長(zhǎng)效玻璃防霧劑制備與性能研究

1、第30卷第2期2007年6月遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版Journal of Liaoning Normal University (Natural Science Edition Vol.30No.2J un.2007文章編號(hào):100021735(2007022*長(zhǎng)效玻璃防霧劑制備與性能研究王鳳平1,單金環(huán)1,劉照斌2(1.遼寧師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,遼寧大連116029;2.遼寧師范大學(xué)化學(xué)分析測(cè)試中心,遼寧大連116029收稿日期:2006207225基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50171011作者簡(jiǎn)介:王鳳平(19622,男,吉林長(zhǎng)春人,遼寧師范大學(xué)副教授,博士.摘要:研制一種長(zhǎng)

2、效、無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的綠色高分子型玻璃防霧劑B HJ 21防霧劑.對(duì)研制的防霧劑與幾種商業(yè)化的防霧劑進(jìn)行防霧持續(xù)時(shí)間、防霜效果、透光率和表面狀態(tài)的性能測(cè)定,結(jié)果表明,B HJ 21防霧劑可以連續(xù)防霧12d以上.在-20以下,能保持玻璃表面不結(jié)霜.涂有該防霧劑的玻璃透光性良好,基本保持玻璃原有的透光性.防霧劑p H 值78,對(duì)玻璃及使用者無(wú)危害.關(guān)鍵詞:防霧劑;聚氧乙烯型高分子;防霧性能中圖分類(lèi)號(hào):TQ325.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A目前,玻璃防霧劑的研制處在積極開(kāi)發(fā)的階段,特別是隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展,各國(guó)都展開(kāi)了對(duì)防霧劑新產(chǎn)品的研究.一種理想的防霧劑應(yīng)具備成本低、防霧效果好、持效時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),且使用方便

3、,對(duì)玻璃無(wú)腐蝕,對(duì)人體無(wú)危害.因此,研制高效、實(shí)用的防霧劑新產(chǎn)品并推廣使用,是目前防霧工作的關(guān)鍵.國(guó)外在60年代就已掌握了一些簡(jiǎn)單的防霧技術(shù),日本在這方面處于領(lǐng)先地位.國(guó)內(nèi)于80年代開(kāi)始玻璃防霧劑的研究,起步較晚.目前有一些玻璃防霧技術(shù)的專(zhuān)利報(bào)道,包括防霧劑、防霧巾及汽車(chē)電熱防霧玻璃,其中防霧劑的報(bào)道居多123.90年代以來(lái),表面活性劑類(lèi)防霧劑占絕大部分428,涂覆高分子膜防霧劑等方法的報(bào)道相對(duì)較少.表面活性劑類(lèi)防霧劑主要由表面活性劑、溶劑、潤(rùn)濕劑、分散劑等組成.此類(lèi)防霧劑配制簡(jiǎn)單,但由于玻璃表面凝結(jié)水分,表面活性劑易流失,故防霧持久性差,一般防霧持續(xù)時(shí)間為27d.高分子膜型防霧劑則克服了表面

4、活性劑防霧劑持續(xù)時(shí)間短的缺陷,目前主要有丙烯酸酯類(lèi)防霧涂料、有機(jī)聚硅氧烷防霧劑、聚氧乙烯多元醇類(lèi)防霧劑等9212.為了增加防霧劑的防霧時(shí)間,本文研制了一種持久性好的高分子膜型防霧劑.通過(guò)對(duì)該防霧劑性能的測(cè)試,發(fā)現(xiàn)該防霧劑在防霧時(shí)間和透光性上明顯高于現(xiàn)有的商用防霧劑.1實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器與試劑O P 乳化劑(CP 天津市大茂化學(xué)試劑廠,添加劑(A P 北京市旭東化工廠,無(wú)水乙醇(A P 長(zhǎng)春市化學(xué)試劑廠,異丙醇(A P 遼寧永強(qiáng)醫(yī)藥器械化玻有限公司試劑廠,去離子水;玻璃試片(6cm ×6cm .數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司KQ2200DB ,掃描電鏡(中國(guó)科學(xué)院科學(xué)儀器廠K

5、YKY 1000B ,分光光度計(jì)尤尼柯(上海儀器有限公司UV 2000型,酸度計(jì)(江蘇電分析儀器有限公司P HS 24,電動(dòng)攪拌器等.1.2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)篩選,并對(duì)比幾個(gè)可選的配方經(jīng)性能測(cè)試之后得到的,它由基礎(chǔ)溶液和添加劑按一定比例混合而成.其中,基礎(chǔ)液:O P 210為1.64%,乙醇為30%,異丙醇為20%,水為65.44%.添加劑:約4%的陰離子表面活性劑水溶液.制備方法:將基礎(chǔ)液和添加劑按11質(zhì)量比混合,即得防霧劑.經(jīng)測(cè)量得防霧劑的p H 值78,對(duì)玻璃無(wú)腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生.采用玻璃棒刮涂法將防霧劑涂于普通玻璃表面(6cm ×6cm .通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和性能測(cè)試得到最佳防霧劑配方見(jiàn)表1.第2

6、期王鳳平等:長(zhǎng)效玻璃防霧劑制備與性能研究189(2防霜效果:在潔凈玻璃片的兩面涂敷防霧劑,自然晾干.放入-5和-20的冰箱中保持30min,觀察玻璃表面結(jié)霜情況.取出放在室溫下,觀察玻璃表面變化.(3透光率:將防霧劑均勻涂于載玻片(5cm×1cm上,用分光光度計(jì)分別測(cè)量涂有防霧劑的載玻片和空白載玻片的透光率,波長(zhǎng)范圍400750nm.(4表面狀態(tài)測(cè)定:為了說(shuō)明涂有本防霧劑的玻璃表面形成一層現(xiàn)實(shí)意義的膜,我們將防霧劑涂于載玻片(5mm×8mm一面,待自然晾干后,將玻璃表面進(jìn)行噴金處理,然后在掃描電鏡下進(jìn)行掃描.2結(jié)果與討論2.1主劑含量對(duì)防霧時(shí)間的影響防霧時(shí)間是評(píng)價(jià)防霧劑性能

7、的重要指標(biāo)之一,防霧時(shí)間越長(zhǎng),則HJ玻璃防霧劑配方主要成分為陰離子小分子表面活性劑、醇類(lèi)化合物.通過(guò)正交實(shí)驗(yàn),得到9,對(duì)這9種配方防霧劑的防霧時(shí)間進(jìn)行比較,得到防霧時(shí)間最長(zhǎng)的一組配方(組分及濃度見(jiàn)表1.不同配方的防霧時(shí)間測(cè)試結(jié)果如圖1所示.B HJ21防霧劑中水為主劑,O P210為重要的添加劑,在其他幾種組分濃度不變的情況下,改變O P210的濃度進(jìn)行防霧實(shí)驗(yàn),得到了OP210濃度與防霧時(shí)間的關(guān)系曲線(如圖2所示.從圖2可以看出,在OP210濃度較低時(shí),防霧時(shí)間短.在一定濃度范圍內(nèi),隨O P210的濃度增加,防霧時(shí)間也隨之增加.達(dá)到一定濃度(0.8%時(shí),防霧持續(xù)時(shí)間基本上保持不變.其中配方2

8、和配方8的防霧時(shí)間明顯大于其它幾組配方.綜合考慮并進(jìn)行一定改進(jìn),以配方8為最佳組分濃度.對(duì)B HJ21防霧劑防霧與現(xiàn)有商業(yè)化防霧劑在制備條件和防霧時(shí)間進(jìn)行了比較,結(jié)果見(jiàn)表2.表2不同防霧劑產(chǎn)品比較品名制備條件防霧時(shí)間/d商業(yè)化的產(chǎn)品428S J H21不需要加熱不需要加熱27>12由以上比較可知,研制的玻璃防霧劑明顯優(yōu)于商業(yè)化的市場(chǎng)防霧產(chǎn)品.2.2防霜效果一般情況下,玻璃在寒冷的潮濕環(huán)境中放置一段時(shí)間會(huì)有霜產(chǎn)生,這是水霧的凝結(jié).所以,良好的玻璃防霧劑不僅要防霧持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),同時(shí)要求在寒冷地區(qū)使用時(shí)玻璃上不結(jié)霜,2.3透光性能透光率也是防霧劑的性能指標(biāo)之一13.把涂有B HJ21防霧劑涂片與

9、沒(méi)涂防霧劑玻璃透光率進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)他們的透光率基本接近,見(jiàn)圖3所示.說(shuō)明本防霧劑對(duì)玻璃的透光率影響很小.2.4表面狀態(tài)圖4是涂B HJ21防霧劑與空白的玻璃表面掃描電鏡照片.由圖4可以發(fā)現(xiàn),B HJ21防霧劑涂在玻遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版第30卷190璃表面上形成一層膜,而小分子表面活性劑的防霧劑沒(méi)有在玻璃表面形成一層膜.正是這層膜的形成降低了表面活性劑在使用過(guò)程中的流失,由此延長(zhǎng)了防霧時(shí)間. 3結(jié)論B HJ21防霧劑能在玻璃表面形成一層透明的膜,這層膜可以使防霧時(shí)間及持續(xù)使用時(shí)間大大延長(zhǎng),可以連續(xù)防霧12d以上.在-20以下,可以保持玻璃表面不結(jié)霜,具有防霜性能.涂有B HJ21防霧劑的

10、玻璃的透光性良好,基本保持玻璃原有的透光性.而且防霧劑的p H值為78,對(duì)玻璃無(wú)腐蝕.因此, B HJ21防霧劑具有很好的使用價(jià)值,易于推廣,能夠?yàn)槠髽I(yè)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益.參考文獻(xiàn):1盧紅梅.玻璃防霧技術(shù)的進(jìn)展J.中國(guó)陶瓷,2004,40(6:47248.2袁雅君.玻璃防霧劑配方介紹J.安徽化工,2004,21(4:12213.3林惠翹,徐水金.防靜電、防霧薄膜的發(fā)展趨勢(shì)J.塑料包裝,2004,14(4:25226.4林俠.汽車(chē)玻璃防霧劑:中國(guó),200410065650.0P.2005206229.5崔長(zhǎng)安.玻璃去污防霧劑:中國(guó),01134684.1P.2003205221.6陳纘光.一種玻璃

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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