一种汽车挡风玻璃镀膜剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种汽车挡风玻璃镀膜剂及其制备方法，该镀膜剂选择绿色环保的碳酸二甲酯作为溶剂，氟硅树脂、十七氟癸基三甲氧基硅烷作为疏水性的主成分，疏水纳米填料、碳化硅、隔音隔热填料作为辅料或添加剂，制备方法包括混合搅拌、超声分散。本发明专利技术镀膜剂喷涂在汽车挡风玻璃后，会在玻璃表面形成致密的疏水保护膜层结构，同时粘结性能好的疏水纳米填料会将膜层牢牢地与玻璃粘结，少量的碳化硅便能大大增加膜层的硬度和耐磨性，发挥优良的疏水性、耐污性、隔音隔热性、耐热抗紫外性、抗静电性，长期的擦拭清洗后不会生成细微的裂纹。

A coating agent for automobile windshield and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种汽车挡风玻璃镀膜剂及其制备方法
本专利技术涉及玻璃镀膜
，具体涉及一种汽车挡风玻璃镀膜剂及其制备方法。
技术介绍
汽车在高速行驶过程中，不可避免地会遇到暴雨、大风、沙尘暴、冰雹等恶劣天气，视线模糊存在很大的安全隐患。暴雨、沙尘天气下，即使雨刷高速运转，还是无法及时刮净玻璃上的雨水、灰尘颗粒，这时在玻璃上容易形成水幕折射，形成刮痕和凹坑，影响挡风玻璃前方视野，给行车带来极大的安全隐患。玻璃镀膜剂是传统的汽车玻璃保养品，目前大多选用化学高分子材料，以具有较强疏水效果的小分子硅油为主要成分，以溶剂及助剂等将小分子硅油均匀分散吸附于玻璃表面，从而形成一层疏水保护膜。具体可由去离子水、含氟表面活性剂等成分构成，该体系配方虽然能在玻璃表面形成一层低表面张力、疏水性的透明薄膜，但是疏水、耐污持久性低，薄膜并未与玻璃羟基反应形成渗透性吸附，加上硬度低，不耐刮擦，无法满足市场需求。申请号201710286266.0的中国专利公开了一种汽车挡风玻璃疏水防污镀膜剂及其制备方法，该镀膜剂包括氟硅树脂、二甲基硅油、二氧化硅、乙醇、硅烷偶联剂，均匀涂抹在干净的玻璃外表面后，等待2-3min再用干毛巾轻轻擦拭干净，即可在玻璃表面形成一层坚硬的、高疏水的透明镀膜层，且膜层不会改变玻璃原有通透性及表面平整度，该膜层具有稳定性高、持久性好等特点，可长期起到疏水、防污、清晰视野、延长雨刷器寿命等作用。经研究发现，目前市场上使用的汽车挡风玻璃镀膜剂仍然存在以下问题：1、虽然小分子硅油、氟硅树脂的疏水性较好，但是疏油性较差，仍然容易吸附灰尘和油污，加大了玻璃清洗难度，增加了玻璃清洗频率，隔热隔音效果也有待提高；2、小分子硅油折光率高，对光有较大的折射及衍射作用，形成保护膜后容易产生炫光反应，夜间行车和强光照射下行车存在安全隐患；3、现有镀膜剂在施工后，无法形成致密均匀的透明保护层，在几次清洗擦拭后，就会在表面形成细微的裂纹，增加硬度，降低润滑性。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车挡风玻璃镀膜剂及其制备方法，该镀膜剂选择绿色环保的碳酸二甲酯作为溶剂，氟硅树脂、十七氟癸基三甲氧基硅烷作为疏水性的主成分，疏水纳米填料、碳化硅、隔音隔热填料作为辅料或添加剂；镀膜剂喷涂在汽车挡风玻璃后，会在玻璃表面形成致密的疏水保护膜层结构，同时粘结性能好的疏水纳米填料会将膜层牢牢地与玻璃粘结，少量的碳化硅便能大大增加膜层的硬度和耐磨性，发挥优良的疏水性、耐污性、隔音隔热性、耐热抗紫外性、抗静电性，长期的擦拭清洗后不会生成细微的裂纹。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种汽车挡风玻璃镀膜剂，包括以下重量份的原料：氟硅树脂6-13份、十七氟癸基三甲氧基硅烷1-5份、疏水纳米填料0.5-2份、硅烷偶联剂2-6份、碳化硅1-3份、隔音隔热填料0.6-1.5份、碳酸二甲酯40-62份；其中，所述氟硅树脂的固含量≥50％，氟含量≥25％，平均分子量为8000-10000，羟值为23±2mgKOH/g；所述疏水纳米填料的制备方法如下：1)将三口烧瓶预热到50-60℃，加入20-30g单质硅粉与4-8g硅酸钠，边搅拌边缓慢加入230-260g去离子水，以3-5℃/min的速率升温至75-85℃，在升温过程中使用恒压滴液漏斗滴加45-52g硅酸钠与氨水的混合溶液；保温搅拌反应3-6小时后，趁热过滤，滤饼超声粉碎得到纳米SiO2溶胶；2)将纳米SiO2溶胶质量0.2-0.6％的聚苯乙烯磺酸钠、0.05-0.09％的紫外线吸收剂UV-531加入到纳米SiO2溶胶中，高速搅拌得到分散液；3)将TiO2与SiO2按照1:3-5的摩尔比，纳米TiO2粉末添加到分散液中并搅拌均匀，超声处理30-50min，得到复配分散液；4)复配分散液升温至100-110℃，干燥发泡1-2h后得到干凝胶，干凝胶于450-480℃进行恒温煅烧，煅烧2-3h后取出，碾磨粉碎得到该疏水纳米填料。本专利技术的疏水纳米填料，选择先将单质硅粉、硅酸钠与硅酸钠氨水混合溶液加热搅拌、过滤、超声粉碎得到纳米SiO2溶胶，纳米SiO2溶胶与永久型抗静电剂聚苯乙烯磺酸钠、紫外线吸收剂UV-531搅拌得到分散液，之后添加TiO2粉末，搅拌超声后得到复配分散液；复配分散液最后经煅烧、粉碎得到。与现有技术中SiO2、TiO2的复合粉体制备方法相比，本专利技术在分散液制备中，未加入分散剂，而是加入抗静电剂与紫外线吸收剂，聚苯乙烯磺酸钠为聚电解质，其所具有的离子导电性及吸湿性可赋予分散液抗静电性能，其相比聚合物小分子具有更好的热稳定性，与分散液有着良好的相容性，即使未加入分散剂，通过搅拌、超声处理也能够使固液混合物混合的更加细腻、充分，不会出现局部凝固、泡沫较多的情况。该疏水纳米填料采用物理超声、抗静电抗紫外添加剂化学处理的多种处理手段，使得SiO2、TiO2颗粒分散均匀，具有优良的疏水性、耐热稳定性、抗静电性和抗紫外性。本专利技术的汽车挡风玻璃镀膜剂，经过专利技术人大量的筛选实验，在成分上选择绿色环保的碳酸二甲酯作为溶剂，氟硅树脂、十七氟癸基三甲氧基硅烷作为疏水性的主成分，疏水纳米填料、碳化硅、隔音隔热填料作为辅料或添加剂。其中，氟硅树脂的氟含量≥25％，平均分子量较大，大量的含氟基团使得表面能降低，与同样低表面能、疏水的十七氟癸基三甲氧基硅烷单体，大大增加镀膜剂的疏水功能，同样疏水的疏水纳米填料能够与疏水体系良好地相容，超声均质搅拌的过程中，隔音隔热填料填充到疏水体系中。镀膜剂喷涂在汽车挡风玻璃后，会在玻璃表面形成致密的疏水保护膜层结构，同时粘结性能好的疏水纳米填料会将膜层牢牢地与玻璃粘结，少量的碳化硅便能大大增加膜层的硬度和耐磨性，发挥优良的疏水性、耐污性、隔音隔热性、耐热抗紫外性、抗静电性，长期的擦拭清洗后不会生成细微的裂纹。作为本专利技术进一步的方案，所述单质硅粉的纯度大于99.5％，所述氨水的体积浓度为25-28％，所述TiO2粉末为粒径20-25nm的锐钛型TiO2。作为本专利技术进一步的方案，步骤3)所述超声处理的频率为30-40KHz，温度为30-40℃。作为本专利技术进一步的方案，所述隔音隔热填料的制备方法包括以下步骤：(1)称取5g羧甲基壳聚糖、12g海藻酸钠，升温至60℃，充分搅拌溶解于25mL的蒸馏水中，再加入0.65g氯化钙，超声均质5min，得到透明的壁材溶液；(2)将1.58g的二氧化硅气凝胶粉末使用95％的乙醇溶液溶解完全后，倒入注射器中，缓慢注射到壁材溶液中，封闭静置12h后，75℃干燥至表面无残余溶液为止，得到微球状成品。本专利技术隔音隔热填料的制备过程中，通过大量的筛选和实验，采用天然高分子材料壳聚糖、海藻酸钠作为壁材，在蒸馏水搅拌的条件下发生静电作用，形成复杂的空间网状结构，将抗热辐射活性物质二氧化硅气凝胶粉末封装在其内部，达到缓释效果。其中，羧甲基壳聚糖是一种水溶性的壳聚糖衍生物，具有良好的抗菌性、保鲜性、成膜性；海藻酸纳是天然的阴离子多糖化合物，将其与氯化钙中的多价阳离子Ca2+交联形成网状结构，产生具有良好相容性和电离子敏感性的水凝胶微球，再被羧甲基壳聚糖的正负电荷吸引形成聚电解质膜，提高对二氧化硅气凝胶粉末的控释作用和稳定性，提高镀膜剂的抗静电性。作为本专利技术进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车挡风玻璃镀膜剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氟硅树脂6‑13份、十七氟癸基三甲氧基硅烷1‑5份、疏水纳米填料0.5‑2份、硅烷偶联剂2‑6份、碳化硅1‑3份、隔音隔热填料0.6‑1.5份、碳酸二甲酯40‑62份；其中，所述氟硅树脂的固含量≥50％，氟含量≥25％，平均分子量为8000‑10000，羟值为23±2mg KOH/g；所述疏水纳米填料的制备方法如下：1)将三口烧瓶预热到50‑60℃，加入20‑30g单质硅粉与4‑8g硅酸钠，边搅拌边缓慢加入230‑260g去离子水，以3‑5℃/min的速率升温至75‑85℃，在升温过程中使用恒压滴液漏斗滴加45‑52g硅酸钠与氨水的混合溶液；保温搅拌反应3‑6小时后，趁热过滤，滤饼超声粉碎得到纳米SiO2溶胶；2)将纳米SiO2溶胶质量0.2‑0.6％的聚苯乙烯磺酸钠、0.05‑0.09％的紫外线吸收剂UV‑531加入到纳米SiO2溶胶中，高速搅拌得到分散液；3)将TiO2与SiO2按照1:3‑5的摩尔比，纳米TiO2粉末添加到分散液中并搅拌均匀，超声处理30‑50min，得到复配分散液；4)复配分散液升温至100‑110℃，干燥发泡1‑2h后得到干凝胶，干凝胶于450‑480℃进行恒温煅烧，煅烧2‑3h后取出，碾磨粉碎得到该疏水纳米填料。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车挡风玻璃镀膜剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：氟硅树脂6-13份、十七氟癸基三甲氧基硅烷1-5份、疏水纳米填料0.5-2份、硅烷偶联剂2-6份、碳化硅1-3份、隔音隔热填料0.6-1.5份、碳酸二甲酯40-62份；其中，所述氟硅树脂的固含量≥50％，氟含量≥25％，平均分子量为8000-10000，羟值为23±2mgKOH/g；所述疏水纳米填料的制备方法如下：1)将三口烧瓶预热到50-60℃，加入20-30g单质硅粉与4-8g硅酸钠，边搅拌边缓慢加入230-260g去离子水，以3-5℃/min的速率升温至75-85℃，在升温过程中使用恒压滴液漏斗滴加45-52g硅酸钠与氨水的混合溶液；保温搅拌反应3-6小时后，趁热过滤，滤饼超声粉碎得到纳米SiO2溶胶；2)将纳米SiO2溶胶质量0.2-0.6％的聚苯乙烯磺酸钠、0.05-0.09％的紫外线吸收剂UV-531加入到纳米SiO2溶胶中，高速搅拌得到分散液；3)将TiO2与SiO2按照1:3-5的摩尔比，纳米TiO2粉末添加到分散液中并搅拌均匀，超声处理30-50min，得到复配分散液；4)复配分散液升温至100-110℃，干燥发泡1-2h后得到干凝胶，干凝胶于450-480℃进行恒温煅烧，煅烧2-3h后取出，碾磨粉碎得到该疏水纳米填料。2.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃镀膜剂，其特征在于，所述单质硅粉的纯度大于99.5％，所述氨水的体积浓度为25-28％，所述TiO2粉末为粒径20-25nm的锐钛型TiO2。3.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃镀膜剂，其特征在于，步骤3)所述超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢耀平，李翠萍，
申请(专利权)人：广州市领格汽车零件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44