[发明专利]超亲水玻璃制备方法

说明书

本发明提供了一种超亲水玻璃制备方法，包括：制备含氨水0.5‑1.5mol/l的溶液；将待制备的载玻片置于所述溶液中；在120‑150℃的温度下进行水热反应，所述水热反应时间为1‑3小时；将水热反应完毕后的所述载玻片冷却、清洗、烘干，即得所述超亲水玻璃。由于采用了上述技术方案，本发明制得的超亲水玻璃透光性好、亲水性能强、防雾性能好、可触碰、可擦拭。

技术领域

本发明涉及超亲水玻璃领域，特别涉及一种超亲水玻璃制备方法。

背景技术

近年来，超亲水玻璃因具有超亲水、自清洁、防雾等特性在建筑物外墙玻璃、汽车玻璃、家用浴室防雾玻璃、电子产品的显示器和太阳能电池的采光板等方面得到广泛的应用。

目前，玻璃表面超亲水润湿性的处理方法主要有：

1.通过纳米技术、光刻蚀技术、原位气相沉积等在玻璃表面形成微纳结构。例如康超利用纳米氧化铝的阵列结构，在该高纯铝隧道孔模板中制备了具有微纳米阵列结构的金属镍纳米粒子制得超亲水纳米金属镍薄膜。该类方法制备超亲水玻璃具有制备工艺简单，微纳结构可控，超亲水能力强等优点但是该方法形成的微纳结构脆弱，不能有轻微的触碰，并且仪器成本较高。

2.通过自组装分子膜、表面官能化等方法修饰玻璃表面基团。例如，罗祥研究利用聚烯丙基胺盐酸盐与SiO₂纳米粒子在有机玻璃片表面的静电自组装制备超疏水有机玻璃。该类方法制备的超亲水薄膜，合成温度低，薄膜覆盖均匀，并化学组成均一，但薄膜不耐摩擦，超亲水效果维持时间不够长。

3.通过涂覆纳米材料涂层在玻璃制品表面获得超亲水性能。例如，Yamashita将溶胶凝胶制备的纳米SiO₂旋涂在载玻片上得到超亲水涂层。该类方法制备的超亲水玻璃，亲水性能强，并且使用范围较广，但多数涂覆纳米涂层的玻璃不再具备普通玻璃透明性，透光性。

发明内容

本发明提供一种超亲水玻璃制备方法，其用于制得透光性好、亲水性能强、防雾性能好、可触碰、可擦拭的超亲水玻璃。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超亲水玻璃制备方法，包括：制备含氨水0.5-1.5mol/l的溶液；将待制备的载玻片置于所述溶液中；在120-150℃的温度下进行水热反应，所述水热反应时间为1-3小时；将水热反应完毕后的所述载玻片冷却、清洗、烘干，即得所述超亲水玻璃。优选地，所述水热反应是在水热反应釜，特别是聚四氟乙烯反应釜中进行的。优选地，所述溶液填充入所述水热反应釜约80％的体积。优选地，冷却采用自然冷却。优选地，清洗采种清水清洗。

由于采用了上述技术方案，本发明制得的超亲水玻璃透光性好、亲水性能强、防雾性能好、可触碰、可擦拭。其原理如下：在上述溶液的水热反应条件下，获得亲水玻璃存在两种机理；1.在水热条件下，H₂O会攻玻璃表面Si-O-Si基团发生一个缩合水解反应反应如Eq.1所示，反应结果会使得玻璃表面共价键网络断裂，一些小分子或者离子形成。2.与此同时有NH₃H₂O产生的OH-攻击玻璃表面的有机硅氧烷，破坏Si-O键反应如Eq.2所示。在这刻蚀中形成一些水溶性小分子和不溶性网状硅复合化合物，这就行成了玻璃表面的微纳结构，并且覆盖大量的亲水性官能团-OH。

Eq.1Si-O-Si+H₂O→Si-OH+OH-Si

Eq.2Si-O-Si(OH)³⁺+NH₃·H₂O→Si-O-Si(OH)⁴⁺+NH₄⁺→Si(OH)₄+SiO+NH₄⁺

优选地，所述溶液为1mol/l的氨水溶液。

优选地，所述温度为150℃，所述水热反应时间为1小时。