[發明專利]一種玻璃表面疏水改性劑及其合成方法

有效

• 申請號: 201510246902.8
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104910203B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 鄒剛;翟娟娟;關常威
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C03C17/30
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙)31218
• 代理人: 翟羽,曾人泉

技術領域

本發明屬于精細化工技術領域，具體涉及一種玻璃表面疏水改性劑及其合成方法。

背景技術

玻璃是目前使用的非常廣泛的一種材料，可用于建筑、建筑裝飾、汽車制造、電子顯示及光伏器件等許多領域。普通玻璃的表面通常為高表面能的親水表面。與水接觸后，普通玻璃的表面能有較大的降低，因而會被水所潤濕。但是，由于普通玻璃的表面不光滑、不均勻，使得水滴在傾斜的普通玻璃的表面上后會出現前進角與后進角不相等的黏附。水滴的黏附會導致玻璃的透光性差、閃光、粘污等情況，影響玻璃在汽車、建筑裝飾、電子顯示及光伏器件等領域的應用。

為了解決水滴黏附在玻璃上產生的問題，現在通常采用在玻璃上鍍膜的方法。玻璃鍍膜使玻璃上帶有疏水薄膜，成為疏水玻璃。水滴落在傾斜的疏水玻璃上后，由于疏水薄膜減小了玻璃與水滴之間的粘附力，因而能夠使水滴在自身重力的作用下從玻璃上迅速滑落。現在鍍膜技術有：氧化鋁模板法、化學氣相沉積法、溶膠-凝膠法等。由于玻璃鍍膜后其透光性會降低，會影響其在一些領域的應用；或者需要采取特殊的增透技術，這樣生產成本又提高了。那么能否做到將普通玻璃轉化為疏水玻璃，在進行普通玻璃表面疏水改性的同時又不影響玻璃的透光性呢？這里，使用合適的玻璃表面疏水改性劑就成為普通玻璃轉化為疏水玻璃的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種玻璃表面疏水改性劑——均三嗪類疏水改性劑，它以廉價易得的三聚氯氰為原料，先后引入六個烷基鏈作為疏水性端基和一個有機硅氧烷作為與玻璃的偶聯端基，能夠在簡便條件下進行玻璃表面疏水改性，改性后的玻璃，水在其表面的接觸角可以達到90^o以上，具有良好的疏水性。本發明的第二目的是，提供所述玻璃表面疏水改性劑的合成方法。

為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。

一種玻璃表面疏水改性劑，其特征在于，以均三嗪為核，外圍端基為六個疏水烷基端基和一個偶聯基，其結構式為：

式中：

R¹為4-12碳的烷基；

R²為甲基或者乙基。

為實現上述第二目的，本發明采取了以下技術方案。

一種玻璃表面疏水改性劑的合成方法，其特征在于，含有以下步驟：

（1）組分準備

在氮氣氛圍下，向帶有回流裝置的反應器內加入1倍摩爾量的三聚氯氰、2倍摩爾量的三-（2-烷氧羰基乙氧甲基）-甲胺、4倍摩爾量的碳酸鉀和二氧六環作為溶劑，將上述原料混合；

（2）反應

將步驟（1）的混合原料先在0℃冰水浴下反應1h；然后室溫反應2h；再回流反應20h；

（3）添加3-氨基丙基三烷氧基硅烷繼續回流反應

在步驟（2）反應物的基礎上加入5倍摩爾量的3-氨基丙基三烷氧基硅烷，繼續回流反應10h；

（4）去除有機溶劑并洗滌

減壓蒸去有機溶劑和二氧六環以及過量的3-氨基丙基三烷氧基硅烷，再先后用水和石油醚洗滌除去雜質，得到玻璃表面疏水改性劑——2-（3-烷氧基硅烷丙胺基）-4,6-二-[三-（2-烷氧羰基乙氧基甲基）-甲胺基]-[1,3,5]-三嗪；

所述合成方法的化學反應式為：

。

進一步，步驟（1）所述的三-（2-烷氧羰基乙氧甲基）-甲胺是C4-C12醇酯中叔丁醇酯、環己醇酯、異辛醇酯或十二醇酯的一種。

進一步， 步驟（3）所述的3-氨基丙基三烷氧基硅烷是甲氧基或者乙氧基中的一種。

本發明的積極效果是：

（1）本發明的玻璃表面疏水改性劑以廉價易得的三聚氯氰為原料，先后引入六個烷基鏈作為疏水性端基和一個有機硅氧烷作為與玻璃的偶聯端基，能夠在簡便條件下進行玻璃表面的疏水改性。

（2）采用本發明的玻璃表面疏水改性劑改性后的玻璃，透光度不受影響，水在其表面的接觸角可達到90^o以上，具有良好的疏水性。

（3）本發明的合成方法原料便宜、合成條件溫和、工藝簡單、產率高，具有良好應用前景。

附圖說明

圖1為本發明一種玻璃表面疏水改性劑的合成方法的流程框圖。

圖2為水在無改性劑玻璃表面的接觸角。

圖3為水在改性劑I-1改性玻璃表面的接觸角。

圖4為水在改性劑I-2改性玻璃表面的接觸角。

圖5為水在改性劑I-3改性玻璃表面的接觸角。

圖6為水在改性劑I-4改性玻璃表面的接觸角。