亲水性丙烯酸玻璃防雾膜的制备及其性能

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1、万方数据第37卷增刊22008年5月稀有金属材料与工程RAREMETALMATERlALSANDENGINEERINGV01．37，Suppl．2May2008亲水性丙烯酸玻璃防雾膜的制备及其性能楼白杨，罗康淳，徐斌，缪克在(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，材料与表面工程研究所，浙江杭州310014)摘要：利用溶胶凝胶法制备的亲水性丙烯酸共聚合树脂形成的亲水防雾膜具有玻璃表面防雾功效。研究了材料成分和制各工艺对该玻璃防雾膜性能的影响。结果表明，丙烯酸含量越高，树脂水溶性越好，固化膜的防雾性

2、能越好，而耐水性下降。改变丙烯酸与甲基丙烯酸的配比对防雾膜性能也有影响，在适当范围内增加甲基丙烯酸量有助于提高共聚反应速度转化率及丙烯酸防雾树脂的亲水防雾性。同时采用所有单体半连续滴加和单取丙烯酸序羟乙酯和丙烯酸滴加的方式，得到的产物分子组成较为均匀，性能也比较稳定。关键词：溶胶凝胶：防雾膜：亲水性丙烯酸树脂中图法分类号：TQ630．6文献标识码：A文章编号：1002。185X(2008)$2．252．041前言玻璃雾化给人们的日常生活、工作和生产带来诸多不便，研究防雾技术的具有重要经济和社会意义。对于

3、硅酸盐玻璃材料防雾技术，采用亲水防雾技术即减小材料表面与水接触角的防雾技术。目前对玻璃的防雾材料及其制备技术研究越来越多。如利用物理吸附的各种防雾液、防雾剂，可使玻璃在短时间内具有防雾功能【1、21。文献[3“1报道，含有硅烷的憎水剂可用于硅酸盐玻璃片的防雾。在汽车工业中，已有采用薄膜金属丝通电加热法，对玻璃表面水滴进行分散和加热，达到快速加热的目的[51。也有以银镜为基材，再组装电热膜及相关配件，通电加热来防雾。这种方法操作简单、防雾效果明显且成本低等优点【6】。用物理气相沉积(PVD)镀膜技术在汽车

4、、飞机等的玻璃表面镀上一层ITO(铟锡氧化物)膜制成导电玻璃，通过电加热方法防雾，这类镀层逐渐应用于汽车、飞机的窗玻璃上【7圳。本文研究了亲水性丙烯酸共聚合树脂亲水防雾涂料，该防雾涂料从物理机理上降低材料表面与水滴的接触角。2材料及实验方法采用甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸口一羟乙酯、苯乙烯、a一甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠等原料制备水溶性丙烯酸共聚合亲水防雾树脂。其中丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯作软单体、甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，另外采用偶氮二异丁腈为引发剂、采用氨水做中和剂、制备水

5、性丙烯酸树脂防雾树脂我们采用自交联方法，在制备中加入N．羟甲基丙烯酰胺，还有一个原因它本身也是具有亲水性能，正是制备亲水性防雾树脂所需的。在装有温度计、N2气导入管、搅拌器和冷凝管的四口瓶中，在60～70℃下依次加入不同原料进行搅拌，待反应结束后加水制成水溶胶。然后将溶胶涂布于玻璃表面，经100℃高温固化形成薄膜。对于亲水性水溶性丙烯酸防雾树脂的防雾性能的测试，采用理论计算防雾树脂改性硅酸盐玻璃表面后对微小水滴的接触角来衡量树脂的亲水性能的大小，同时又在防雾树脂的实际应用中自制测雾器来衡量防雾膜的防雾耐

6、久性。取若干块玻璃片10cmxl0cm做样片，这些玻璃与水的接触角各不相同，用自制测雾器(在玻璃杯内装洁净的水，以产生水蒸气，杯口距离水面5cm。把玻璃杯放在恒温器中加热，使杯内水保持在指定的温度)测量样片的结雾时间。控制杯内水温比室温高10℃，将样片置于测雾器杯口，观察样片的结雾情况。若样片变不透明，即不能看到杯底视为结雾，否则视为不结雾。采用划格法(GB／T9266．88)用高合金划格刀具纵横交叉切割间距1mm的格子，切割数为6的评级方法来表征涂膜附着力。接触角通过水滴直径计算得到。即利用一定量的针

7、筒(1IlL)在玻璃表面上滴落一定体积的水滴(实际测量得体积0．8pL)，用读数显微镜测量水滴的直径，然收稿日期：2007．11-22作者简介：楼白杨，女，1958年生，博士，教授，浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，材料与表面工程研究所，浙江杭州310014，电话0571-88320479，E,．-mail：lby00518@163．∞m万方数据增刊2楼白杨等：亲水性丙烯酸玻璃防雾膜的制备及其性能·253·后通过立体几何中球冠的体积公式可以计算出水滴的接触角【lo】。由球冠体积公式：V：xh

8、(3，+^21／6得h3+3r2—6y／庀：0解关于h的一元三次方程得2．压h：!三．：，tg{2arctg[(tgk)3】)其中压丁七：型疆口：3r：；6：-6V／x2p为水滴的直径，，：d／2)所以曰：撕(_2h)a当接触角很小时(即水滴直接较大，h“d)，可作如下近似，V：砌(3，-2+h2)／6≈柏，．2／2，h=2V／冗r2。由tg(0／2)=h／r≈0／2得秽=2h／r=4V／(zr3)=32V／(耐3)由以上公式理论计算所得的