[发明专利]一种纳米疏水疏油涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于自清洁玻璃膜领域，特别涉及一种纳米疏水疏油涂层及其制备方法。

背景技术

玻璃从生产制造的那一刻起，就基本一直暴露在空气中，空气中的尘埃、湿气、酸碱和物理攻击都会对玻璃造成危害。在建筑工业、汽车工业及人们的日常生活中，玻璃危害中的污渍问题越来越成为人们关注的焦点，在这种趋势下自清洁玻璃应运而生。自清洁玻璃是指普通玻璃通过特殊的物理或化学方法处理后，使其表面产生独特的物理特性，从而使玻璃不再通过传统的人工擦洗方法而达到长久保持清洁效果的玻璃。自清洁玻璃按亲水性分类可分为亲水性自清洁玻璃和疏水性自清洁玻璃。

具有亲水性的自清洁玻璃从膜层材质方面看一般都是由无机材料组成,如：TiO₂、SnO₂等。目前已经投入使用和研究开发的自清洁玻璃的表面功能膜材料主要是TiO₂以及TiO₂与其他金属、金属氧化物或其他元素掺杂的复合物。亲水性自清洁玻璃的自清洁功能表现为两方面：一是靠其表面对水的亲和性，使水的液滴在玻璃材料表面上的接触角趋于零。当水接触到玻璃材料时，迅速在其表面铺展，形成均匀的水膜，表现出超亲水的性质，通过均匀水膜的重力作用带走污渍，通过该方式将可以祛除大部分有机或无机污渍。二是光催化分解有机物的能力，TiO₂在紫外光或可见光照射下，当照射光子的能量大于或者等于其能带宽度的时候，介带中的电子被激发，越过价带进入导带，在导带和价带上形成电子-空穴对，电子、空穴具有不同的活性，分别与吸附在TiO₂表面的有机物质发生氧化还原反应，生成水和CO₂，从而达到降解有机物的目的。

自清洁玻璃的另一类产品是与上述性质截然不同的疏水薄膜。通常，有机自清洁玻璃都是超疏水的，利用超疏水技术使得玻璃表面产生疏水和疏油的特殊表面性质，使处在玻璃表面的水、污渍、矿物质等因无法粘附在玻璃表面而达到长久保持玻璃表面清洁的目的。疏水自清洁玻璃大多是基于荷叶的自清洁效果，在玻璃表面镀一层疏水性薄膜制备而成的。这种疏水膜可以是超疏水的有机高分子氟化物、硅化物和其他高分子膜，也可以是具有一定粗糙度的无机金属氧化物薄膜。

目前工业化生产制备亲水性自清洁玻璃的方法主要包括了化学气相沉积法(CVD)、溶胶-凝胶高温烧结法(Sol-Gel)和磁控溅射法(PVD)。其中化学气相沉积法对设备要求高，投资成本大，导致生产成本一直居高不下；溶胶-凝胶高温烧结法在规模化生产中可能出现凝胶涂布不均匀，而且凝胶制备的热处理过程中参数控制对凝胶的性质影响太大；磁控溅射法目前还不适合大量生产，并且镀膜效率低，膜层厚度比较小，达不到光催化所需要的厚度。而疏水性玻璃的膜层随着时间的推移疏水角逐渐降低，时效差，无法保证玻璃产品在使用寿命过程中的自清洁效果，从而无法保证真正意义上的自洁净。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米疏水疏油涂层及其制备方法，该涂层增大了与水的接触角，从而显著提高了排水效果，只需少量的水来清洗，同时减小了水的滑动角，使玻璃表面更容易擦洗，祛除了有害清洁剂的使用。

本发明提出一种纳米疏水疏油涂层，所述涂层的组分为：按重量百分比，乙醇70～75％，异丙醇5～10％，硅氧烷低聚物10～25％，其余为硫酸乙酯。

所述涂层的组分为：按重量百分比，乙醇72％，异丙醇6.9％，硅氧烷低聚物20.1％，其余为硫酸乙酯。

所述涂层的组分为：按重量百分比，乙醇73％，异丙醇5.8％，硅氧烷低聚物18.4％，其余为硫酸乙酯。

所述涂层的粒径为1～100nm，接触角大于100°，滑动角小于20°。

本发明的一种纳米疏水疏油涂层的制备方法，包括：

将各组分按比例充分混合后得到溶液，用含有所配制溶液的无纺布擦拭需要处理的玻璃表面；放置后，用相同的无纺布以圆圈的形式重叠擦拭表面；然后用干净的无纺布拭去玻璃表面残留的液体，接着用超细纤维布、棉花或者纸巾来抛光材料的表面，静置后在玻璃表面即得纳米疏水疏油涂层。

本发明的原理如下：

1、通过与玻璃表面发生化学反应，在表面形成一层致密的交叉连接的硅薄网。