一种自修复自清洁玻璃防水剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于玻璃表面处理技术领域，具体涉及一种自修复自清洁玻璃防水剂包括如下制备步骤：(1)制备H3BO3@SiO2材料；(2)取H3BO3@SiO2材料加入至混合有含氟聚硅氧烷低聚物的有机溶剂中，加热回流，除去有机溶剂，再加入乙醇溶解，备用；(3)将功能聚硅氧烷低聚物和固化剂充分溶于醇溶剂，然后，滴加至步骤(2)的溶液中反应，超声处理，得到防水剂。在本发明专利技术制备的防水剂在玻璃表面形成一层表面张力比水低的完全透明的薄膜，使玻璃表面防水防雾和自清洁性能耐久性、稳定性均大大提高，并赋予了其快速自修复的能力。修复的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自修复自清洁玻璃防水剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于玻璃表面处理
，具体涉及一种自修复自清洁玻璃防水剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]玻璃因具有良好的透视、透光性能，广泛用于建筑工程、家居设计等领域的生产生活中，尤其是在门窗、浴室玻璃、挡风玻璃中应用。现有玻璃普遍不具备防水、防油及自清洁等功能。由于玻璃与环境长时间接触，故如何提高玻璃表面的防水防雾和自清洁性能已成为研究热点。有机硅聚合物因其独特的结构，具有卓越的耐热性、耐候性、电绝缘性、疏水性、生理惰性、高低温流动性、抗氧化稳定性等性能，在改善玻璃防污方面的研究很多，但有机硅聚合物与有机材料的相容性不好，在粘度及剪切稳定性方面，高分子量聚硅氧烷比低分子量聚硅氧烷更容易在高剪切速率下产生表观粘度降低的现象，限制其应用领域。文献报道了很多提高玻璃表面防水防雾和自清洁性能的方法，但仍存在耐久性差和稳定性差等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种自修复自清洁玻璃防水剂及其制备方法，并利用其在玻璃表面形成一层表面张力比水低的完全透明的薄膜，克服现有玻璃表面防水防雾和自清洁性能耐久性、稳定性差的不足。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种自修复自清洁玻璃防水剂的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)将乙醇和氨水在室温下搅拌均匀，然后，加入正硅酸乙酯和去离子水的混合溶液，在室温水浴中超声分散2h～4h，形成硅溶胶溶液，再滴入H3BO3，并将pH值调整为9～10，在60℃～90℃下搅拌反应2h～4h，得到H3BO3@SiO2材料；
[0007](2)取H3BO3@SiO2材料加入至混合有含氟聚硅氧烷低聚物的有机溶剂中，加热回流2h～6h，除去有机溶剂，再加入乙醇充分溶解，备用；
[0008](3)将功能聚硅氧烷低聚物和固化剂充分溶于醇溶剂，然后，滴加至步骤(2)的溶液中，在30℃～60℃反应2h～4h，再室温下超声处理30min～60min，得到防水剂。
[0009]在一优选示例中，步骤(1)，所述乙醇、氨水、正硅酸乙酯和去离子水的体积比为20～50∶1∶20～25∶20～30。
[0010]在一优选示例中，步骤(2)，所述含氟聚硅氧烷低聚物的结构式为：
[0011][0012]在一优选示例中，步骤(2)，H3BO3@SiO2材料和含氟聚硅氧烷低聚物的质量比为1～5∶1～5，所述含氟聚硅氧烷低聚物和有机溶剂的质量体积比g/L为1～5∶5～10，所述有机溶剂和乙醇的体积比为50～100∶1～50。
[0013]在一更优选示例中，所述有机溶剂为丙酮、甲酸甲酯、乙酸丁酯中的一种。
[0014]在一优选示例中，步骤(3)，所述功能聚硅氧烷低聚物的结构式为：
[0015][0016]在一优选示例中，步骤(3)，所述含氟聚硅氧烷低聚物和固化剂的质量比为10∶1，所述含氟聚硅氧烷低聚物和醇溶剂的质量体积比g/L为50∶3～5。
[0017]在一更优选示例中，所述固化剂为三乙醇胺、三乙烯四胺、N
‑
二甲基苯胺中的一种。
[0018]基于一个总的专利技术构思，本专利技术的另一个目的在于提供上述制备方法制备的自修复自清洁玻璃防水剂及其应用，所述玻璃防水剂的使用步骤如下：
[0019]S1.玻璃进行清洁处理
[0020]用清洁剂清洗去污，清洗过后，再用清水清洗使其无清洁剂残留，自然风干；
[0021]S2.涂饰
[0022]将自修复自清洁玻璃防水剂均匀喷涂于玻璃表面，涂均后干燥10min～30min，常温自动固化成膜，10min～30min后再用清水洗干净玻璃表面。
[0023]在本专利技术中，特定条件制备的H3BO3@SiO2材料与含氟聚硅氧烷低聚物形成配位网络，然后对其进行功能聚硅氧烷改性，制备出坚固的微观纳米结构，改善材料稳定性，并达到超疏水性；H3BO3@SiO2材料的结构提供了够强的氢键以及改性功能性聚合物醇羟基、氨基和玻璃表面的羟基反应，形成了牢固的化学键，进而改善了两个界面间的粘合性，提高了耐久性；聚硼硅氧烷预聚物与H3BO3@SiO2材料作用后生成的改性聚合物中存在更多的硼与相邻分子链中氧形成的配位键，并且还存在氢键作用，由于大量的B/O配位键的存在和氢键作用，赋予了改性聚合物快速自修复的能力。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，但是本专利技术并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。
[0025]本文中所用的术语“包含”、“包括”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0026]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优
选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或者优选值与任何范围下限或优选值的任意一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外地说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0027]实施例1
[0028]一种自修复自清洁玻璃防水剂，制备方法包括如下步骤：
[0029](1)将70L乙醇和2L氨水在室温下搅拌均匀，然后，加入45L正硅酸乙酯和50L去离子水的混合溶液，在室温水浴中超声分散3h，形成硅溶胶溶液，再滴入H3BO3，并将pH值调整为9.5，在75℃下搅拌反应3h，得到H3BO3@SiO2材料；
[0030](2)取300mg H3BO3@SiO2材料加入至750mL混合有300mg含氟聚硅氧烷低聚物的甲酸甲酯中，加热回流4h，除去甲酸甲酯，再加入乙醇充分溶解，备用；
[0031]所述含氟聚硅氧烷低聚物的结构式为：
[0032][0033](3)将0.5g功能聚硅氧烷低聚物和0.05g三乙烯四胺充分溶于甲醇，然后，滴加至步骤(2)的溶液中，在45℃反应3h，再室温下超声处理45min，得到防水剂；
[0034]所述功能聚硅氧烷低聚物的结构式为：
[0035][0036]实施例2
[0037]一种自修复自清洁玻璃防水剂，制备方法包括如下步骤：
[0038](1)将100L乙醇和2L氨水在室温下搅拌均匀，然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自修复自清洁玻璃防水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将乙醇和氨水在室温下搅拌均匀，然后，加入正硅酸乙酯和去离子水的混合溶液，在室温水浴中超声分散2h～4h，形成硅溶胶溶液，再滴入H3BO3，并将pH值调整为9～10，在60℃～90℃下搅拌反应2h～4h，得到H3BO3@SiO2材料；(2)取H3BO3@SiO2材料加入至混合有含氟聚硅氧烷低聚物的有机溶剂中，加热回流2h～6h，除去有机溶剂，再加入乙醇充分溶解，备用；(3)将功能聚硅氧烷低聚物和固化剂充分溶于醇溶剂，然后，滴加至步骤(2)的溶液中，在30℃～60℃反应2h～4h，再室温下超声处理30min～60min，得到防水剂。2.根据权利要求1所述的一种自修复自清洁玻璃防水剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，所述乙醇、氨水、正硅酸乙酯和去离子水的体积比为20～50∶1∶20～25∶20～30。3.根据权利要求1所述的一种自修复自清洁玻璃防水剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)，所述含氟聚硅氧烷低聚物的结构式为：4.根据权利要求1所述的一种自修复自清洁玻璃防水剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)，所述H3BO3@SiO2材料和含氟聚硅氧烷低聚物的质量比为1～5∶1～5，所述含氟聚硅氧烷低聚物和有机溶剂的质量体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：游胜勇，赵朝委，李玲，董晓娜，方洁，夏冬冬，徐长江，
申请(专利权)人：江西省科学院应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：