本发明属于建筑、汽车玻璃疏水表面制备技术领域，具体涉及一种玻璃疏水防雨涂料及制备方法和应用方法。
背景技术：
当今城市中玻璃幕墙已经被广泛应用，由于建筑物越来越高，玻璃幕墙的清洁难度持续加大，清洁成本越来越高。此外，在雨中开车时，雨刮器是汽车挡风玻璃清洁的唯一工具，但是雨刮器通常只能用于前档玻璃，无法通过雨刮器对侧挡玻璃和后视镜进行清洁，即使在玻璃上贴附雨膜，由于雨膜并不具备自清洁功能，被雨水或灰尘附着后的雨膜的存在极易影响视线，造成交通事故。因此，在建筑玻璃幕墙和汽车玻璃领域，亟需研发出一种能够直接应用于玻璃表面且具有防雨和自清洁的涂层产品，使其具备疏水性，使雨水或灰尘难以附着，达到驱雨、自清洁的目的。
目前主要通过化学气相沉积、溶胶凝胶法、刻蚀法等制备疏水表面层，但是这些疏水表面层与玻璃表面贴合不牢靠，极易脱落，疏水性能差，无法实现量产。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种玻璃疏水防雨涂料及制备方法和应用方法，应用于建筑玻璃或汽车玻璃上，可以减少玻璃清洁次数或雨刷的使用，其施工简单，有效期长。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种玻璃疏水防雨涂料，包括底涂涂料和面涂涂料，所述底涂涂料为水解硅烷溶液，所述面涂涂料为改性聚硅氧烷溶液。
进一步的，包括以下步骤：
(1)按重量分数计，将3-7份的硅烷a加入到100份的水和有机溶剂的混合溶剂中，制备质量分数为1-5％的硅烷溶液，随后加入0.01-10份质量分数为10％的低分子量有机酸作催化剂，加入弱碱溶液，调节ph至4-5，40℃下水解4-12h，得到所需底涂涂料；
(2)按重量分数计，将5-10份的聚硅氧烷溶解到100份的水与有机溶剂的混合溶剂中，加入0.001-0.1份路易斯酸催化剂，加入1-5份硅烷b，在室温下搅拌4-24h，得到所需面涂涂料，所述聚硅氧烷的分子量为5000-15000。
进一步的，步骤(1)中，所述硅烷a为烯丙基三甲基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种的组合。
进一步的，步骤(1)中，所述低分子量有机酸为苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、乙酸、丙烯酸、丁烯酸、磺酸中的一种或几种的组合。
进一步的，步骤(1)中，所述弱碱为氨水、二甲胺、三乙胺中的一种或几种的组合。
进一步的，步骤(2)中，所述硅烷b为四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、六甲基二硅烷、三甲基溴硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷中的一种或几种的组合。
进一步的，步骤(2)中，所述路易斯酸催化剂为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、氯化锌、五氟化锑中的一种。
进一步的，所述混合溶剂中水和有机溶剂的重量比为1:1-1:50，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、醋酸丁酯中的一种或几种的组合。
一种玻璃疏水防雨涂料的应用方法，应用于建筑玻璃或汽车玻璃上，包括以下步骤：先将底涂涂料涂布或喷涂至玻璃表面，室温静置0.5-1h或加热2-10min至溶剂完全挥发，得到厚度为1-10um的底涂涂层；然后再将面涂涂料涂布或喷涂至玻璃表面，室温静置0.5-1h或加热2-10min至溶剂完全挥发，得到厚度为1-10um的面涂涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种玻璃疏水防雨涂料及其应用方法，包含底涂涂料和面涂涂料，底涂涂料为水解硅烷，其制备方法为：按重量分数计，将3-7份的硅烷a加入到100份的水和有机溶剂的混合溶剂中，制备质量分数为1-5％的硅烷溶液，随后加入0.01-10份质量分数为10％的低分子量有机酸作催化剂，加入弱碱溶液，调节ph至4-5，40℃下水解4-12h即可得到；面涂涂料为改性聚硅氧烷，聚硅氧烷的分子量为5000-15000，改性聚硅氧烷的制备方法为：将聚硅氧烷溶解到水和有机溶剂的混合溶剂中，加入路易斯酸催化剂，加入硅烷b，在室温下搅拌后得到。本发明提供的一种玻璃疏水防雨涂料及其应用方法，先将底涂涂料涂布或喷涂或蘸涂至玻璃表面，可用绒布擦拭均匀，室温静置0.5-1h或加热2-10min至溶剂完全挥发，底涂涂料的涂布厚度为1-10um，为保证效果，可采用相同方法进行二次施工，再将面涂涂料涂布或喷涂或蘸涂至玻璃表面，可用绒布擦拭均匀，室温静置0.5-1h或加热2-10min至溶剂完全挥发即可，面涂涂料的涂布厚度为1-10um，具有疏水自清洁功能，能够大大减少玻璃清洁次数或降低雨刮器的使用频率，只需要涂布或喷涂或蘸涂并在室温静置或短时间加热后得到，施工工艺简单，清洁成本低廉，与玻璃表面贴合牢靠，不易脱落，不影响玻璃的透光率，水接触角大，疏水性良好，可防雨，可实现批量生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。在本发明中所使用的术语，除非另有说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例1
一种玻璃疏水防雨涂料，包括底涂涂料和面涂涂料，包括以下步骤：
步骤1、制备混合溶剂
将水和乙醇按照1:50的重量比进行混合，得到混合溶剂；
步骤2、制备底涂涂料
将3g烯丙基三甲基硅烷加入100g步骤1制备的混合溶剂中，加入0.01g质量分数10％的低分子量有机酸乙酸作催化剂，加入低浓度氨水，调节ph＝4，40℃下水解4h，得到底涂涂料；
步骤3、制备面涂涂料
将5g聚硅氧烷溶解到100g步骤1制备的混合溶剂中，加入0.001g氯化锌，加入5g四乙氧基硅烷，在室温下搅拌24h，得到所需面涂涂料。
先将步骤2得到的底涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发，底涂涂料涂布厚度为2um，然后再将面涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发，面涂涂料涂布厚度为3um。
实施例2
步骤1、制备混合溶剂
将水和异丙醇按1:1的重量比进行混合，得到混合溶剂；
步骤2、制备底涂涂料
将7g烯丙基三甲基硅烷加入100g的步骤1制备的混合溶剂中，加入10g质量分数10％的低分子量有机酸乙酸作催化剂，加入低浓度氨水调节ph＝4，40℃下水解4h，得到底涂涂料；
步骤3、制备面涂涂料
将10g的聚硅氧烷溶解到100g的步骤1制备的混合溶剂中，加入0.1g路易斯酸催化剂氯化锌，加入1g的四乙氧基硅烷，在室温下搅拌24h，得到所需面涂涂料。
先将底涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发，得到3um厚的底涂涂层，然后再将面涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发，得到面涂涂层，厚度4um。
余同实施例1。
实施例3
步骤1、制备混合溶剂
将水和异丙醇按照1:20的重量比进行混合，得到混合溶剂；
步骤2、制备底涂涂料
将5g的3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入100g的步骤1制备的混合溶剂中，加入1g质量分数10％的低分子量有机酸乙酸作催化剂，加入低浓度氨水调节ph＝4，40℃下水解4h，得到底涂涂料；
步骤3、制备面涂涂料
将6g的聚硅氧烷溶解到100g的步骤1制备的混合溶剂中，加入0.05g路易斯酸催化剂氯化锌，加入2g的四乙氧基硅烷，在室温下搅拌24h，得到所需面涂涂料。
先将底涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发，得到3um厚的底涂涂层，然后再将面涂涂料涂布至玻璃表面，用绒布擦拭均匀，室温静置0.5h至溶剂完全挥发即可，得到面涂涂层的厚度3um。
将无涂层的玻璃作为对照组，将实施例1-3制备得到的三种含涂料的玻璃和无涂层的玻璃进行透光率测试、水接触角测试和离去角测试，透光率测试设备选用北京普析tu-1801分光光度计测试透光率，波长范围400-700nm，离去角测试设备选用晟鼎sdc-350，测试结果如表1所示。
表1
分析测试数据可知，实施例1-3制备得到的三个有涂层的玻璃在400-700nm的透光率与对照组相比，未见明显降低，均高于90％，本发明的玻璃疏水防雨涂料涂布至玻璃表面后并未影响玻璃的透光率，而且其水接触角与对照组相比，均有明显增加，滚动角、离去角则明显降低，应用于汽车玻璃上时，玻璃倾角一般大于30°，雨水可以自由滚落，达到防雨的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。