一种新型高耐磨玻璃及其制备方法技术

一种新型高耐磨玻璃，包括玻璃基材层，所述玻璃基材表面依次设置ETFE层和纳米钻石烯层。制备方法，包括以下步骤：1)先对玻璃基材表面清洁处理；2)再在玻璃基材表面喷涂一层ETFE乳液，烘干得到含有ETFE层的玻璃基材；3)之后再在ETFE层上喷涂纳米钻石烯乳液，烘干即得。本发明专利技术采用纳米钻石烯涂层能够提高玻璃的透光率，视觉感官效果好；能够提高玻璃的硬度及耐磨性，延长使用寿命，且无需在其表面贴一层有机膜保护，从而减少对环境的污染；可提高玻璃的刚性，使得不易变形，延长使用寿命，减薄原始玻璃基体的厚度，节约生产成本；对人身体无毒副作用，使用范围广。

Novel high abrasion resistant glass and preparation method thereof

The utility model relates to a novel high abrasion resistant glass, which comprises a glass substrate layer, wherein the surface of the glass substrate is provided with a ETFE layer and a nano diamond layer in turn. The preparation method comprises the following steps: 1) on the surface of glass substrate cleaning; 2) after spraying a layer of ETFE emulsion on the surface of the glass substrate, drying glass substrate containing the ETFE layer; 3) then in the ETFE layer graphene nano diamond coating emulsion, drying to obtain. The invention adopts graphene nano diamond coating can improve the glass light transmittance, visual effect is good; can improve the hardness and wear resistance of the glass, prolong the service life, and there is no need to put a layer of organic protective film on the surface, thereby reducing the pollution to the environment; can improve the rigidity of the glass, which is not easy to deformation, prolong life, the original thin glass substrate thickness, saves the production cost; toxic side effects on the human body, the use of a wide range of.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于玻璃表面耐磨处理工艺领域，具体涉及一种新型的含有纳米钻石烯的高耐磨玻璃。
技术介绍
玻璃属于硅酸盐非金属材料，其化学组成是Na2O·CaO·6SiO2，主要成分是SiO2，属于混合物，在常温下是一种透明固体，在熔融时形成连续网络结构，在冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶。玻璃种类繁多，如混入某些金属氧化物或者盐类可制成显现颜色的有色玻璃，或通过特殊方法制得的钢化玻璃，或添加一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸丙酯)制得有机玻璃。这些种类众多的玻璃建筑物、汽车挡风、手机显示屏、电脑显示屏、电子显示屏等领域均有广泛应用。随着信息技术和平面显示技术的发展，各种不同的显示屏在各个行业中都占据重要的地位，尤其是在智能手机、平板电脑、LED显示器等电子产品中更是有着极为重要的作用，随着智能化程度的不断提高，触摸屏已经成为各种电子产品的首选显示屏。就触摸屏而言，触摸屏是玻璃材质显示器最外层的保护原件，一般都采用1mm以下的超薄玻璃，然而人们在享受超薄玻璃带来的好处的同时，也承受着超薄玻璃的各种弊端，例如力学性能差，容易被划伤，不耐磨等，为此人们常在手机屏或各种显示器屏表面贴一层PE有机贴膜或钢化膜来保护基体玻璃，虽然能起到一定的保护作用，但是该保护膜不可重复使用，使用寿命短，批量使用会造成大量的固体废物，对环境也造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型高耐磨玻璃，同时提供其制备方法是本专利技术的又一专利技术目的。基于上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种新型高耐磨玻璃，包括玻璃基材层，所述玻璃基材表面依次设置ETFE层和纳米钻石烯层。所述玻璃基材为0.7mm厚的康宁玻璃，所述ETFE层的厚度为5-10μm，纳米钻石烯层的厚度为1-20μm。所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)先对玻璃基材表面清洁处理；2)再在玻璃基材表面喷涂一层ETFE乳液，烘干得到含有ETFE层的玻璃基材；3)之后再在ETFE层上喷涂纳米钻石烯乳液，烘干即得新型高耐磨玻璃。步骤1)中清洁处理的具体操作为：ⅰ)先采用在白垩、酒精和氨的混合液中浸渍过的脱脂棉擦拭玻璃基材表面；ⅱ)对玻璃基材超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min；ⅲ)将超声清洗后的玻璃基材放入浓度为10%的NaOH溶液中超声碱洗，超声频率为45-60KHz，碱洗温度为50-60℃，碱洗时间为1-5min；ⅳ)对碱洗后的玻璃基材二次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为50-60℃；ⅴ)再次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为常温；ⅵ)将再次超声水洗后的玻璃基材置入丙酮溶液中并超声处理，超声频率为45-60KHz，处理时间1-5min后取出去除丙酮即可。步骤2)和步骤3)中烘干的温度为100℃，时间为4-12h。步骤3)中纳米钻石烯乳液的重量百分比组成为：聚四氟乙烯浓缩液90-95%、聚苯酯4.9-9.9%、改性纳米钻石烯0.1-5%；所述纳米钻石烯乳液中还包括十二烷基硫酸钠和消泡剂7010，所述十二烷基硫酸钠的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-2%，消泡剂7010的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-0.2%，所述聚四氟乙烯浓缩液的固含量为60%，25℃运动粘度为6-15mm2/s，20℃密度为1.5-1.55g/cm3，聚苯酯的粒度20-30μm；纳米钻石烯乳液的制备过程为：先将聚四氟乙烯浓缩液倒入烧杯中，开始搅拌，搅拌转速为10-20rpm，再依次加入称量好的聚苯酯、改性纳米钻石烯、十二烷基硫酸钠并搅拌，之后将烧杯放入水温为50℃的水浴锅中继续搅拌30min，并随之加入消泡剂7010混合得到外观状态上均匀无分层状态即可。所述改性纳米钻石烯具体是由纳米钻石烯经过前处理和改性处理得到，前处理的方法为ⅰ)搅拌混料将不同粒度的纳米钻石烯倒入三维混料机中进行混料，混料时间控制在5min～30min；ⅱ)超声波碱洗将纳米钻石烯放入碱洗液中超声碱洗并旋转搅拌，超声频率为30～40KHz，碱洗液为浓度10%-15%的NaOH溶液，碱洗液温度为45～55℃，旋转转速为25～35rpm，清洗时间为25～35min；ⅲ)超声波清洗碱洗后的纳米钻石烯置于去离子水中常温超声水洗并旋转搅拌，超声频率为30～35KHz，旋转转速为15～25rpm，搅拌时间为20～25min，测量上层清液pH值，反复清洗直至上层清液pH=7；ⅳ)酸洗活化将超声清洗后的纳米钻石烯放入酸洗液中常温超声酸洗并旋转搅拌，酸洗液为体积比1:10的浓盐酸和浓硫酸混合液，旋转转速为10～15rpm，搅拌时间为10～15min；ⅴ)超声波水洗将酸洗活化后的纳米钻石烯置于去离子水中再次常温超声水洗并旋转搅拌，超声频率为30～35KHz，旋转转速为15～25rpm，搅拌时间为10～15min，反复清洗直至上层清液pH=7；ⅵ)烘干烘干工艺采用阶梯式烘烤工艺进行，常温升温至70℃，恒温保温30min，升温至90℃，恒温保温30min，升温至120℃，恒温保温3h，自然冷却至常温待用；整个过程中升温时采用的升温速率为2℃/min；改性处理的方法为：a)用冰醋酸调节乙醇水溶液的pH值至4-4.5，于搅拌条件下添加质量分数为3%的KH550硅烷偶联剂，搅拌转速为10-20rpm，搅拌时间为35-45min，得KH550硅烷偶联剂预水解液，所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为9:1，质量分数为3%的KH550硅烷偶联剂与乙醇水溶液的用量比为1:1；b)于55-65℃、搅拌转速为30-50rpm下，向质量分数为15%的前处理的纳米钻石烯悬浊液中滴加KH550硅烷偶联剂预水解液，然后搅拌25-35min，再超声分散5-15min，静置25-35min；KH550硅烷偶联剂预水解液的滴加量为纳米钻石烯的重量的5%；c)真空抽滤、烘干、研磨得改性纳米钻石烯，烘干温度为100℃，烘干时间为24h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、纳米钻石烯涂层能够提高玻璃的透光率，视觉感官效果好；2、纳米钻石烯涂层能够提高玻璃的硬度及耐磨性，延长使用寿命，且无需在其表面贴一层有机膜保护，从而减少对环境的污染；3、纳米钻石烯涂层可提高玻璃的刚性，使得不易变形，延长使用寿命，可以减薄原始玻璃基体的厚度，节约生产成本；4、纳米钻石烯对人身体无毒副作用，使用范围广，可应用于手机触摸屏、电脑显示屏、电子显示器等。附图说明图1是本专利技术中新型高耐磨玻璃的结构示意图；图2是纳米钻石烯涂层厚度对透光率的影响；图3为不同纳米钻石烯涂层厚度对硬度的影响；图4为不同纳米钻石烯涂层厚度对弹性模量的影响。具体实施方式以下将通过实施例具体说明本专利技术，但这些具体实施方案不以任何方式限制本专利技术的保护范围。实施例1一种新型高耐磨玻璃，包括玻璃基材层1，所述玻璃基材1表面依次设置ETFE层2和纳米钻石烯层3。所述玻璃基材1为0.7mm厚的康宁玻璃，所述ETFE层2的厚度为8μm，纳米钻石烯层3的厚度为10μm。所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)先对玻璃基材表面清洁处理；2)再在玻璃基材表面喷涂一层ETFE乳液(市售)，烘干得到含有ETFE层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高耐磨玻璃，其特征在于，包括玻璃基材层，所述玻璃基材表面依次设置ETFE层和纳米钻石烯层。

【技术特征摘要】
1.一种新型高耐磨玻璃，其特征在于，包括玻璃基材层，所述玻璃基材表面依次设置ETFE层和纳米钻石烯层。2.如权利要求1所述的新型高耐磨玻璃，其特征在于，所述玻璃基材为0.7mm厚的康宁玻璃，所述ETFE层的厚度为5-10μm，纳米钻石烯层的厚度为1-20μm。3.权利要求1或2所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)先对玻璃基材表面清洁处理；2)再在玻璃基材表面喷涂一层ETFE乳液，烘干得到含有ETFE层的玻璃基材；3)之后再在ETFE层上喷涂纳米钻石烯乳液，烘干即得新型高耐磨玻璃。4.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤1)中清洁处理的具体操作为：ⅰ)先采用在白垩、酒精和氨的混合液中浸渍过的脱脂棉擦拭玻璃基材表面；ⅱ)对玻璃基材超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min；ⅲ)将超声清洗后的玻璃基材放入浓度为10%的NaOH溶液中超声碱洗，超声频率为45-60KHz，碱洗温度为50-60℃，碱洗时间为1-5min；ⅳ)对碱洗后的玻璃基材二次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为50-60℃；ⅴ)再次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为常温；ⅵ)将再次超声水洗后的玻璃基材置入丙酮溶液中并超声处理，超声频率为45-60KHz，处理时间1-5min后取出去除丙酮即可。5.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤3）中烘干的温度为100℃，时间为4-12h。6.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤3）中纳米钻石烯乳液的重量百分比组成为：聚四氟乙烯浓缩液90-95%、聚苯酯4.9-9.9%、改性纳米钻石烯0.1-5%；所述纳米钻石烯乳液中还包括十二烷基硫酸钠和消泡剂7010，所述十二烷基硫酸钠的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-2%，消泡剂7010的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-0.2%，所述聚四氟乙烯浓缩液的固含量为60%，25℃运动粘度为6-15mm2/s，20℃密度为1.5-1.55g/cm3，聚苯酯的粒度20-30μm；纳米钻石烯乳液的制备过程为：先将聚四氟乙烯浓缩液倒入烧杯中，开始搅拌，搅拌转速为10-20rpm，再依次加入称量好的聚苯酯、改性纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭留希，赵清国，杨晋中，武艳强，刘永奇，刘创勋，邵静茹，李盟，尹维召，穆小娜，
申请(专利权)人：郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41