[發明專利]一種防水防霧表面改性玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201210442595.7
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103043919A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 聶俊;曹寶學;馬貴平
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C03C17/30
• 分類號: C03C17/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及通過化學鍵接的方式，接枝光引發劑進而在玻璃表面進行光固化反應，制備防水防霧玻璃。?

背景技術

玻璃具有良好的透視、透光性能，對太陽光中近紅外熱射線的透過率較高，但對可見光折射至室內墻頂地面和家具、織物而反射產生的遠紅外長波熱射線卻有效阻擋，故可產生明顯的“暖房效應”。通常情況下，對酸堿鹽及化學試劑盒氣體都有較強的抵抗能力。玻璃被人們廣泛用于建筑工程、家居設計等領域的生產生活中，尤其在門窗和擋風玻璃中的應用。由于其與環境長期接觸，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。?

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劑改性玻璃表面。硅烷偶聯劑實質上是一類具有有機官能團的硅烷，在其分子中同時具有能和無機質材料（如玻璃、硅砂、金屬等）化學結合的反應基團及與有機質材料（合成樹脂等）化學結合的反應基團。水解基團——烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。烷氧基能與添加的或無機表面殘留的水反應，水解生成硅醇，然后這些硅醇和無機表面的金屬羥基反應，生成烷氧基結構并脫水，形成牢固的化學鍵。不同的有機官能基團，包括氨基、甲基丙烯酰氧基、環氧基、乙烯基、巰基等。不同的有機官能團適用于不同的有機聚合物，它能與聚合物進行化學反應（熱固性）或形成物理纏繞、互傳網絡體系（熱塑性）而形成牢固的化學鍵。硅烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方面：?

①用于玻璃纖維的表面處理?

能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態時，它對復合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。?

②用于無機填料填充塑料?

可預先對填料進行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹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）的機械、電學和耐氣候等性能。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度、耐水、耐氣候等性能?

硅烷偶聯劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團；一種基團可以和被粘的骨架材料結合；而另一種基團則可以與高分子材料或粘接劑結合，從而在粘接界面形成強力較高的化學鍵，大大改善了?粘接強度。硅烷偶聯劑的應用一般有三種方法：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，如申請號200510059711.7的中國發明專利公開了一種納米級自潔凈鍍膜玻璃及生產工藝，在玻璃表面鍍一層納米級無機粒子膜。申請號200510072444.7的中國發明專利公開了一種以鈦酸丁酯、無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。這兩個發明在鍍膜過程中，都存在兩個界面間的粘合問題。涂膜和玻璃間僅依靠物理粘合力和次價鍵力，如氫鍵和范德華力等，難以保證其穩定性。在實際應用中，易脫模影響使用壽命和應用領域。申請號200610035099.4的中國發明專利公開了一種具有可見光響應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離子共摻的改性二氧化鈦薄膜，退火處理得到產物。產物在兩個界面間的粘合性較差。申請號201010213180.3中國專利發明利用過飽和溶液醋酸鈉的化學特性，吧汽車前面的一塊玻璃換成雙層的玻璃，里面充滿了醋酸鈉過飽和溶液。通過溶質結晶的放熱，起到防霧效果。在實際應用中，雙層的汽車玻璃中受熱受冷不均勻，過飽和溶液醋酸鈉溶液的結晶過程不均勻，影響使用效果。申請號201110238349.5的中國專利采用常壓加熱水浴或密封加熱水浴兩種方，通過含有二氧化鈦的堿性水溶液，對各種組分的玻璃片進行有效的刻蝕，得到增透的超親水自潔凈防霧玻璃。此制備過程是采用自組裝分子膜的方式得到產物。自組裝分子膜的附著性、均勻性和性能穩定性差。?

本發明要制備一種防水防霧的表面改性玻璃，通過硅烷偶聯劑接枝光引發劑2959。通過UV引發，每個2959分子形成的兩個活性中心均固定在玻璃上，單體的聚合過程是由玻璃表面向外進行連增長，鏈段具有取向性。采用先進的光固化技術，形成的聚合物粘結性能優異，表面規整。同時，也可以進行梯度聚合反應。?

發明內容

針對存在的玻璃表面改性兩個界面間的粘合問題。通過化學鍵接的方式，使用含有異氰酸根的硅烷偶聯劑，把光引發劑接枝在玻璃表面，形成單分子層。使用含有特殊官能團的單體，在改性后的玻璃表面進行光固化反應，制備粘合性好的產物。包括以下步驟：?