无氟且可自修复的超疏水玻璃及其制备方法与流程

1.本技术涉及一种超疏水玻璃，特别是涉及一种无氟且可自修复的超疏水玻璃及其制备方法。


背景技术：

2.超疏水玻璃由于其独特的润湿性能，其在自清洁的透明玻璃和防指纹玻璃等领域有着广阔的应用前景，从而受到了人们广泛的关注。超疏水玻璃的表面是一种具有特殊浸润性的表面，水滴在超疏水表面上的接触角大于150
°
。
3.在实现本技术过程中，申请人发现目前所制备的超疏水材料通常使用含氟的地表面能物质，这些含氟的分子是非常昂贵的，而且对人的身体有害，在环境中很难分解。另外，为了延长超疏水玻璃的使用寿命，同时需研制出具有自修复功能的超疏水玻璃。因此研制出一种无氟可自修复的超疏水具有重要的商业价值和实际意义。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种无氟且可自修复的超疏水玻璃及其制备方法，解决现有超疏水玻璃含氟的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，提供一种无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法，其包括以下步骤：将pdms与硼酸溶解于异丙醇中，充分混合后，蒸发部分异丙醇，得到薄膜溶液；于玻璃的表面形成纹理图案；将薄膜溶液沉积于玻璃的表面，真空干燥处理后，于玻璃的表面形成无氟可自修复超疏水薄膜。
7.在第一方面的第一种可能实现方式中，pdms与硼酸的比例为1：1-3：1。
8.结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，pdms与硼酸的比例为1.5：1。
9.在第一方面的第三种可能实现方式中，pdms与硼酸溶解于异丙醇之后，先在室温下超声处理30min，接着在75℃条件下搅拌15min以上，最后将温度升至90-150℃，蒸发部分异丙醇。
10.结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，pdms与硼酸溶解于异丙醇之后的初始溶液中，每1克pdms含有4ml的异丙醇，在蒸发部分异丙醇之后，每1克pdms含有1ml的异丙醇。
11.结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，硼酸-二醇络合产生三角硼位点，其中b-o键可以以缔合或保守的方式进行动态交换，且溶液中开始生成气泡时，二醇与硼酸之间发生反应产生h2o，并逐渐生成网络，20min后应将温度降至室温以防止完全转化。
12.在第一方面的第六种可能实现方式中，纹理图案是采用刻蚀或光刻处理方式形成于玻璃的表面。
13.在第一方面的第七种可能实现方式中，真空干燥处理的温度为100℃，时间15h。
14.在第一方面的第八种可能实现方式中，薄膜溶液沉积于玻璃的表面的厚度为2μm，其在真空干燥处理后的厚度为10nm。
15.第二方面，提供一种根据上述第一方面中任意一项的无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法所制备的超疏水玻璃，其包括：玻璃和无氟可自修复超疏水薄膜，玻璃的表面设置有纹理图案，无氟可自修复超疏水薄膜设置于玻璃的表面。
16.本技术与现有技术相比具有的优点有：
17.本技术的无氟且可自修复的超疏水玻璃及其制备方法，其可实现无氟可自修复超疏水玻璃的制备，由于本技术的制备过程中无氟，这样可降低制备成本，并且对人体和环境没有伤害，同时自修复可保证超疏水玻璃的长效使用。本技术所制备的超疏水玻璃的水滴接触角大于150
°
，可用于防指纹玻璃，自清洁玻璃，防雾玻璃等，性能优越，应用领域广阔，适合批量化生产。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
19.图1是本技术一实施例的无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法的步骤流程示意图；
20.图2是本技术一实施例的无氟且可自修复的超疏水玻璃的示意图。
具体实施方式
21.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
22.请参阅图1，其是本技术一实施例的无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法的步骤流程示意图。如图所示，无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法s包括以下步骤s1至步骤s4。其中：
23.步骤s1，形成薄膜溶液。将pdms与硼酸溶解于异丙醇中，充分混合后，蒸发部分异丙醇，得到薄膜溶液。
24.具体的，将pdms与硼酸以1：1-3：1的比例充分混合溶解在异丙醇中，优选的，pdms与硼酸的比例优选为1.5：1，但不以此为限。pdms与硼酸溶解于异丙醇之后的初始溶液中，每1克pdms含有4ml的异丙醇，然后在室温下超声处理30min，接着在75℃条件下搅拌30min，最后将温度升至105℃，蒸发大部分的异丙醇，此时每1克pdms含有1ml的异丙醇。需要说明的是，此条件下，硼酸-二醇漯河产生三角硼位点，其中b-o键可以以缔合或保守的方式进行动态交换。溶液中开始生成气泡时，说明二醇与硼酸之间发生反应产生h2o，并逐渐生产网络，20min后将温度降至室温以防止完全转化。此时可进行旋涂或者浸涂，最终得到dyn-pdms薄膜，即无氟可自修复超疏水薄膜。
25.步骤s2，形成纹理图案。于玻璃的表面形成纹理图案。
26.具体的，在普通玻璃的表面进行刻蚀或光刻处理，在玻璃表面制备出纹理图案，同时玻璃本身无任何光学性能变化。
27.步骤s3，形成超疏水薄膜。将薄膜溶液沉积于玻璃的表面，真空干燥处理后，于玻璃的表面形成无氟可自修复超疏水薄膜。
28.具体的，将上述步骤s1中配置完成的薄膜溶液通过旋涂或浸涂方式，沉积在玻璃表面，此时薄膜溶液沉积于玻璃的表面的厚度为2μm，然后将进行干燥处理，干燥时间和温度会对薄膜厚度产生较大影响，因此真空干燥处理温度优选为100℃，时间优选15h，真空干燥处理后的厚度为10nm，最终得到dyn-pdms薄膜，即无氟可自修复超疏水薄膜。
29.需要说明的是，上述无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法s所采用刻蚀技术，化学合成技术，旋涂/浸涂技术等，工艺简单，效率高，如此可在不影响透明玻璃结构强度和光学性能条件下完成，适合批量化生产。
30.请参阅图2，其是本技术一实施例的无氟且可自修复的超疏水玻璃的示意图。如图所示，本实施例的超疏水玻璃1是按照上述无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法s制备而成的，该超疏水玻璃1包括玻璃2和无氟可自修复超疏水薄膜3，玻璃的表面设置有纹理图案，无氟可自修复超疏水薄膜3设置于玻璃2的表面。
31.综上所述，本技术提供了一种无氟且可自修复的超疏水玻璃及其制备方法。本技术无氟且可自修复的超疏水玻璃制备方法可实现无氟可自修复超疏水玻璃的制备，由于本技术的制备过程中无氟，这样可降低制备成本，并且对人体和环境没有伤害，同时自修复可保证超疏水玻璃的长效使用。本技术所制备的超疏水玻璃的水滴接触角大于150
°
，可用于防指纹玻璃，自清洁玻璃，防雾玻璃等，性能优越，应用领域广阔，适合批量化生产。
32.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
33.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。