一种纳米疏水疏油涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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：Ti02、 511〇 2等。目前已经投入使用和研宄开发的自清洁玻璃的表面功能膜材料主要是TiO 2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，TiO 2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110 2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。
[0004] 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。
[0005] 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】
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 所述涂层的粒径为1?100nm，接触角大于100°，滑动角小于20°。
[0011] 本发明的一种纳米疏水疏油涂层的制备方法，包括：
[0012] 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。
[0013] 本发明的原理如下：
[0014] 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。
[0015] 2、将第一步被留在原子键最末端的氯原子使用额外的水分子将其与羟基置换后， 特制的涂层材料将被引导覆盖材料表面，这第二步是覆盖整个原子键，这种独特的覆盖层 充分地增加了疏水性和耐久性，当表面被覆盖层与空气隔离时，玻璃表面的性质完全取决 于覆盖层，由于覆盖层的疏水疏油性质，将使空气和水中的污染物、矿物质很难粘附在其表 面，就形成一个真正具有自清洁功能的玻璃表面。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明利用常见的有机材料，按一定的比例配制，通过简单的涂抹或喷涂于玻璃 表面，从而形成疏水疏油的纳米表面结构，使玻璃表面具有长久（至少15年）的保洁易清 洁功能，从而具有绿色环保功效，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。
【附图说明】
[0018] 图1为㈧涂膜前和⑶涂膜后的玻璃照片；
[0019] 图2为⑷涂膜前和⑶涂膜后的水珠图片。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所附权利要求书所限定的 范围。
[0021] 实施例1
[0022] 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 的配比充分混合后得到溶液，在通风良好的地方，用蘸了所配制溶液的无纺布擦拭需要处 理的玻璃表面，直到整个表面都被完全擦拭为止。放置一分钟后，使用相同的无纺布以圆圈 的形式重叠擦拭表面一分钟。然后用干净的无纺布来拭去玻璃表面残留的液体，接着使用 超细纤维布、棉花或者纸巾来抛光材料的表面，从而完成材料表面膜层的涂覆，静置几分钟 后将在玻璃表面形成粒径30-50nm的纳米疏水疏油涂层。进行性能测试，结果如下：
[0023]
【主权项】
1. 一种纳米疏水疏油涂层，其特征在于：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。
2. 根据权利要求1所述的一种纳米疏水疏油涂层，其特征在于：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。
3. 根据权利要求1所述的一种纳米疏水疏油涂层，其特征在于：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。
4. 根据权利要求1所述的一种纳米疏水疏油涂层，其特征在于：所述涂层的粒径为 1?100nm，接触角大于100°，滑动角小于20°。
5. -种如权利要求1所述的纳米疏水疏油涂层的制备方法，包括： 将组分充分混合后得到溶液，用含有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。
【专利摘要】本发明涉及一种纳米疏水疏油涂层及其制备方法，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。制备方法包括：将组分充分混合后得到溶液，用含有溶液的无纺布擦拭玻璃表面；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，接着抛光材料的表面，静置后在玻璃表面即得。本发明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，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C03C17-30
【公开号】CN104609739
【申请号】CN201410854904
【发明人】戴俊慧
【申请人】宁波华尔克应用材料有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月31日