[发明专利]增透的超亲水自清洁SiO2防雾涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层是由粒径为49～100nm的外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球在玻璃表面堆积构成的，且该防雾涂层表面具有纳米尺度上的粗糙结构，所述纳米尺度上的粗糙结构是由堆积构成所述防雾涂层中的所述外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球粒子之间所具有的纳米尺度范围内的孔隙形成的。

2.根据权利要求1所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层的平均厚度是49～400nm。

3.根据权利要求1所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球的结构为：在直径为5～30nm的空腔外是厚度为20～30nm的带有介孔的SiO₂介孔壳层，在所述的带有介孔的SiO₂介孔壳层外包覆有厚度为2～5nm的无孔的SiO₂壳层。

4.根据权利要求1或3所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的介孔壳层中的介孔的孔径为2～8nm。

5.根据权利要求1或3所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球粒子具有500～600m²/g的比表面和1.6～2cm³/g的孔体积。

6.根据权利要求5所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述的外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球是由以下方法制备得到的：

(1)室温下，将0.1～0.3克的十六烷基三甲基溴化铵，90～100毫升的蒸馏水，0.6～0.8毫升的浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，0.04～0.06毫升的十二烷基硫醇混合在一起，搅拌，使它们混合均匀，得到混合溶液；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液加热至温度为80摄氏度，在80摄氏度及在搅拌20～30分钟之后，加入1.4～1.6毫升的四乙氧基硅烷，最终的混合物在80摄氏度下进行搅拌反应；

(3)将步骤(2)反应得到的固体沉淀物过滤，水洗，干燥；

(4)将步骤(3)干燥后所得产物在500～600摄氏度下煅烧2～6小时，得到所述的外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球。

7.根据权利要求6所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：所述介孔壳层中的介孔的孔径为2～8nm。

8.根据权利要求6所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：步骤(1)所述的搅拌，是在搅拌速度为500～600转/分钟下进行搅拌10～30分钟。

9.根据权利要求6所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层，其特征是：步骤(2)所述的搅拌的搅拌速度为2000～3000转/分钟。

10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层的制备方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：

(1)将清洗干净的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃片表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用惰性气体吹干；然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用惰性气体吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有5～20层由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；

(2)将外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球分散在水中，配制成质量百分含量为0.2～0.6％的悬浊液，将步骤(1)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到该悬浊液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，惰性气体吹干，从而在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球涂层，得到沉积有一个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球涂层构成的双层；继续重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球涂层的步骤，分别得到总共沉积有一个、两个和四个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球涂层构成的双层；

(3)将步骤(2)制备得到的最外层为外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，最终在玻璃片上分别获得沉积有一层、两层和四层由外表面的壳层为薄且无孔，内壳层带有介孔的双壳层的介孔SiO₂空心球构成的涂层，即得到所述的增透的超亲水自清洁SiO₂防雾涂层。