[发明专利]用于提高亲水性/透射率的二氧化硅涂层

权利要求书

1.一种为基体提供涂层的方法，该方法包括使基体与涂料组合物接触，并干燥以提供二氧化硅纳米粒子涂层，所述涂料组合物包含：

a)平均粒径为40纳米或更小的二氧化硅纳米粒子的水分散体，其pH小于5，和

b)pKa＜3.5的酸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅纳米粒子在涂料组合物中的浓度为0.1～20wt.％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基体是静态水接触角大于50°的疏水基体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅纳米粒子的水分散体还包含平均粒径大于40纳米的二氧化硅纳米粒子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸选自草酸、柠檬酸、H₃PO₄、HCl、HBr、HI、HBrO₃、HNO₃、HClO₄、H₂SO₄、CH₃SO₃H、CF₃SO₃H、CF₃CO₂H和CH₃SO₂OH。

6.一种由权利要求1所述的方法制备的亲水性制品。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅纳米粒子具有20纳米或更小的平均粒径。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅纳米粒子具有10纳米或更小的平均粒径。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物进一步包含四烷氧基硅烷。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物包含：

a)0.5～99wt.％的水；

b)0.1～20wt.％的平均粒径为40nm或更小的二氧化硅纳米粒子；

c)0～20wt.％的平均粒径为50nm或更大的二氧化硅纳米粒子，其中b)和c)的总和为0.1～20wt.％；

d)含量足以将pH降低到小于5的pKa＜3.5的酸；

e)相对于二氧化硅纳米粒子的量，0～20wt.％的四烷氧基硅烷。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述基体在涂覆后具有小于50°的静态水接触角。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物的pH小于3。

13.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：添加足量的酸以将所述涂料组合物的pH调节到小于5，然后添加足量的碱以将pH调节到5～6的范围内。

14.一种被涂覆的制品，包括基体和其上的涂层，所述涂层为平均粒径为40纳米或更小的二氧化硅纳米粒子的凝聚体，所述凝聚体包括二氧化硅纳米粒子的三维多孔网状结构，并且所述二氧化硅纳米粒子与相邻的二氧化硅纳米粒子结合。

15.根据权利要求14所述的被涂覆的制品，具有小于50°的水接触角。

16.根据权利要求14所述的被涂覆的制品，其中所述涂层的厚度为约500～2500

17.根据权利要求14所述的被涂覆的制品，其中所述基体是透明的。

18.根据权利要求17所述的被涂覆的制品，其中与未被涂覆的基体相比，在400～700nm波长范围内的法向入射光的透射得以提高。

19.根据权利要求18所述的被涂覆的制品，其中所述平均透射率提高了至少2％。

20.根据权利要求14所述的被涂覆的制品，其中所述涂层的折射率在约1.2～1.4的折射率之间。

21.根据权利要求14所述的被涂覆的制品，其中所述涂层包括：

a.60～95wt.％的凝聚的二氧化硅纳米粒子，

b.约0.1～20wt.％的四烷氧基硅烷，

c.可选地约0～5wt.％的表面活性剂，和

d.0～约5wt.％的润湿剂。

22.一种涂料组合物，包含：

a)0.5～99wt.％的水，

b)0.1～20wt.％的平均粒径为40nm或更小的二氧化硅纳米粒子，

c)0～20wt.％的平均粒径大于50nm的二氧化硅纳米粒子，其中b)和c)的总和为0.1～20wt.％；

d)含量足以将pH降低到小于5的pKa＜3.5的酸；

e)相对于二氧化硅纳米粒子的量，0～20wt.％的四烷氧基硅烷。