乙 酸乙酯、 乙酸丁酯等酯类溶剂 ; 乙二醇、 丙二醇等二醇类溶剂 ; 乙醇、 正丙醇、 异丙醇、 正丁 醇等醇类溶剂。优选醇类和酯类溶剂中的。

14、一种或两种混合物。 0018 更优选的是, 所述步骤 (1) 中的将含氟有机硅烷、 硅酸酯、 酸催化剂、 有机溶剂和水 混合得到第二溶液中的有机溶剂为乙二醇、 丙二醇等二醇类溶剂, 乙醇、 正丙醇、 异丙醇、 正 丁醇等醇类溶剂中的一种或者其中几种的混合物。 0019 优选的是, 所述步骤 (1) 配置第二溶液的具体步骤为将含氟有机硅烷、 硅酸酯、 酸 催化剂、 有机溶剂和水混合搅拌 4 20 小时。 0020 优选的是, 所述步骤 (2) 中第一溶液与第二溶液的质量比为 1 (0.5 8.2) , 第 三溶液中的活化剂的含量为 0.5wt% 15wt%, 该活化剂可以去除玻璃表面的氧化物、 。

15、其它 金属盐类物质以及惰性物质, 赋予玻璃表面精细的微观粗糙结构, 提高了玻璃的比表面积, 从而增加了憎水基团与汽车玻璃表面结合的数量, 使憎水膜层更加致密。 0021 优选的是, 所述步骤 (2) 具体为将第一溶液、 第二溶液、 活化剂混合搅拌 5 30 分 钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的有机溶剂可以去除吸附在玻璃表面的吸附物和有机分子 层。 0022 优选的是, 所述步骤 (3) 中第三溶液的陈化时间为 10 小时 30 小时。 0023 本发明还提供一种用于玻璃的憎水修饰剂, 其是由上述的方法制备的。 0024 本发明还提供一种憎水玻璃, 其是由上述的憎水修饰剂修饰得到的。 说 明 。

16、书 CN 102643606 A 4 3/7 页 5 0025 本发明还提供一种憎水玻璃的制备方法, 包括 : 0026 当玻璃的温度高于 5时, 将使用上述方法制备得到的憎水修饰剂擦拭在玻璃表 面。 0027 优选的是, 所述憎水玻璃的制备方法, 包括 : 0028 当玻璃的温度低于 5时, 将玻璃预加热至 255, 将使用上述方法制备得到的 憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。 0029 本发明的优点 : 该憎水修饰剂制备方法简单, 且使用该憎水修饰剂对玻璃进行修 饰前玻璃不需要经过脱脂、 抛光、 活化、 清洗等复杂的前处理工艺, 在用憎水修饰剂修饰后 也不需要对其加热或室温下长时间存放等后处理工艺。

17、, 该憎水修饰剂可以直接擦拭在玻璃 表面形成憎水膜层, 且使用该制备方法制得的憎水玻璃具有很好的憎水性能。 附图说明 0030 图 1 是暴露于空气中的普通玻璃表面的结构示意图 ; 0031 图 2 是按照本发明实施例制作的憎水玻璃的憎水膜层的结构示意图 ; 0032 图中 : 1- 憎水玻璃 ; 2- 空气 ; 3- 吸附物 ; 4- 有机分子层 ; 5- 水膜 ; 6- 玻璃基体。 具体实施方式 0033 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案, 下面结合附图和具体实施方 式对本发明作进一步详细描述。 0034 实施例 1 0035 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 。

18、包括以下步骤 : 0036 (1)将羟基硅油 (羟基含量为 2.5%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)2SiOnH, 羟基硅 油中羟基含量是指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与丙酮混合, 得到羟基硅油 浓度为 5.5wt% 的第一溶液 ; 将水、 硝酸、 丙酮混合搅拌 5 分钟, 搅拌速度为 250 转 / 分钟, 然后再加入硅酸酯 Si(OCH2CH2CH3)4, 搅拌 6 分钟, 搅拌速度为 400 转 / 分钟, 然后再加入含 氟有机硅烷 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2Cl)3, 搅拌 15 小时, 得到第二溶液, 其中, 第二溶液中各 物质的。

19、含量为 : 水为 1.8wt%, 硝酸为 2wt%, 硅酸酯 Si(OCH2CH2CH3)4为 2wt%, 含氟有机硅烷 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2Cl)3为 5.7wt%, 余量为丙酮。如图 1、 图 2 所示, 羟基硅油主要起到 降低表面摩擦力的作用, 由于其富含羟基, 可与玻璃基体 6 表面的活性羟基发生缩合反应 形成牢固的膜层 ; 硅酸酯在酸性条件下发生水解形成 SiO2胶粒, 添加该物质可提高憎水膜 层耐高低温、 耐酸碱和有机溶剂性能 ; 含氟有机硅烷主要利用含氟长碳链的低表面能及优 异的耐候稳定性, 在酸催化下 -Si-OR 基团发生水解形成 -Si-OH, 可与。

20、玻璃基体 6 表面的 Si-OH 发生缩合反应, 形成低表面能膜层。 0037 (2)将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比 为 1 6, 同时加入氟硅酸, 搅拌 10 分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氟硅酸的含量为 7.5wt% ; 氟硅酸可以去除玻璃表面的氧化物、 其它金属盐类物质以及惰性物质, 赋予玻璃表 面精细的微观粗糙结构, 提高了玻璃的比表面积, 从而增加了憎水基团与汽车玻璃表面结 合的数量, 使憎水膜层更加致密。第三溶液中的丙酮可以去除吸附在玻璃表面的吸附物 3 和有机分子层 4。 说 明 书 CN 102643606 A 5 4/7 页 6 003。

21、8 (3) 将第三溶液在室温下陈化 28 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0039 当玻璃的温度高于 5时, 用无尘纸蘸取少量该憎水剂, 在玻璃表面反复均匀擦 拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 111.83; 在 0.1mol/L 的 H2SO4溶液中浸泡 2h 后接触 角为 109.42 ; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 111.25 ; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 111.56 ; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 110.68。 0040 本发明的优点 : 该憎水修饰剂制备方法简单, 且使用该憎水修饰剂对玻。

22、璃进行修 饰前玻璃不需要经过脱脂、 抛光、 活化、 清洗等复杂的前处理工艺, 在用憎水修饰剂修饰后 也不需要对其加热或室温下长时间存放等后处理工艺, 该憎水修饰剂可以直接擦拭在玻璃 表面形成憎水膜层, 且使用该制备方法制得的憎水玻璃具有很好的憎水性能。 0041 实施例 2 0042 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 包括以下步骤 : 0043 (1) 将羟基硅油 (羟基含量为 2%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)2SiOnH, 羟基硅油中 羟基含量是指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与甲苯混合, 得到羟基硅油浓度为 7wt% 的第一溶液 ; 将。

23、水、 盐酸、 甲苯混合搅拌 4 分钟, 搅拌速度为 300 转 / 分钟, 然后再加入 硅酸酯 Si(OCH2CH2Cl)4, 搅拌 5 分钟, 搅拌速度为 300 转 / 分钟, 然后再加入含氟有机硅烷 C F3(CF2)10(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)3, 搅拌 4 小时, 得到第二溶液, 其中, 第二溶液中各物质 的含量为 : 水为 2.8wt%, 盐酸为 3.5wt%, 硅酸酯 Si(OCH2CH2Cl)4为 2.3wt%, 含氟有机硅烷 CF 3(CF2)10(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)3为 0.5wt%, 余量为甲苯。 0044 (2。

24、)将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比 为 1 0.5, 同时加入氢氟酸, 搅拌 5 分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氢氟酸的含量为 0.5wt% ; 氢氟酸可以去除玻璃表面的氧化物、 其它金属盐类物质以及惰性物质, 赋予玻璃表 面精细的微观粗糙结构, 提高了玻璃的比表面积, 从而增加了憎水基团与汽车玻璃表面结 合的数量, 使憎水膜层更加致密。如图 1 所示, 第三溶液中的甲苯可以去除吸附在玻璃表面 的吸附物 3 和有机分子层 4。 0045 (3) 将第三溶液在室温下陈化 10 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0046 当玻璃的温度低于 5时, 将玻璃预加。

25、热至 255, 用无尘纸蘸取少量该憎水 剂, 在玻璃表面反复均匀擦拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 111.73 ; 在 0.1mol/L 的 H2SO4溶液中浸泡 2h 后接触角为 110.07; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 110.84; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 111.46; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 110.33。 0047 实施例 3 0048 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 包括以下步骤 : 0049 (1)将羟基硅油 (羟基含量为 3%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)。

26、2SiOnH, 羟基硅油 中羟基含量是指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与正丁醇混合, 得到羟基硅油浓 度为 10wt% 的第一溶液 ; 将水、 硫酸、 正丁醇混合搅拌 1 分钟, 搅拌速度为 150 转 / 分钟, 然后再加入硅酸酯 Si(OCH3)4, 搅拌 7 分钟, 搅拌速度为 600 转 / 分钟, 然后再加入含氟有 机硅烷 CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3, 搅拌 6 小时, 得到第二溶液, 其中, 第二溶液中各 物质的含量为 : 水为 2.2wt%, 硫酸为 0.5wt%, 硅酸酯 Si(OCH3)4为 1.8wt%, 。

27、含氟有机硅烷 说 明 书 CN 102643606 A 6 5/7 页 7 CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3为 2wt%, 余量为正丁醇。 0050 (2) 将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比为 12, 同时加入氢氟酸, 搅拌20分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氢氟酸的含量为12wt%。 0051 (3) 将第三溶液在室温下陈化 30 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0052 当玻璃的温度高于 5时, 用无尘纸蘸取少量该憎水剂, 在玻璃表面反复均匀擦 拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 112.79; 在 0.1mol/L 。

28、的 H2SO4溶液中浸泡 2h 后接触 角为 110.88 ; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 111.95 ; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 111.64 ; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 110.96。 0053 实施例 4 0054 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 包括以下步骤 : 0055 (1)将羟基硅油 (羟基含量为 5%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)2SiOnH, 羟基硅油 中羟基含量是指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与乙二醇混合, 得到羟基硅油 浓度。

29、为 5wt% 的第一溶液 ; 将水、 硝酸、 乙二醇混合搅拌 2 分钟, 搅拌速度为 100 转 / 分 钟, 然后再加入硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)4和 Si(OCH2CH3)4, 搅拌 10 分钟, 搅拌速度为 500 转 / 分钟, 然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)7(CH2)2SiO(CH2)9CH33, 搅拌 20 小时, 得到第二溶液, 其中, 第二溶液中各物质的含量为 : 水为 1.5wt%, 硝酸为 3wt%, 硅酸酯为 1wt%(硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2CH3)4和 Si(OCH2CH3)4的质量比为 2 1) , 含氟有机硅烷 C。

30、F3(CF2)7(CH2)2SiO(CH2)9CH33为 3.1wt%, 余量为乙二醇。 0056 (2) 将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比为 18.2, 同时加入氟硅酸和氢氟酸, 搅拌30分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氟硅酸和氢 氟酸的含量为 15wt%(氟硅酸和氢氟酸的质量比为 3 2) 。 0057 (3) 将第三溶液在室温下陈化 15 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0058 当玻璃的温度高于 5时, 用无尘纸蘸取少量该憎水剂, 在玻璃表面反复均匀擦 拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 113.11; 在 0.1mol/L 的 H2SO4溶液中。

31、浸泡 2h 后接触 角为 111.98 ; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 111.95 ; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 112.91 ; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 111.98。 0059 实施例 5 0060 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 包括以下步骤 : 0061 (1) 将羟基硅油 (羟基含量为 0.3%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)2SiOnH, 羟基硅油 中羟基含量是指 -OH 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与乙酸乙酯和乙酸丁酯混合, 得 到羟基硅油浓度为。

32、 4wt% 的第一溶液 ; 将水、 醋酸、 乙酸乙酯和乙酸丁酯混合搅拌 5 分钟, 搅 拌速度为 300 转 / 分钟, 然后再加入硅酸酯 SiO(CH2)9CH34, 搅拌 8 分钟, 搅拌速度为 300 转 / 分钟, 然后再加入含氟有机硅烷 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH3)3和 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH 2CH2CH2Br)3, 搅拌 12 小时, 得到第二溶液, 其中, 第二溶液中各物质的含量为 : 水为 2.5wt%, 醋酸为 6.9wt%, 硅酸酯 SiO(CH2)9CH34为 1.5wt%, 含氟有机硅烷为 4wt%(含氟有机硅烷 CF3(C。

33、F2)6(CH2)2Si(OCH2CH3)3和 CF3(CF2)6(CH2)2Si(OCH2CH2CH2Br)3的质量比为 1 1) , 余量 为乙酸乙酯和乙酸丁酯。 说 明 书 CN 102643606 A 7 6/7 页 8 0062 (2) 将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比为 1 4, 同时加入氟硅酸, 搅拌 17 分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氟硅酸的含量为 4wt%。 0063 (3) 将第三溶液在室温下陈化 20 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0064 当玻璃的温度低于 5时, 将玻璃预加热至 255, 用无尘纸蘸取少量该憎水 剂, 在玻。

34、璃表面反复均匀擦拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 112.42 ; 在 0.1mol/L 的 H2SO4溶液中浸泡 2h 后接触角为 109.42; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 110.89; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 111.38; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 110.31。 0065 实施例 6 0066 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂的制备方法, 包括以下步骤 : 0067 (1) 将羟基硅油 (羟基含量为 4%, 羟基硅油可表示为 HO(CH3)2SiOnH, 羟基硅油中 羟基含量是指 -OH。

35、 在 HO(CH3)2SiOnH 中的分子量占比) 与正丙醇混合, 得到羟基硅油浓度 为1wt%的第一溶液 ; 将水、 硫酸、 盐酸、 正丙醇混合搅拌3分钟, 搅拌速度为200转/分钟, 然 后再加入硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH2Br)4, 搅拌 9 分钟, 搅拌速度为 200 转 / 分钟, 然后再加入 含氟有机硅烷 CF3(CF2)9(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2Cl)3, 搅拌 10 小时, 得到第二溶液, 其中, 第 二溶液中各物质的含量为 : 水为 2wt%, 硫酸和盐酸为 1wt% (硫酸和盐酸的质量比为 2 1) , 硅酸酯 Si(OCH2CH2CH2CH。

36、2Br)4为 1.6wt%, 含氟有机硅烷 CF3(CF2)9(CH2)2Si(OCH2CH2CH2CH2Cl)3 为 5wt%, 余量为正丙醇。 0068 (2) 将第一溶液加入到第二溶液中, 其中第一溶液与第二溶液混合的质量比为 13, 同时加入氢氟酸, 搅拌25分钟, 得到第三溶液, 第三溶液中的氢氟酸的含量为10wt%。 0069 (3) 将第三溶液在室温下陈化 25 小时, 得到用于玻璃的憎水剂溶液。 0070 当玻璃的温度高于 5时, 用无尘纸蘸取少量该憎水剂, 在玻璃表面反复均匀擦 拭, 擦拭后玻璃表面与水接触角约为 114.42; 在 0.1mol/L 的 H2SO4溶液中浸泡。

37、 2h 后接触 角为 112.91 ; 在 0.1mol/L 的 NaOH 溶液中浸泡 2h 后接触角为 113.87 ; 氙灯加速老化 1000h 后接触角基本不变, 其为 113.72 ; 经过耐擦洗试验机擦洗 10000 次后其接触角为 113.51。 0071 实施例 7 0072 本实施例提供一种用于玻璃的憎水修饰剂, 其是由上述任意一实施例的方法制得 的。 0073 实施例 8 0074 本实施例提供一种憎水玻璃的制备方法, 当温度低于 5时, 将玻璃预加热至 255, 再将实施例 7 所述的憎水修饰剂擦拭在玻璃表面。 0075 实施例 9 0076 本实施例提供一种憎水玻璃的制备。

38、方法, 当温度高于 5时, 将实施例 7 所述的憎 水修饰剂擦拭在玻璃表面。 0077 实施例 10 0078 本实施例提供一种憎水玻璃, 其是由实施例8或实施例9的方法制备的, 得到的憎 水玻璃 1 表面处的结构如图 2 所示。该憎水玻璃 1 在制备过程中, 第三溶液中的有机溶剂 可以去除吸附在玻璃表面的吸附物 3 和有机分子层 4(见图 1) ; 氢氟酸或者氟硅酸活化剂 说 明 书 CN 102643606 A 8 7/7 页 9 可以去除玻璃表面的氧化物、 其它金属盐类物质以及惰性物质, 赋予玻璃表面精细的微观 粗糙结构, 提高了玻璃的比表面积, 从而增加了憎水基团与汽车表面结合的几率 。

39、; 含氟有机 硅烷主要利用含氟长碳链的低表面能及优异的耐候稳定性, 在酸催化下 -Si-OR 基团发 生水解形成 -Si-OH, 可与玻璃基体 6 表面的 Si-OH 发生缩合反应, 形成低表面能膜层, 在这 些溶剂的共同作用下得到如图 2 所示的憎水玻璃 1。 0079 可以理解的是, 以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式, 然而本发明并不局限于此。 对于本领域内的普通技术人员而言, 在不脱离本发明的精 神和实质的情况下, 可以做出各种变型和改进, 这些变型和改进也视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102643606 A 9 1/1 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102643606 A 10 。

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