长效玻璃防雾剂制备与性能研究

1、第30卷第2期2007年6月辽宁师范大学学报(自然科学版Journal of Liaoning Normal University (Natural Science Edition Vol.30No.2J un.2007文章编号:100021735(2007022*长效玻璃防雾剂制备与性能研究王凤平1,单金环1,刘照斌2(1.辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连116029;2.辽宁师范大学化学分析测试中心,辽宁大连116029收稿日期:2006207225基金项目:国家自然科学基金资助项目(50171011作者简介:王凤平(19622,男,吉林长春人,辽宁师范大学副教授,博士.摘要:研制一种长

2、效、无毒、经济实用的绿色高分子型玻璃防雾剂B HJ 21防雾剂.对研制的防雾剂与几种商业化的防雾剂进行防雾持续时间、防霜效果、透光率和表面状态的性能测定,结果表明,B HJ 21防雾剂可以连续防雾12d以上.在-20以下,能保持玻璃表面不结霜.涂有该防雾剂的玻璃透光性良好,基本保持玻璃原有的透光性.防雾剂p H 值78,对玻璃及使用者无危害.关键词:防雾剂;聚氧乙烯型高分子;防雾性能中图分类号:TQ325.12文献标识码:A目前,玻璃防雾剂的研制处在积极开发的阶段,特别是随着汽车行业的发展,各国都展开了对防雾剂新产品的研究.一种理想的防雾剂应具备成本低、防雾效果好、持效时间长的特点,且使用方便

3、,对玻璃无腐蚀,对人体无危害.因此,研制高效、实用的防雾剂新产品并推广使用,是目前防雾工作的关键.国外在60年代就已掌握了一些简单的防雾技术,日本在这方面处于领先地位.国内于80年代开始玻璃防雾剂的研究,起步较晚.目前有一些玻璃防雾技术的专利报道,包括防雾剂、防雾巾及汽车电热防雾玻璃,其中防雾剂的报道居多123.90年代以来,表面活性剂类防雾剂占绝大部分428,涂覆高分子膜防雾剂等方法的报道相对较少.表面活性剂类防雾剂主要由表面活性剂、溶剂、润湿剂、分散剂等组成.此类防雾剂配制简单,但由于玻璃表面凝结水分,表面活性剂易流失,故防雾持久性差,一般防雾持续时间为27d.高分子膜型防雾剂则克服了表面

4、活性剂防雾剂持续时间短的缺陷,目前主要有丙烯酸酯类防雾涂料、有机聚硅氧烷防雾剂、聚氧乙烯多元醇类防雾剂等9212.为了增加防雾剂的防雾时间,本文研制了一种持久性好的高分子膜型防雾剂.通过对该防雾剂性能的测试,发现该防雾剂在防雾时间和透光性上明显高于现有的商用防雾剂.1实验部分1.1仪器与试剂O P 乳化剂(CP 天津市大茂化学试剂厂,添加剂(A P 北京市旭东化工厂,无水乙醇(A P 长春市化学试剂厂,异丙醇(A P 辽宁永强医药器械化玻有限公司试剂厂,去离子水;玻璃试片(6cm ×6cm .数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司KQ2200DB ,扫描电镜(中国科学院科学仪器厂K

5、YKY 1000B ,分光光度计尤尼柯(上海仪器有限公司UV 2000型,酸度计(江苏电分析仪器有限公司P HS 24,电动搅拌器等.1.2实验实验筛选,并对比几个可选的配方经性能测试之后得到的,它由基础溶液和添加剂按一定比例混合而成.其中,基础液:O P 210为1.64%,乙醇为30%,异丙醇为20%,水为65.44%.添加剂:约4%的阴离子表面活性剂水溶液.制备方法:将基础液和添加剂按11质量比混合,即得防雾剂.经测量得防雾剂的p H 值78,对玻璃无腐蚀现象产生.采用玻璃棒刮涂法将防雾剂涂于普通玻璃表面(6cm ×6cm .通过正交实验和性能测试得到最佳防雾剂配方见表1.第2

6、期王凤平等:长效玻璃防雾剂制备与性能研究189(2防霜效果:在洁净玻璃片的两面涂敷防雾剂,自然晾干.放入-5和-20的冰箱中保持30min,观察玻璃表面结霜情况.取出放在室温下,观察玻璃表面变化.(3透光率:将防雾剂均匀涂于载玻片(5cm×1cm上,用分光光度计分别测量涂有防雾剂的载玻片和空白载玻片的透光率,波长范围400750nm.(4表面状态测定:为了说明涂有本防雾剂的玻璃表面形成一层现实意义的膜,我们将防雾剂涂于载玻片(5mm×8mm一面,待自然晾干后,将玻璃表面进行喷金处理,然后在扫描电镜下进行扫描.2结果与讨论2.1主剂含量对防雾时间的影响防雾时间是评价防雾剂性能

7、的重要指标之一,防雾时间越长,则HJ玻璃防雾剂配方主要成分为阴离子小分子表面活性剂、醇类化合物.通过正交实验,得到9,对这9种配方防雾剂的防雾时间进行比较,得到防雾时间最长的一组配方(组分及浓度见表1.不同配方的防雾时间测试结果如图1所示.B HJ21防雾剂中水为主剂,O P210为重要的添加剂,在其他几种组分浓度不变的情况下,改变O P210的浓度进行防雾实验,得到了OP210浓度与防雾时间的关系曲线(如图2所示.从图2可以看出,在OP210浓度较低时,防雾时间短.在一定浓度范围内,随O P210的浓度增加,防雾时间也随之增加.达到一定浓度(0.8%时,防雾持续时间基本上保持不变.其中配方2

8、和配方8的防雾时间明显大于其它几组配方.综合考虑并进行一定改进,以配方8为最佳组分浓度.对B HJ21防雾剂防雾与现有商业化防雾剂在制备条件和防雾时间进行了比较,结果见表2.表2不同防雾剂产品比较品名制备条件防雾时间/d商业化的产品428S J H21不需要加热不需要加热27>12由以上比较可知,研制的玻璃防雾剂明显优于商业化的市场防雾产品.2.2防霜效果一般情况下,玻璃在寒冷的潮湿环境中放置一段时间会有霜产生,这是水雾的凝结.所以,良好的玻璃防雾剂不仅要防雾持续时间长,同时要求在寒冷地区使用时玻璃上不结霜,2.3透光性能透光率也是防雾剂的性能指标之一13.把涂有B HJ21防雾剂涂片与

9、没涂防雾剂玻璃透光率进行比较,发现他们的透光率基本接近,见图3所示.说明本防雾剂对玻璃的透光率影响很小.2.4表面状态图4是涂B HJ21防雾剂与空白的玻璃表面扫描电镜照片.由图4可以发现,B HJ21防雾剂涂在玻辽宁师范大学学报(自然科学版第30卷190璃表面上形成一层膜,而小分子表面活性剂的防雾剂没有在玻璃表面形成一层膜.正是这层膜的形成降低了表面活性剂在使用过程中的流失,由此延长了防雾时间. 3结论B HJ21防雾剂能在玻璃表面形成一层透明的膜,这层膜可以使防雾时间及持续使用时间大大延长,可以连续防雾12d以上.在-20以下,可以保持玻璃表面不结霜,具有防霜性能.涂有B HJ21防雾剂的

10、玻璃的透光性良好,基本保持玻璃原有的透光性.而且防雾剂的p H值为78,对玻璃无腐蚀.因此, B HJ21防雾剂具有很好的使用价值,易于推广,能够为企业产生良好的经济效益.参考文献:1卢红梅.玻璃防雾技术的进展J.中国陶瓷,2004,40(6:47248.2袁雅君.玻璃防雾剂配方介绍J.安徽化工,2004,21(4:12213.3林惠翘,徐水金.防静电、防雾薄膜的发展趋势J.塑料包装,2004,14(4:25226.4林侠.汽车玻璃防雾剂:中国,200410065650.0P.2005206229.5崔长安.玻璃去污防雾剂:中国,01134684.1P.2003205221.6陈缵光.一种玻璃

11、防雾剂及其制备方法:中国,92115030.XP.1993207214.7岳江.玻璃、有机玻璃防雾剂及其制法:中国,90105672.3P.1991212218.8喻俊鸣,卢绪武.多功能光学玻璃防雾剂:中国,90108393.3P.1991204203.9袁雅军.玻璃防雾技术概述J.今日科技,1997,28(1:729.10于恺,叶永成,白福臣,等.农用棚膜用防流滴剂、防雾剂开发应用及其进展J.塑料,2003,32(1:90291.11肖进新,赵振国.表面活性剂应用原理M.北京:化学工业出版社,2003:243.12于洁,王大勇,程俊.聚丙烯酸酯透明防雾涂料的研制J.涂料工业,2002,32(

12、9:728.13沈丹青.长效无毒玻璃防雾剂的研制J.造船技术,2001,4(1:17218.14肖振三,肖强.汽车风挡玻璃防雾防霜剂:中国,90105353.8P.1990212226.Preparation and properties of lasting antifogging agent for glassWAN G Feng2pi ng1,S HAN J i n2hua n1,L IU Zhao2bi n2(1.School of Chemist ry and Chemical Engineering,Liaoning Normal University,Dalian116029,C

13、hina;2.Center of Analytical Test,Liaoning Normal University,Dalian116029,ChinaAbstract:A new2type antifogging agent(B HJ21for glass t hat is of lasting,nontoxic,economic and p ractical was p repared,and properties of t he antifogging agent were st udied.Compared wit h some commercial antifogging agent s,B HJ21is better in lasting antifogging time,antif rosting,t ransmittance2 and so on.The result shows t hat t he antifogging time BJ H21is over12days.There is no f rost on t he gla