本发明涉及一种玻璃专用的薄膜，尤其涉及的是一种自清洁薄膜、制备方法及应用。
背景技术：
灰尘、雨水和微生物等污染物易通过静电引力、沾染等方式附着在玻璃表面，其清洁不仅耗费大量人力、物力、财力，而且带来巨大的高空作业安全隐患，成为建材和环境领域亟待解决的重大技术难题，因此迫切需要研发玻璃自清洁技术。
目前，玻璃自清洁技术主要包括涂料法和薄膜法。涂料法为在玻璃表面喷涂疏水性涂料通过隔绝雨水防止灰尘等污染物对玻璃的污染，该方法虽然可在一定程度上降低玻璃污染，但存在透光率低、稳定性差、操作复杂等缺点，难以大规模应用。薄膜法为在玻璃表面粘贴具有疏水和绝缘功能的透明薄膜抑制灰尘等污染物对玻璃的污染。薄膜法与涂料法相比具有操作简便、稳定性强等优势而受到广泛关注。
目前，自清洁薄膜的制备主要为两步法：首先通过自组装、相分离、化学沉积、水热等方法制备致密的薄膜，然后利用物理刻蚀、低表面能化合物等对其进行修饰得到疏水薄膜。这些制备方法存在操作复杂、成本高、产品稳定性低等缺点，难以规模化生产和应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种自清洁薄膜、制备方法及应用，将薄膜覆盖在玻璃上实现自清洁。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的一种自清洁薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)表面超疏水化
在室温下，将白炭黑纳米粉末均匀分散到水溶液中，加入六甲基二硅胺烷，机械搅拌均匀后加入聚醚改性硅油和氨基硅油，继续搅拌2～3小时，然后离心，将固体颗粒用纯水洗涤烘干，得到超疏水白炭黑；
(2)乳液化
在室温下，将步骤(1)制备得到的超疏水白炭黑均匀分散在甲苯中，在机械搅拌下，加入硅树脂，继续搅拌至形成均相溶液后，40～60℃水浴搅拌1～3小时，获得粘稠性液体；
(3)薄膜化
将步骤(2)制备得到的粘稠性液体均匀涂抹或喷洒在硅片表面，将其烘干，然后将薄膜取下获得自清洁薄膜。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，将4～8g白炭黑纳米粉末投入到50～80ml水溶液中，六甲基二硅胺烷的加入量为0.5～2ml，聚醚改性硅油的加入量为1～2ml，氨基硅油的加入量为2～5ml。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，加入六甲基二硅胺烷后，搅拌速度为300～500转/分钟，搅拌时间为1～1.5小时。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，固体颗粒用纯水洗涤3～5次、30～50℃烘干。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，将0.5～2.0g超疏水白炭黑均匀分散在30～50ml甲苯，硅树脂的加入量为2～6g。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，形成均相溶液后，40～60℃水浴搅拌1～3小时，获得粘稠性液体。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中，将1～3ml的粘稠性液体，匀涂抹或喷洒在25～100cm2硅片表面，35～50℃烘干即可。
一种自清洁薄膜，所述自清洁薄膜使用如所述的制备方法制备而成。
一种如所述的自清洁薄膜在玻璃外表面上的应用。
本发明的原理是：纳米白炭黑经氨基硅油改性后具有超疏水性，将其与热稳定性和绝缘性良好的硅树脂复合，制备出具有超疏水性和高绝缘性的薄膜，将该膜覆盖在玻璃表面上，可显著缓解灰尘、雨水、微生物等污染物通过静电吸附、沾染等作用对玻璃的污染，使玻璃具有自清洁功能。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明具有优异的超疏水性和自清洁能力，显著提高了抗雨、抗灰尘能力；制备工艺简单，成本低廉，容易规模化生产；该自清洁薄膜透光率高，且热稳定性好，具有较长的使用寿命。可以有效节约玻璃清洁用工，降低高空作业安全风险，对于促进玻璃和包膜产业转型升级具有重要意义。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的自清洁薄膜制备方法如下：
(1)表面超疏水化：室温下，将4g白炭黑纳米粉末均匀分散到50ml水溶液中，加入0.5ml六甲基二硅胺烷，300转/分钟机械搅拌1小时后,加入1ml聚醚改性硅油和2ml氨基硅油，300转/分钟继续搅拌2小时，然后3000转/分钟离心分离，将固体颗粒用纯水洗涤3次、30℃烘干，备用。
(2)乳液化：在室温下，将步骤(1)中制备的0.5g超疏水白炭黑均匀分散在30ml甲苯中，在300转/分钟机械搅拌下，加入2g硅树脂，继续搅拌至形成均相溶液后，40℃水浴搅拌1小时，获得粘稠性液体，备用。
(3)薄膜化：将步骤(2)中制备的粘稠性液体取出1ml,均匀涂抹或喷洒在25cm2硅片表面，将其放入烘箱35℃中烘干,然后将薄膜取下获得玻璃专用自清洁薄膜。
将本实施例制备的自清洁薄膜粘贴在玻璃表面，利用接触角测量仪测得水滴在玻璃表面的接触角为95°，玻璃竖直状态下水滴附着量降低52％，灰尘附着量降低35％。
实施例2
本实施例的自清洁薄膜制备方法如下：
(1)表面超疏水化：室温下，将5g白炭黑纳米粉末均匀分散到60ml水溶液后，加入1.5ml六甲基二硅胺烷，400转/分钟机械搅拌1小时后,加入1.5ml聚醚改性硅油和4ml氨基硅油，继续400转/分钟搅拌2小时，然后4000转/分钟离心分离，将固体颗粒用纯水洗涤4次、40℃烘干，备用。
(2)乳液化：在室温下，将步骤(1)中制备的1.0g超疏水白炭黑均匀分散在40ml甲苯溶液中，在400转/分钟机械搅拌下，加入4g硅树脂颗粒，继续搅拌至形成均相溶液后，50℃水浴搅拌2小时，获得粘稠性液体，备用。
(3)薄膜化：将步骤(2)中制备的粘稠性液体取出2ml,均匀涂抹或喷洒在60cm2硅片表面，然后将玻璃放入烘箱45℃烘干,然后将薄膜取下获得玻璃专用自清洁薄膜。
将本实施例制备的自清洁薄膜粘贴在玻璃表面，利用接触角测量仪测得水滴在玻璃表面的接触角为106°，玻璃竖直状态下水滴附着量降低71％，灰尘附着量降低51％。
实施例3
本实施例的自清洁薄膜制备方法如下：
(1)表面超疏水化：室温下，将8g白炭黑纳米粉末均匀分散到80ml水溶液后，加入2ml六甲基二硅胺烷，500转/分钟机械搅拌1小时后,加入2ml聚醚改性硅油和5ml氨基硅油，继续500转/分钟搅拌2小时，然后6000转/分钟离心分离，将固体颗粒用纯水洗涤5次、50℃烘干，备用。
(2)乳液化：在室温下，将步骤(1)中制备的2.0g超疏水白炭黑均匀分散在50ml甲苯溶液中，在500转/分钟机械搅拌下，加入6g硅树脂颗粒，继续搅拌至形成均相溶液后，60℃水浴搅拌3小时，获得粘稠性液体，备用。
(3)薄膜化：将步骤(2)中制备的粘稠性液体取出3ml,均匀涂抹或喷洒在100cm2硅片表面，将其放入烘箱50℃烘干,然后将薄膜取下获得玻璃专用自清洁薄膜。
将本实施例制备的自清洁薄膜粘贴在玻璃表面，利用接触角测量仪测得水滴在玻璃表面的接触角为88°，玻璃竖直状态下水滴附着量降低31％，灰尘附着量降低28％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。