НЕЗАПОТЕВАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СТЕКОЛ Российский патент 1996 года по МПК C03C17/28 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к получению незапотевающего покрытия для стекол, которое может быть использовано в средствах транспорта, для строительных конструкций, противогазов, в медицинской практике, быту и т.д.

Проблема защиты стекол от запотевания при быстром повышении температуры воздуха и повышенной влажности является одной из актуальных и практически важных проблем. Известно незапотевающее покрытие для стекол на основе сшитого сополимера (мет)акриловой кислоты с (мет)акрилатами [1] Полимерная пленка прозрачна и достаточно прочна.

Однако технология ее получения настолько сложна, что не может быть использована в обычных бытовых условиях. Так, например, сополимеризация мономеров проводится непосредственно на поверхности стекла. В качестве исходных компонентов используются токсичные для человека вещества с неприятным запахом. Для отверждения пленки требуется специальное устройство с атмосферой азота и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и свойствам является покрытие из поливинилового спирта (ПВС). Технология нанесения ПВС на поверхность стекла проста и доступна.

Однако продолжительность защитного действия пленки из ПВС при ее удельной массе /толщине слоя, Т/ 3 мг/см² по паровому тесту составляет лишь 50 с [2]
Технической задачей изобретения является получение защитной пленки для стекла, обладающей большей стойкостью к температурному воздействию в условиях повышенной влажности.

Эта задача решается использованием защитной пленки из железосодержащей полиакриловой кислоты /FeПАК/ [3]
Для получения пленки 5%-ный водный раствор FeПАК наносят на поверхность стекла и высушивают при постоянной температуре. Получают защитную пленку с определенной толщиной. Увеличение толщины защитной пленки FeПАК приводит к увеличению продолжительности ее защитного действия. Максимальное время действия пленки) 4 ч 17 мин, наблюдаемое при N=20 мг/см², может быть увеличено (пример 4). Однако это влечет за собой определенные трудности при изготовлении пленки: более длительное высушивание, вероятность неравномерности толщины покрытия и т.д. Получение покрытия с толщиной меньше 0,2 мг/см² технологически достаточно сложно. Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1.

1,6 мл 5%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и после равномерного растекания полимера по дну чашки сушат до постоянного веса. Толщину пленки рассчитывают из соотношения Т=М/П, где М-масса полимера; П-площадь защитного покрытия. В данном примере М, П и Т составляют 80 мг, 26,41 см², 3 мг/см² соответственно. Продолжительность защитного действия пленки определяют с помощью парового теста [2] Чашку Петри помещают на отверстие термостата пленкой внутрь. Начальная температура пленки составляет 20^oС, температура воды в термостате 60^oС. Время защитного действия пленки определяют по секундомеру с момента первого контакта пленки с парами воды и до появления первых признаков растворения пленки. Продолжительность действия пленки в данном примере составляет 3100 с.

Пример 2.

2,6 мл 5%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и, после равномерного растекания полимера по дну чашки, сушат по постоянного веса. Остальные условия эксперимента аналогичны примеру 1. Величины М,П и Т составляют 130 мг, 26,41 см² и 4,9 мг/см² соответственно. Время защитного действия пленки 4200 с.

Пример 3.

3,8 мл 5%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и после равномерного растекания полимера по дну чашки сушат до постоянного веса. Остальные условия эксперимента аналогичны примеру 1. Величины М,П и Т составляют 190 мг, 19,63 см² и 10 мг/см² соответственно. Время защитного действия пленки - 4800 с.

Пример 4.

13 мл 5%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и после равномерного растекания полимера по дну чашки сушат до постоянного веса. Остальные условия эксперимента аналогичны примеру 1. Величины М,П и Т составляют 650 мг, 26,41 см² и 20 мг/см² соответственно. Время защитного действия пленки - 15000 с.

Пример 5.

0,4 мг 1%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и после равномерного растекания раствора по дну чашки сушат до постоянного веса. Остальные условия эксперимента аналогичны примеру 1. Величины М,П и Т составляют 4 мг, 19,63 см² и 0,2 мг/см² соответственно. Время защитного действия пленки - 770 с.

Пример 6.

0,9 мг 1%-ного раствора FeПАК наливают в чашку Петри и, после равномерного растекания раствора по дну чашки, сушат до постоянного веса. Остальные условия эксперимента аналогичны примеру 1. Величины М, П и Т составляют 9 мг, 26,41 см² и 0,348 мг/см². Время защитного действия пленки 1122 с.

Таким образом, проведенные выше исследования свидетельствуют о гораздо большей прочности защитной пленки из железосодержащей полиакриловой кислоты по сравнению с пленкой из поливинилового спирта. Так, при одинаковой толщине пленки 3 мг/см²(см. пример 1 и 20) защитный эффект железосодержащей полиакриловой кислоты в 62 раза выше по сравнению с пленкой, полученной из поливинилового спирта.

Использование: для получения незапотевающих покрытий для стекол. Сущность изобретения: незапотевающее покрытие получают из 5%-ного водного раствора железосодержащей полиакриловой кислоты. Покрытия наносят на поверхность стекла и высушивают при постоянной температуре. Время защитного действия пленки 770-15000 с.

Применение железосодержащей полиакриловой кислоты в качестве прозрачного незапотевающего покрытия для стекол.