疏水组件及其形成方法、车窗技术

一种疏水组件及其形成方法、车窗，其中所述疏水组件包括：基底；位于所述基底上的骨架层，所述骨架层中具有多个开口空腔，在平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm

Drain assembly and method of forming the same, window

A hydrophobic component and its forming method, window, wherein the hydrophobic component includes: a substrate; the substrate layer is located in the skeleton, the skeleton layer has a plurality of openings in the plane parallel cavity, the surface of substrate, the maximum average size of the open cavity in the 200nm to 400nm range, and in 10 * 10 m

【技术实现步骤摘要】
疏水组件及其形成方法、车窗
本专利技术涉及疏水材料，特别涉及一种疏水组件及其形成方法、车窗。
技术介绍
材料表面湿气凝结和灰尘污染一直困扰着人们的日常生活，例如，玻璃表面的污染会大大降低玻璃的透明性能，并影响其美观度。而目前能够解决此类问题的技术手段非常有限。材料的表面污染往往与材料表面与水之间的润湿性相关。表面的润湿性通常用是指在气、液、固三相交点处所作的气液界面的切线穿过液体与固液交界线之间的夹角来量度，该夹角也称之为接触角。当接触角大于90°时，材料表面体现为疏水性，液体不容易润湿材料表面，容易在材料表面移动。当材料表面具有疏水性时，材料表面与水滴的接触面积较小，水滴极易从表面滑落。因此疏水表面不仅具有自清洁功能，而且还具有防电流传导、防腐蚀、防水、防雾、防毒、防雪、防霜冻、防黏附、防污染等功能。因而在建筑、纺织服装、液体输送、生物医学等领域均具有广泛的应用前景。一般来说，材料表面的疏水性能通常依赖于覆盖材料表面的低表面能物质。由含氟的硅氧烷构成的低表面能物质在材料表面形成低表面能层。由于所述低表面能层的作用，使得材料表面呈现疏水特性。进一步，现有技术中通过在材料表面形成骨架层，将低表面能层覆盖于所述骨架层的表面，构成疏水组件。相比于仅使用低表面能层的结构，具有骨架层的疏水组件的表面疏水性能得到了进一步的提高。但是现有技术中具有骨架层的疏水组件往往存在不耐刮擦的问题，从而影响了所述疏水组件的疏水性能。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种疏水组件及其形成方法、车窗，以兼顾表面疏水能力和耐刮擦性能。根据本专利技术的一个方面，提供一种疏水组件，包括：基底；位于所述基底上的骨架层，所述骨架层中具有多个开口空腔，在平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔的数量在700个到900个范围内。一个基本思想是，由于所形成骨架层中具有多个开口空腔，平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔的数量在700个到900个范围内。因此骨架层具有较高的强度，不易脱落，由此附着在所述骨架层表面的低表面能层也不易脱落，从而兼顾了所述疏水组件的耐刮擦性能和表面疏水性能。此外，所述开口空腔为具有收口结构的开口空腔，由此从而使表面的水滴难以通过开口空腔进入骨架层的开口空腔内，从而增大了水滴与空腔表面的接触角，提高了所述疏水组件的表面疏水性能。根据本专利技术的一个方案，提供一种疏水组件的形成方法，包括：提供基底；在所述基底表面形成牺牲颗粒，所述牺牲颗粒的平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述牺牲颗粒的数量在700个到900个范围内；在所述牺牲颗粒间填充骨架层材料；去除所述牺牲颗粒形成骨架层，所述骨架层内形成有多个开口空腔。一个基本思想是，通过选择平均尺寸在200nm到400nm范围内的牺牲颗粒，并使覆盖于基底表面牺牲颗粒在10×10μm2的范围内的数量在700个到900个范围内，并通过在所述牺牲颗粒间填充骨架层材料，最终形成具有多个开口空腔的骨架层。因此可以使所形成的骨架层具有较高的强度、不易脱落，由此附着在所述骨架层表面的低表面能层也不易脱落，从而兼顾了所述疏水组件的耐刮擦性能和表面疏水性能。附图说明图1是具有开口空腔的骨架层中开口空腔的尺寸与疏水组件疏水能力以及骨架层强度的关系示意图；图2和图3是本专利技术所提供疏水组件一实施例的结构示意图；图4是本专利技术所提供疏水组件的形成方法一实施例的流程图；图5至图9是图4所示疏水组件形成方法各个步骤的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中的疏水组件存在不耐刮擦的问题。现结合现有技术中疏水组件的结构分析其低表面能层脱落问题的原因：现有技术中的疏水组件，往往通过在基底上形成具有多个开口空腔的骨架层，通过在骨架层表面覆盖低表面涂层以提高表面疏水性能。参考图1，本专利技术的专利技术人发现了具有开口空腔的骨架层中开口空腔的尺寸与疏水组件疏水能力以及骨架层强度的关系。从图1中可以看到，当开口空腔在1μm左右时，虽然由于骨架层表面的粗糙度较高，因此所形成的疏水组件的疏水性能较强，但是由于开口空腔尺寸较大，空腔壁的强度较小。所以当受到刮擦时，骨架层容易受损而脱落，从而造成疏水组件表面的低表面能层也随之脱落，影响所述疏水组件的表面疏水性能。当开口空腔尺寸小于30nm时，虽然由于骨架层中开口空腔的密度增大，使得所述骨架层的强度增大，受到刮擦时不易脱落。但是由于开口空腔尺寸太小而是骨架层表面粗糙度降低，从而影响所形成疏水组件的表面疏水能力，例如当开口空腔尺寸在30nm左右时，疏水组件表面与水的接触角在120°左右；而直接在光滑表面形成低表面能层时，疏水组件表面与水的接触角仅为110°左右。由此可见，开口空腔的尺寸与骨架层的强度以及疏水组件表面的疏水能力均相关，因此需要选择合适的开口空腔尺寸以兼顾所述疏水组件的耐刮擦性能以及表面疏水性能。本专利技术基于专利技术人对开口空腔的尺寸与疏水组件疏水能力以及骨架层强度的关系的深入认识，在本专利技术申请日之前，本领域技术人员未获得这样的认识。本专利技术提供一种疏水组件，包括：基底；位于所述基底上的骨架层，所述骨架层中具有多个开口空腔，在平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔的数量在700个到900个范围内。由于所形成骨架层中具有多个开口空腔，平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔的数量在700个到900个范围内。因此骨架层具有较高的强度，不易脱落，由此附着在所述骨架层表面的低表面能层也不易脱落，从而使所述疏水组件兼顾耐刮擦性能和表面疏水性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。下文中，对于单个开口空腔，其最大尺寸指该开口空腔具有的平行于基底平面内的最大尺寸。例如，对于图3示出的球形开口空腔121，其平行于基底100平面内的最大尺寸是该平面通过空腔球心时得到的圆形截面的直径。开口空腔的最大“平均”尺寸指多个开口空腔具有的平行于基底平面内的平均尺寸的最大值。例如，观察在10×10μm2的范围内分布于骨架层中的单层球形空腔，使用细砂纸打磨或者棉布打磨或者离子减薄等方式，使样品的表面大致位于大部分球形空腔的球心高度位置，统计该范围内的大约800个空腔截面的直径，取平均值，即认为该平均值是开口空腔的最大平均尺寸。参考图2，结合参考图3，其中图3是图2中沿AA线的剖视图，示出了本专利技术所提供疏水组件一实施例的结构示意图。如图2和图3所示，所述疏水组件包括：基底100，以及位于所述基底100上的骨架层120，所述骨架层120中具有多个开口空腔121，在平行基底100表面的平面内，所述开口空腔121的最大平均尺寸D1在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔121的数量在700个到900个范围内(例如，可以在光学显微镜下观察10×10μm2的范围内的骨架层并统计开口空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水组件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底上的骨架层，所述骨架层中具有多个开口空腔，在平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm

【技术特征摘要】
1.一种疏水组件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底上的骨架层，所述骨架层中具有多个开口空腔，在平行基底表面的平面内，所述开口空腔的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述开口空腔的数量在700个到900个范围内。2.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，在垂直基底表面的方向上，所述骨架层中的开口空腔呈单层分布或者所述骨架层中的开口空腔呈多层分布。3.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述开口空腔的形状为球状，所述球状空腔的平均直径在200nm到400nm范围内。4.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述骨架层的厚度在5nm到100nm范围内。5.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述开口空腔为具有收口结构的开口空腔。6.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述开口空腔的开口尺寸与所述开口空腔的最大尺寸相等。7.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述基底和所述骨架层的材料均为透光材料。8.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述基底的材料包括玻璃，所述骨架层的材料包括氧化硅、氧化铝或氧化钛。9.如权利要求1所述的疏水组件，其特征在于，所述疏水组件还包括：覆盖于所述骨架层表面的低表面能层。10.一种疏水组件的形成方法，其特征在于，包括：提供基底；在所述基底表面形成牺牲颗粒，所述牺牲颗粒的最大平均尺寸在200nm到400nm范围内，且在10×10μm2的范围内所述牺牲颗粒的数量在700个到900个范围内；在所述牺牲颗粒间填充骨架层材料；去除所述牺牲颗粒形成骨架层，所述骨架层内形成有多个开口空腔。11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，在所述基底表面形成牺牲颗粒的步骤中，所述牺牲颗粒的平均尺寸在250nm到300nm范围内。12.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷鋆鑫，许建，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR