一种疏水疏油抗污超硬的光学玻璃膜层的制作方法

本发明属于光学玻璃领域，具体涉及一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层。

背景技术：

随着光电信息产业的快速发展，手机触屏、车载触屏、便携式平板触屏电脑、车载镜头、外置反光镜等产品越来越多的进入人们生活。其有几个共性指标要求就是须具有防水、防油脂、防尘和耐刮擦的能力。

本发明它通过镀膜真空热沉积、高功率射频源离子辅助、特殊的底膜组合与工艺及高性能防水复合料的运用，从而实现了上述功能，其较同类常规产品，性能表现更为出色和优良。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层，本发明通过采用特制的疏水疏油抗污涂层，在保证玻璃基材表面影响反射及影响清晰度的前提下，提升了玻璃基材的疏水、疏油及抗污性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层，依次为基底层、介质层、过渡层、疏水层；其中基底层为玻璃；介质层为相互交替的氧化硅层和氧化锆层，与基底层相邻的是氧化硅层；过渡层由过渡层a和过渡层b组成；其中过渡层a为氟化物，过渡层b为氧化硅或氧化钛，与疏水层相邻的是过渡层b；疏水层为含氟化基团的硅烷基化合物，也是所述光学玻璃膜层的最外层。

其中氟化物具体为氟化镁、氟化镧、氟化铝和氟化铈中的一种。

其中含氟化基团的硅烷基化合物具体为全氟碳酸酯或全氟化聚醚化合物。

其中氧化硅层厚度为5-40nm，氧化锆层厚度为15-70nm，过渡层a厚度为80-100nm，过渡层b厚度为5-40nm，疏水层厚度为20-50nm。

所述光学玻璃膜层除了基底层之外有9±2层。

所述光学玻璃膜层除了基底层之外共有9层，依次为氧化硅层1、氧化锆层2、氧化硅层3、氧化锆层4、氧化硅层5、氧化锆层6、过渡层a-7、过渡层b-8，疏水层9。

其中氧化硅层1的厚度为25-40nm，氧化硅层3的厚度为25-40nm，氧化硅层5的厚度为5-25nm。

其中氧化锆层2的厚度为10-30nm，氧化锆层4的厚度为50-70nm，氧化锆层6的厚度为50-70nm。

所述光学玻璃膜层与水的接触角为118°以上；其耐磨擦能力是普通疏水膜的3-5倍；膜层与甘油油滴的接触角为110°以上。

其中相互交替的氧化硅层和氧化锆层：采用含有离子源的镀膜机在真空状态下进行镀膜，起始真空度为3.0×10^-3pa，温度为150℃；离子源的加速电压为1000v，屏极电压为900v，中和电流为150a；

过渡层a离子源镀膜条件：离子源的加速电压为300v，屏极电压为300v，中和电流为160a；

过渡层b离子源镀膜条件：离子源加速电压为500v，屏极电压为300v，中和电流为150a；

疏水层是采用真空蒸镀技术：在溅射过渡层b的第1-2min开始，预热镀材10-20秒，电压2-4v；预蒸发30-60秒，电压6-7v；蒸发100-200秒，电压6-8v。本发明的显著优点在于：

1.底膜采用全程高能离子辅助镀膜工艺，使材料分子结合更致密。其改变了膜层的“孔洞结构”为“柱状结构”，改变了和细化了分子结构，提高了膜层的致密性，从而提升了膜的抗擦拭性能；耐磨性能从普通的2000次提升到10000次以上。

2.本发明采用全新的防水膜料，疏水的水滴角度可达118度以上；疏油的油滴角度为110度以上。

3.本发明制得的光学膜层采用特殊介质层材料和构造，使得膜层在可见光区具有较好的透射率，较低的反射率，其中可见光区透射率接近99%，。因此其在具有防水、防油脂、防尘功能的同时，膜层仍然清晰高透。

附图说明

图1为实施例1制得的光学玻璃膜层的结构示意图：

1-氧化硅层、2-氧化锆层、3-氧化硅层、4-氧化锆层、5-氧化硅层、6-氧化锆层、7-氟化镧、8-氧化硅、9-全氟碳酸酯。

图2为实施例1制得的光学玻璃膜层的透射光谱图。

图3为实施例1制得的光学玻璃膜层的反射光谱图。

具体实施方式

为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。

成膜设备：采用光驰gener-1300型镀膜机，其主要包括膜厚控制仪、离子源、真空室和蒸发系统组成。膜厚控制系统分为光控和晶控两部分，其中晶控采用了进口的infcon控制仪，是利用石英晶体振荡频率变化来测量薄膜质量厚度的。离子源采用中国科学院北京空间研究所研制的考夫曼离子源，通过调整屏极电压和离子束流来控制离子能量，提高沉积薄膜的致密度，改善光学和机械性能。真空室靠日本爱德华机械泵和扩散泵系统相互配合来获得实验要求的真空度，用热电偶复合真空计对真空度进行测定。

镀膜具体条件为：其中相互交替的氧化硅层和氧化锆层：采用含有离子源的镀膜机在真空状态下进行镀膜，起始真空度为3.0×10^-3pa，温度为150℃；离子源的加速电压为1000v，屏极电压为900v，中和电流为150a；

过渡层a离子源镀膜条件：离子源的加速电压为300v，屏极电压为300v，中和电流为160a；

过渡层b离子源镀膜条件：离子源加速电压为500v，屏极电压为300v，中和电流为150a；

疏水层是采用真空蒸镀技术：在溅射过渡层b的第1-2min开始，预热镀材10-20秒，电压2-4v；预蒸发30-60秒，电压6-7v；蒸发100-200秒，电压6-8v。

实施例1

所述的一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层除了基底层外共有9层，依次为氧化硅层1、氧化锆层2、氧化硅层3、氧化锆层4、氧化硅层5、氧化锆层6、氟化镧层7、氧化硅层8、全氟碳酸酯层9。其中除了基底层为玻璃，氧化硅层1的厚度为35.24nm，氧化锆层2的厚度为19.11nm，氧化硅层3的厚度为37.94nm，氧化锆层4的厚度为67.62nm，氧化硅层5的厚度为8.0nm，氧化锆层6的厚度为51.0nm，氟化镧层7的厚度为90.5nm，氧化硅层8的厚度为20.56nm，全氟碳酸酯层9的厚度为32.5nm。

实施例2

所述的一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层除了基底层外共有9层，依次为氧化硅层1、氧化锆层2、氧化硅层3、氧化锆层4、氧化硅层5、氧化锆层6、氟化镧层7、氧化硅层8、全氟碳酸酯层9。其中除了基底层为玻璃，氧化硅层1的厚度为35.24nm，氧化锆层2的厚度为19.11nm，氧化硅层3的厚度为37.94nm，氧化锆层4的厚度为67.62nm，氧化硅层5的厚度为8.0nm，氧化锆层6的厚度为51.0nm，氟化镧层7的厚度为81.7nm，氧化硅层8的厚度为18.46nm，全氟碳酸酯层9的厚度为43.8nm。

实施例3

所述的一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层除了基底层外共有7层，依次为氧化硅层1、氧化锆层2、氧化硅层3、氧化锆层4、氟化镧层5、氧化钛层6、全氟化聚醚化合物层7。其中除了基底层为玻璃，氧化硅层1的厚度为14.8nm，氧化锆层2的厚度为445.7nm，氧化硅层3的厚度为23.2nm，氧化锆层4的厚度为64.7nm，氟化镧层5的厚度为93.4nm，氧化钛层6的厚度为29.46nm，全氟碳酸酯层7的厚度为35.8nm。

实施例4

所述的一种疏水疏油抗污的光学玻璃膜层除了基底层外共有7层，依次为氧化硅层1、氧化锆层2、氧化硅层3、氧化锆层4、氟化镁层5、氧化硅层6、全氟化聚醚化合物层7。其中除了基底层为玻璃，氧化硅层1的厚度为14.8nm，氧化锆层2的厚度为47.7nm，氧化硅层3的厚度为23.2nm，氧化锆层4的厚度为64.7nm，氟化镁层5的厚度为83.2nm，氧化硅层6的厚度为28.77nm，全氟化聚醚化合物层7为46.1nm。

性能测试：

实施例1制得膜层的与水的接触角为118.1度，与油滴接触角为110.1度；手指触摸后无指纹余留；

实施例2制得膜层的与水的接触角为118.3度，与油滴接触角为110.2度；手指触摸后无指纹余留；

实施例3制得膜层的与水的接触角为119.0，与油滴接触角为110.7度；手指触摸后无指纹余留；

实施例4制得膜层的与水的接触角为119.3，与油滴接触角为110.4度；手指触摸后无指纹余留；

各个实施例所得的光学薄膜的性能测试如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。