本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種含有納米二氧化硅的防霧劑，按質(zhì)量百分比包括：納米二氧化硅水溶膠50～99%，硅烷偶聯(lián)劑0.02～40%，表面活性劑0.001～30%，固化促進(jìn)劑0.01～5%，穩(wěn)定劑0.001～2%，醇類溶劑0～10%，無機(jī)酸0～10%；其制備方法是將納米二氧化硅水溶膠、硅烷偶聯(lián)劑、固化促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑攪拌混合并反應(yīng)充分后加入表面活性劑與醇類溶劑的混合物攪拌0.5~4小時(shí)，以無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH即制得pH8～10的納米防霧劑。該防霧劑防霧效果優(yōu)良，硅烷偶聯(lián)劑和固化促進(jìn)劑的加入使粘結(jié)更牢固，效果更持久，同時(shí)工藝簡單，成本低，使用方便。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于涂覆于基體材料包括玻璃、塑料及金屬表面的防霧劑及其制備方法，具體涉及一種含有納米二氧化硅的防霧劑及制備方法。
技術(shù)介紹
透明表面的霧化，給人們帶來很多不便，防止霧化的方法有多種，而防霧劑是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法，而且能耗低，應(yīng)用前景很廣。 防霧劑的基本原理是以表面活性劑為主要成分，在基體材料表面形成一層親水膜以防止霧珠產(chǎn)生，保持光線的透過率。目前防霧劑的制作方法有的是直接將表面活性劑涂到基體上，而更多的是在基體上涂覆高分子膜，其包括丙烯酸酯類防霧涂料、有機(jī)聚硅氧烷防霧劑、聚氧乙烯多元醇類防霧劑等，如美國專利US3212909公開了一種以月桂磺基酸鈉為主要成分的防霧劑；美國專利US5244935公開了一種經(jīng)紫外固化后可以防霧的胺聚合物制備方法；歐洲專利EP5244935公開了一種用包含羥基聚合物活性劑來實(shí)現(xiàn)防霧的方法；但是，上述方法中的防霧成分與基體材料缺乏有效的相互作用，致使防霧效果持續(xù)時(shí)間短。中國專利CN03117059. 5在防霧劑中引入納米二氧化鈦(TiO2)粒子，二氧化鈦中的光催化活性會降解防霧劑中的表面活性成分，因而也不利于改善防霧劑的穩(wěn)定性和持久性。中國專利200810099062. 7公開了一種以酸性納米二氧化硅和四烷氧基硅烷Si (0R)4為組分的用于提高親水性的二氧化硅涂層制備方法，該涂料系統(tǒng)在酸性下才顯示防霧特性，同時(shí)由于稍強(qiáng)一點(diǎn)的酸促使硅氧烷鍵的水解聚合反應(yīng)加快，納米二氧化硅粒子在所形成的有凝膠傾向的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中易于團(tuán)聚，從而導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，特別是四個(gè)烷氧基硅烷在酸催化下水解，形成鏈狀分支的硅氧聚合物，鏈狀硅氧聚合物與基體材料的相互作用有限，而且表面基團(tuán)在鏈上的缺失導(dǎo)致聚合物缺乏韌性而變脆，使得涂層防霧效果持續(xù)時(shí)間短。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種能顯示防霧特性、且能與基體材料形成堅(jiān)韌、牢固的結(jié)構(gòu)、防霧效果好、持續(xù)時(shí)間久、生產(chǎn)工藝簡單的含有納米二氧化硅粒子的防霧劑及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是 一種納米防霧劑，按質(zhì)量百分比包括以下組分 納米二氧化硅水溶膠50 99% 硅烷偶聯(lián)劑O. 02 40% 表面活性劑O. 001 30% 固化促進(jìn)劑O. 01 5% 穩(wěn)定劑O. 001 2% 醇類溶劑O 10%無機(jī)酸O 10%。進(jìn)一步地，一種納米防霧劑，按質(zhì)量百分比計(jì)優(yōu)選包括以下組分 納米二氧化硅水溶膠7(Γ99% 硅烷偶聯(lián)劑O. 5 25% 表面活性劑O. 005 10% 固化促進(jìn)劑O. 02^1% 穩(wěn)定劑0.0Γ % 醇類溶劑O 5%無機(jī)酸O 5%。再進(jìn)一步地，所述納米二氧化硅水溶膠pH為9 10. 5，溶膠均勻無沉淀，所述納米二氧化硅水溶膠含二氧化硅粒子大小為5 30納米。所述硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)為RSi (OR)3，其中R為烷基、烯基或芳香基基團(tuán)。所述表面活性劑為甜菜堿類、吡咯烷酮類、葡萄糖苷類、烷基甘油酯類、烷基聚甘油酯類、烷基二乙醇胺類、烷基山犁醇酯類中的一種或幾種的組合。所述固化促進(jìn)劑為丙烯酰胺、已內(nèi)酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種的組入口 ο所述穩(wěn)定劑為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉中的一種或幾種的組合。所述醇類溶劑為乙醇、乙二醇中的一種或兩種的組合。所述無機(jī)酸為稀鹽酸、稀醋酸、稀硝酸中的一種或幾種的組合。本專利技術(shù)還包括一種納米防霧劑的制備方法，是將納米二氧化硅水溶膠、硅烷偶聯(lián)齊U、固化促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑攪拌混合廣24小時(shí)，反應(yīng)充分后加入表面活性劑與醇類溶劑的混合物攪拌O. 5^4小時(shí),混合液以無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH后即制得pH為8 10的納米防霧劑。采用上述技術(shù)方案后，本專利技術(shù)達(dá)到的有益效果是 (1)納米二氧化硅粒子比表面積大，達(dá)300平方米/克，能在基體表面迅速形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，親水性能好，在堿催化條件下使RSi (OR)3與表面活性劑在其表面鍵合形成帶有親水基團(tuán)-OH的納米二氧化硅粒子的凝聚體，從而使其容易被玻璃等親水表面長時(shí)間吸附； (2)采用結(jié)構(gòu)為RSi(OR)3的硅烷偶聯(lián)劑，并與醇類溶劑共同使用，加強(qiáng)了納米顆粒和基體材料的連接，在基體材料表面形成多孔的骨架結(jié)構(gòu)，增加表面能，與硅直接相連的R基團(tuán)使得涂層的韌性增加，提高涂層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)對二氧化硅粒子產(chǎn)生改性，最大程度降低了納米二氧化硅粒子間的相互作用，使納米二氧化硅粒子更容易更均勻地分散、粘附于玻璃等基體體表面； (3)本專利技術(shù)采用甜菜堿類、吡咯烷酮類等表面活性劑，能更好地促進(jìn)納米二氧化硅粒子的分散，同時(shí)通過添加量的控制，使粒子穩(wěn)定性能增強(qiáng)，更主要的是活性劑的親水基團(tuán)與空氣中的水分子相互作用，使其在基體材料表面鋪展成水膜，從而防止霧珠產(chǎn)生，防霧效果更持久; (4)采用丙烯酰胺、已內(nèi)酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等作為固化促進(jìn)劑，能加快涂層聚合速度，提高涂層的交聯(lián)度，縮短固化時(shí)間，從而提高涂層的耐久性，并顯著提高涂刷防霧劑的基體的抗劃傷性能； (5)本專利技術(shù)采用氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉作為穩(wěn)定劑，提高了雙電層厚度，使納米顆粒在溶液中的穩(wěn)定性受表面雙電層厚度影響減弱，從而大大提高防霧劑的保持壽命。綜上，本專利技術(shù)所制備的納米防霧劑防霧效果優(yōu)良，硅烷偶聯(lián)劑和固化促進(jìn)劑的加入加強(qiáng)了防霧劑對基體材料表面的粘附作用，使防霧的持久性提高到28天以上，同時(shí)制備工藝簡單，成本低，使用方便。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1 (O按比例稱取下列原材料 納米二氧化硅水溶膠，商品名為Ludox，所含納米二氧化硅質(zhì)量百分比濃度為30%，pH值為9，二氧化硅粒子大小為5 30納米5 kg ; 硅烷偶聯(lián)劑KH550 0. 5 kg ； 無水甜菜堿0.1 kg ; 丙烯酰胺0. 2 kg ; 碳酸氫鈉0. 001 kg ; 乙二醇0. 209 kg ； O.1N 醋酸0.050kg; (2)將硅烷偶聯(lián)劑KH550、丙烯酰胺、納米二氧化硅水溶膠及碳酸氫鈉攪拌18小時(shí)后，加入無水甜菜堿與乙二醇的混合液攪拌混合2小時(shí)，并加入O.1N醋酸調(diào)節(jié)pH值得到pH為9的防霧劑； (3)檢測試驗(yàn)取少量該防霧劑涂于玻璃片上，于100°C烘干后，放于盛有開水的玻璃杯上方約IOcm處并將涂有防霧劑的一面朝向玻璃杯內(nèi)側(cè)，5秒后觀察水蒸氣下的防霧效果涂膜過的玻璃片清楚透明，無霧珠產(chǎn)生，具有良好的防霧效果；該玻璃片在濕度為60%、溫度為23°C的恒溫恒濕箱內(nèi)放置28天后，以水蒸氣試驗(yàn)仍透明無霧珠產(chǎn)生，防霧效果良好。實(shí)施例2 (O按比例稱取下列原材料 納米二氧化硅水溶膠，商品名為LevasiI，所含納米二氧化硅質(zhì)量百分比濃度為35%，pH值為10. 5，二氧化硅粒子大小為5 30納米 9. 9 kg ; 硅烷偶聯(lián)劑KH560 0. 002 kg ； 燒基山舉醇酷，商品名為司盤80 :0. 0001 kg ； 丙烯酰胺0. 001 kg ; 氫氧化鈉0. 0001 kg ；乙醇0. 03 kg ； 0. 0lN 稀鹽酸0.0668 kg; (2)將硅烷偶聯(lián)劑KH560、丙烯酰胺、納米二氧化硅水溶膠及氫氧化鈉攪拌24小時(shí)后，加入用乙醇稀釋的司盤80，攪拌混合30分鐘，所得反應(yīng)液以稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值，制得pH為9的防霧劑； (3)檢測試驗(yàn)取少量該防霧劑涂于玻璃片上，于110°C烘本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種納米防霧劑，按質(zhì)量百分比包括以下組分：納米二氧化硅水溶膠????????????50～99%硅烷偶聯(lián)劑????????????????????0.02～40%表面活性劑????????????????????0.001～30%固化促進(jìn)劑????????????????????0.01～5%穩(wěn)定劑????????????????????????0.001～2%醇類溶劑??????????????????????0～10%???無機(jī)酸???????????????????????0～10%。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種納米防霧劑，按質(zhì)量百分比包括以下組分納米二氧化硅水溶膠50 99%硅烷偶聯(lián)劑O. 02 40%表面活性劑O. 001 30%固化促進(jìn)劑O. 01 5%穩(wěn)定劑O. 001 2%醇類溶劑O 10%無機(jī)酸O 10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米防霧劑，其特征在于按質(zhì)量百分比包括以下組分納米二氧化硅水溶膠7(Γ99%硅烷偶聯(lián)劑O. 5 25%表面活性劑O. 005 10%固化促進(jìn)劑O. 02^1%穩(wěn)定劑O. 01 I %醇類溶劑O 5%無機(jī)酸O 5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種納米防霧劑，其特征在于所述納米二氧化硅水溶膠pH為9 10. 5，所含二氧化硅粒子大小為5 30納米。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種納米防霧劑，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)為 RSi (OR)3，其中R為烷基、烯基或芳香基基團(tuán)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種納米防霧劑，其特征在于所述表面活性劑為甜菜堿類、吡咯...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂文生，孫毅，邵鵬飛，
申請(專利權(quán))人：江蘇博斯騰納米涂層有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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