1.本发明涉及功能玻璃领域，具体涉及一种防雾玻璃及其制备方法和应用。
背景技术：
2.飞机在执行高空任务时，会在很短的时间内经历上升和下降的过程，而在不同的海拔高度，外界的温度不同的。在温差较大且空气湿度达到一定程度的情况下，飞机仪表盘外的保护玻璃上会有不同程度的起雾现象，从而影响飞行员准确观察仪表盘。
3.现有技术一般采用电加热的方法，给仪表玻璃加热，从而达到除雾的效果，但该技术存在一些缺点：电加热需要单独设置线路，如遇故障，会导致除雾功能失效，同时电加热升温速度不能太快，否则会引起玻璃破裂，且逐步升温会导致除雾不及时，影响飞行员的观察。为了解决上述问题，现有技术一般采用在玻璃表面覆盖一层有机保护膜，以期能够改善玻璃表面亲水性，然而其效果有限，且形成的玻璃膜抗撕裂性能不佳，从而影响玻璃寿命。
技术实现要素：
4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的防雾玻璃表面覆盖的有机保护膜亲水性不佳，抗撕裂性能有限，从而影响防雾效果和玻璃使用寿命的缺陷，进而提供一种防雾玻璃及其制备方法和应用。
5.一种防雾玻璃的制备方法，包括如下步骤：
6.1)将木浆或棉浆浸渍于氢氧化钠溶液中进行碱化处理，然后过滤、粉碎，得到碱纤维素；
7.2)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；
8.3)将纤维素黏胶通过拉膜机挤出，然后在固化液中形成薄膜，得到防雾玻璃膜；
9.4)将明胶溶液涂覆于玻璃基体表面，然后将防雾玻璃膜覆盖在明胶溶液上，滚压、静置、烘干，得到所述防雾玻璃。
10.优选的，步骤1)中所述浸渍温度为45-55℃，浸渍时间为50-80min，木浆或棉浆的用量与氢氧化钠溶液的质量比为1:(8-11)，氢氧化钠溶液的质量分数为17-20％；
11.步骤2)中加热反应温度为30-38℃，反应时间为30-40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:(1-1.2)，氢氧化钠溶液的质量分数为7-9％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的28-35％；
12.步骤3)中所述固化液中硫酸的浓度为85-95g/l，硫酸钠的浓度为220-240g/l；
13.步骤4)中明胶溶液的质量分数为18-22％，静置温度为室温，静置时间为5-8h，烘干温度为78-85℃，烘干时间为25-35min。
14.优选的，步骤3)中纤维素黏胶在通过拉膜机挤出之前还包括熟成、过滤、脱泡的步骤。
15.优选的，步骤1)中所述木浆或棉浆为改性木浆或棉浆，所述改性木浆或改性棉浆
20％；
34.步骤f)中加热反应温度为30-38℃，反应时间为30-40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:(1-1.2)，氢氧化钠溶液的质量分数为7-9％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的28-35％；
35.步骤g)中所述固化液中硫酸的浓度为85-95g/l，硫酸钠的浓度为220-240g/l；
36.步骤g)中还包括对薄膜进行水洗、脱硫、漂白、干燥的步骤。在本发明中在漂白之后可根据实际需要对漂白后的薄膜进行脱盐、塑化(甘油和乙二醇)的步骤。本发明中脱硫、漂白、干燥均为本领域的常规手段，可选的，脱硫采用的脱硫液中硫酸钠的浓度为7-9g/l，碳酸钠的浓度为3-5g/l，漂白采用0.4-0.6g/l的双氧水，干燥温度为75-85℃，干燥时间为0.8-1.5h。
37.步骤k)中明胶溶液的质量分数为18-22％，静置温度为室温，静置时间为5-8h，烘干温度为78-85℃，烘干时间为25-35min。
38.优选的，步骤g)中纤维素黏胶在通过拉膜机挤出之前还包括熟成、过滤、脱泡的步骤。优选的，所述熟成处理温度为23-28℃，处理时间为1-3h。
39.优选的，所述木浆或棉浆中α-纤维素含量不小于85wt％,纤维素聚合度为500-1000。
40.本发明还提供一种防雾玻璃，由上述所述的方法制备得到。
41.优选的，所述防雾玻璃包括玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层和防雾玻璃膜。本发明不对粘结层和防雾玻璃膜的厚度做具体限定，可选的，粘结层的厚度为1-10μm，防雾玻璃膜的厚度为0.5-1.5μm。
42.本发明还提供一种上述所述的防雾玻璃在战斗机仪表中的应用。
43.本发明技术方案，具有如下优点：
44.1.本发明提供的防雾玻璃的制备方法，通过将木浆或棉浆进行碱化处理，然后再与二硫化碳反应，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液，得到橘黄色的纤维素黏胶；将纤维素黏胶通过拉膜机挤出，然后在固化液中形成薄膜，得到防雾玻璃膜，再通过明胶粘结到玻璃表面，从而获得的防雾玻璃。本发明提供的方法得到的防雾玻璃可有效改善玻璃的亲水性能，可吸收膜层表面水分，使玻璃具备防雾能力，同时制备的防雾玻璃膜具有优异的抗撕裂性能，大大提升了玻璃的使用寿命。同时本发明提供的防雾玻璃光性好、无毒无味，可有效抵抗各种有机溶剂的侵蚀，不需要设置电路，不存在失效的问题，可靠性大幅度提升，可有效应对各种复杂的工作环境。
45.2.本发明提供的防雾玻璃的制备方法，进一步的，所述木浆或棉浆采用改性木浆或棉浆，将特定的n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸通过酰胺化反应键联到氨基化氧化锌上，从而得到改性氧化锌，然后将改性氧化锌接枝到纤维素上，从而获得改性氧化锌接枝纤维素。本发明通过将n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸和氧化锌接枝到纤维素上，从而对木浆进行了改性，n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸和氧化锌协同配合与木浆中的纤维素共同作用可在改善玻璃的亲水性能的同时提高防雾玻璃膜的抗撕裂性能。
具体实施方式
46.提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方
式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
47.实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
48.实施例1
49.本实施例提供一种防雾玻璃，所述防雾玻璃由玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层(厚度为3μm)和防雾玻璃膜(厚度为1μm)组成；
50.所述防雾玻璃的制备方法包括如下步骤：
51.1)将木浆(木浆中α-纤维素含量为85wt％,纤维素聚合度为900)浸渍于氢氧化钠溶液中进行碱化处理，氢氧化钠溶液的质量分数为18％，木浆和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，浸渍温度为50℃，浸渍时间为60min，然后压榨过滤，滤饼粉碎，得到碱纤维素；
52.2)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，加热反应温度为35℃，反应时间为40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:1，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为8％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的30％)，得到纤维素黏胶；
53.3)将纤维素黏胶在25℃下进行熟成处理2小时，然后过滤、脱泡，得到的黏液在拉膜机中挤出，然后流入凝固浴槽(凝固浴槽中含有固化液，固化液中硫酸的浓度为90g/l，硫酸钠的浓度为230g/l)中形成薄膜，所得薄膜经水洗、脱硫(脱硫液中硫酸钠的浓度为8g/l，碳酸钠的浓度为4g/l)、漂白(漂白液采用0.5g/l的双氧水)、干燥(干燥温度为80℃，干燥时间为1h)，得到防雾玻璃膜；
54.4)将明胶粉末与水混合配置明胶溶液(明胶溶液的质量分数为20％)，将明胶溶液均匀涂抹在干净的玻璃表面，然后将防雾玻璃膜平整地覆盖在明胶上，用玻璃棒在玻璃膜上均匀滚压，然后在室温下自然静置6小时后放入烘箱内，在80℃下烘干30分钟，即得所述防雾玻璃。
55.实施例2
56.本实施例提供一种防雾玻璃，所述防雾玻璃由玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层(厚度为3μm)和防雾玻璃膜(厚度为1μm)组成；
57.所述防雾玻璃的制备方法包括如下步骤：
58.1)将木浆(木浆中α-纤维素含量为86wt％,纤维素聚合度为800)浸渍于氢氧化钠溶液中进行碱化处理，氢氧化钠溶液的质量分数为18％，木浆和氢氧化钠溶液的质量比为1:8，浸渍温度为48℃，浸渍时间为70min，然后压榨过滤，滤饼粉碎，得到碱纤维素；
59.2)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，加热反应温度为32℃，反应时间为35min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:1.1，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为8％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的32％)，得到纤维素黏胶；
60.3)将纤维素黏胶在26℃下进行熟成处理2.5小时，然后过滤、脱泡，得到的黏液在拉膜机中挤出，然后流入凝固浴槽(凝固浴槽中含有固化液，固化液中硫酸的浓度为92g/l，
硫酸钠的浓度为220g/l)中形成薄膜，所得薄膜经水洗、脱硫(脱硫液中硫酸钠的浓度为8g/l，碳酸钠的浓度为4g/l)、漂白(漂白液采用0.5g/l的双氧水)、干燥(干燥温度为80℃，干燥时间为1h)，得到防雾玻璃膜；
61.4)将明胶粉末与水混合配置明胶溶液(明胶溶液的质量分数为21％)，将明胶溶液均匀涂抹在干净的玻璃表面，然后将防雾玻璃膜平整地覆盖在明胶上，用玻璃棒在玻璃膜上均匀滚压，然后在室温下自然静置7小时后放入烘箱内，在82℃下烘干28分钟，即得所述防雾玻璃。
62.实施例3
63.本实施例提供一种防雾玻璃，所述防雾玻璃由玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层(厚度为3μm)和防雾玻璃膜(厚度为1μm)组成；
64.所述防雾玻璃的制备方法包括如下步骤：
65.1)将氧化锌、3-氨丙基三乙氧基硅烷和四氯化碳混合(氧化锌、3-氨丙基三乙氧基硅烷和四氯化碳的质量比为1:0.7:10)，然后将混合液加热至85℃反应12h，反应结束后冷却至室温，过滤，滤饼干燥,得到氨基化氧化锌；
66.2)将氨基化氧化锌、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(edc
·
hcl)、n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸、4-二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合(氨基化氧化锌、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸、4-二甲氨基吡啶和二氯甲烷的质量比为1:0.3:3:0.3:5)后加热进行酰胺化反应，酰胺化反应温度为50℃，反应时间为20h，反应结束后冷却至室温，然后将反应液置于去离子水中透析，真空干燥，得到改性氧化锌；
67.3)将木浆(木浆中α-纤维素含量为85wt％,纤维素聚合度为900)、高碘酸钠和水混合(木浆、高碘酸钠和水的质量比为1:2:4)，在室温下避光反应50min，加入乙二醇终止反应，反应液过滤，滤饼经水洗、干燥，得到醛基化纤维素；
68.4)将醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水混合，室温下搅拌30min，然后加入步骤2)得到的改性氧化锌(醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水和改性氧化锌的质量比为1：5:0.2:0.5:0.1)，在40℃下反应5h，反应结束后将反应液过滤、水洗、干燥，得到改性氧化锌接枝纤维素；
69.5)将改性氧化锌接枝纤维素浸渍于氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为18％)中进行碱化处理，改性氧化锌接枝纤维素和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，浸渍温度为50℃，浸渍时间为60min，然后压榨过滤，滤饼粉碎，得到碱纤维素；
70.6)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，加热反应温度为35℃，反应时间为40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:1，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为8％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的30％)，得到纤维素黏胶；
71.7)将纤维素黏胶在25℃下进行熟成处理2小时，然后过滤、脱泡，得到的黏液在拉膜机中挤出，然后流入凝固浴槽(凝固浴槽中含有固化液，固化液中硫酸的浓度为90g/l，硫酸钠的浓度为230g/l)中形成薄膜，所得薄膜经水洗、脱硫(脱硫液中硫酸钠的浓度为8g/l，碳酸钠的浓度为4g/l)、漂白(漂白液采用0.5g/l的双氧水)、干燥(干燥温度为80℃，干燥时间为1h)，得到防雾玻璃膜；
72.8)将明胶粉末与水混合配置明胶溶液(明胶溶液的质量分数为20％)，将明胶溶液均匀涂抹在干净的玻璃表面，然后将防雾玻璃膜平整地覆盖在明胶上，用玻璃棒在玻璃膜上均匀滚压，然后在室温下自然静置6小时后放入烘箱内，在80℃下烘干30分钟，即得所述防雾玻璃。
73.实施例4
74.本实施例提供一种防雾玻璃，所述防雾玻璃由玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层(厚度为3μm)和防雾玻璃膜(厚度为1μm)组成；
75.所述防雾玻璃的制备方法包括如下步骤：
76.1)将氧化锌、3-氨丙基三乙氧基硅烷和四氯化碳混合(氧化锌、3-氨丙基三乙氧基硅烷和四氯化碳的质量比为1:0.7:10)，然后将混合液加热至85℃反应12h，反应结束后冷却至室温，过滤，滤饼干燥,得到氨基化氧化锌；
77.2)将木浆(木浆中α-纤维素含量为85wt％,纤维素聚合度为900)、高碘酸钠和水混合(木浆、高碘酸钠和水的质量比为1:2:4)，在室温下避光反应50min，加入乙二醇终止反应，反应液过滤，滤饼经水洗、干燥，得到醛基化纤维素；
78.3)将醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水混合，室温下搅拌30min，然后加入步骤1)得到的氨基化氧化锌(醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水和氨基化氧化锌的质量比为1：5:0.2:0.5:0.1)，在40℃下反应5h，反应结束后将反应液过滤、水洗、干燥，得到改性氧化锌接枝纤维素；
79.4)将改性氧化锌接枝纤维素浸渍于氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为18％)中进行碱化处理，改性氧化锌接枝纤维素和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，浸渍温度为50℃，浸渍时间为60min，然后压榨过滤，滤饼粉碎，得到碱纤维素；
80.5)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，加热反应温度为35℃，反应时间为40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:1，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为8％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的30％)，得到纤维素黏胶；
81.6)将纤维素黏胶在25℃下进行熟成处理2小时，然后过滤、脱泡，得到的黏液在拉膜机中挤出，然后流入凝固浴槽(凝固浴槽中含有固化液，固化液中硫酸的浓度为90g/l，硫酸钠的浓度为230g/l)中形成薄膜，所得薄膜经水洗、脱硫(脱硫液中硫酸钠的浓度为8g/l，碳酸钠的浓度为4g/l)、漂白(漂白液采用0.5g/l的双氧水)、干燥(干燥温度为80℃，干燥时间为1h)，得到防雾玻璃膜；
82.7)将明胶粉末与水混合配置明胶溶液(明胶溶液的质量分数为20％)，将明胶溶液均匀涂抹在干净的玻璃表面，然后将防雾玻璃膜平整地覆盖在明胶上，用玻璃棒在玻璃膜上均匀滚压，然后在室温下自然静置6小时后放入烘箱内，在80℃下烘干30分钟，即得所述防雾玻璃。
83.实施例5
84.本实施例提供一种防雾玻璃，所述防雾玻璃由玻璃基体，以及依次设置在玻璃基体上的粘结层(厚度为3μm)和防雾玻璃膜(厚度为1μm)组成；
85.所述防雾玻璃的制备方法包括如下步骤：
86.1)将木浆(木浆中α-纤维素含量为85wt％,纤维素聚合度为900)、高碘酸钠和水混
合(木浆、高碘酸钠和水的质量比为1:2:4)，在室温下避光反应50min，加入乙二醇终止反应，反应液过滤，滤饼经水洗、干燥，得到醛基化纤维素；
87.2)将醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水混合，室温下搅拌30min，然后加入n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸(醛基化纤维素、甲醇、氢氧化钠、水和n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸的质量比为1：5:0.2:0.5:0.1)，在40℃下反应5h，反应结束后将反应液过滤、水洗、干燥，得到n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸接枝纤维素；
88.3)将n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸接枝纤维素浸渍于氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为18％)中进行碱化处理，n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸接枝纤维素和氢氧化钠溶液的质量比为1:10，浸渍温度为50℃，浸渍时间为60min，然后压榨过滤，滤饼粉碎，得到碱纤维素；
89.4)将碱纤维素和二硫化碳混合后加热反应，加热反应温度为35℃，反应时间为40min，碱纤维素和二硫化碳的质量比为1:1，反应结束后向反应液中加入氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的质量分数为8％，氢氧化钠溶液的加入量为碱纤维素质量的30％)，得到纤维素黏胶；
90.5)将纤维素黏胶在25℃下进行熟成处理2小时，然后过滤、脱泡，得到的黏液在拉膜机中挤出，然后流入凝固浴槽(凝固浴槽中含有固化液，固化液中硫酸的浓度为90g/l，硫酸钠的浓度为230g/l)中形成薄膜，所得薄膜经水洗、脱硫(脱硫液中硫酸钠的浓度为8g/l，碳酸钠的浓度为4g/l)、漂白(漂白液采用0.5g/l的双氧水)、干燥(干燥温度为80℃，干燥时间为1h)，得到防雾玻璃膜；
91.6)将明胶粉末与水混合配置明胶溶液(明胶溶液的质量分数为20％)，将明胶溶液均匀涂抹在干净的玻璃表面，然后将防雾玻璃膜平整地覆盖在明胶上，用玻璃棒在玻璃膜上均匀滚压，然后在室温下自然静置6小时后放入烘箱内，在80℃下烘干30分钟，即得所述防雾玻璃。
92.实施例6
93.本实施例提供一种防雾玻璃，其与实施例3比区别在于步骤2)中将n-(4-氨基苯甲酰)-l-谷氨酸替换为l-谷氨酸。
94.测试例
95.分别测试上述实施例获得的防雾玻璃膜的抗撕裂性能，然后再分别测试上述实施例获得的防雾玻璃的水接触角，其中抗撕裂强度测定依照国家标准gb/t16578.2-2009《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定》进行，测试结果如表1所示。
96.表1测试结果
[0097] 水接触角抗撕裂强度/n/mm实施例121
°
55实施例220
°
53实施例38
°
67实施例422
°
59实施例514
°
57实施例610
°
64
[0098]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。