[发明专利]一种玻璃用涂覆材料、自清洁玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供一种玻璃用涂覆材料、自清洁玻璃及其制备方法，该玻璃用涂覆材料包括二氧化硅溶胶凝胶和改性溶液。根据本发明实施例的玻璃用涂覆材料，采用硅酸四乙酯和乙醇基础溶液，以特定的表面处理剂如氟硅烷等对二氧化硅溶胶凝胶进行改性，用该玻璃用涂覆材料来制备自清洁玻璃，采用溶胶凝胶法工艺，大大降低材料制备工艺的复杂度，设备简单；其次，通过氟硅烷来改性凝胶，性能稳定。

技术领域

本发明属于材料科学和表面科学领域，具体而言涉及一种玻璃用涂覆材料、自清洁玻璃及其制备方法。

背景技术

自清洁功能是超疏水表面的一个重要属性。对于一个自清洁表面而言，首先要求无论基底的大小尺寸和形状材质，都能够以简单的制备工艺成膜到基底表面并且保持良好的疏水性。同时，自清洁涂层还要能够应对各种各样不同的液体污染物，保持涂层表面的清洁状态。自清洁表面的应用前景非常广泛，日常生活和生产的许多方面，比如汽车建筑玻璃、墙体瓷砖、金属外壳、纺织物都会用到。所以，获得自清洁表面对以后的实际应用具有非常重要的意义。

超疏水材料是实现自清洁功能的一种新型材料，随着人们对超疏水领域的深入研究，制备超疏水表面的方法越来越多，也制备出了很多性能优异的超疏水表面，这些进展都是有目共睹的。但是，对于超疏水材料的实际应用，仍然有许多问题亟待解决。目前主要存在问题有以下几个方面：成本问题，制备超疏水表面所使用的原料、加工设备、特殊环境都会带来昂贵的费用，复杂的工艺流程也会对技术人员的专业能力提出要求。目前用于制备超疏水表面的方法有很多种，如平板印刷、激光刻蚀、电沉积或化学沉积法、水热法、碳纳米管法、静电纺丝法、模板法等，但这些方法由于所需条件苛刻、设备昂贵难以应用于玻璃表面的微纳结构构建上。

因此，找到一种工艺简单、环境要求低、成本低廉、适合大面积工业化生产的制备技术非常重要。

此外，超疏水涂层的性能及寿命问题，考虑到超疏水表面的实际应用，外界的冲击、摩擦等机械作用、长时间的暴露于污染环境中等现实生活中的恶劣条件会对超疏水涂层的机械性能、稳定性能、透光性能、耐久性能产生巨大的挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够在玻璃表面形成透光性能好、疏水性强的涂层的玻璃用涂覆材料。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种透光性能好、疏水性强的自清洁玻璃。

本发明的又一个目的在于提供一种工艺简单、环境要求低、成本低廉、适合大面积工业化生产自清洁玻璃的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的玻璃用涂覆材料，包括：二氧化硅溶胶凝胶和改性溶液。

根据本发明的一些实施例，所述二氧化硅溶胶凝胶与所述改性溶液混合得到改性二氧化硅溶胶凝胶。也就是说，该涂覆材料是改性二氧化硅溶胶凝胶，在使用时，直接涂覆在玻璃表面，形成改性二氧化硅溶胶凝胶层，使其具有超强的疏水性能。

根据本发明的另一些实施例，所述二氧化硅溶胶凝胶和所述改性溶液分别为独立的A剂和B剂。也就是说，其为分别独立的A剂和B剂，在使用时，可以先在玻璃表面涂覆A剂，形成二氧化硅溶胶凝胶层，此后在该表面进一步喷涂B剂，以对二氧化硅溶胶凝胶层进行改性，使其具有超强的疏水性能。

进一步地，所述二氧化硅溶胶凝胶通过下述方法制备得到：

按体积比为1：(8～10)的比例将正硅酸四乙酯和无水乙醇混合，得到混合液；

在搅拌的同时加入预定量的氨水，继续搅拌4-8小时；

此后静置10-15小时，得到所述二氧化硅溶胶凝胶。

进一步地，所述改性溶液为氟硅烷溶液。