自除尘监控摄像镜头镜片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自除尘监控摄像镜头镜片及其制备方法，使用本发明专利技术的制备方法制得的自除尘监控摄像镜头的镜片外表面涂覆有疏水涂层，疏水涂层为两层结构，本发明专利技术具有微纳多级粗糙结构和低表面能的表面具有超疏水性，实现自清洁并且能够保持监控摄像头镜片长时间的洁净。同时，本发明专利技术依次用酸液、氯化亚砜、十八胺通过特定的制备方法对碳纳米管进行改性而得，制备的改性碳纳米管粗糙结构的尺寸比可见光的波长小于100nm以上可以避免光的米氏散射而获得高透明性。本发明专利技术在镜片的两侧不影响摄像头拍摄范围的边缘粘贴有两组电极贴片，利用三相行波电场将尘埃完全移出镜片表面。

【技术实现步骤摘要】
自除尘监控摄像镜头镜片及其制备方法
本专利技术涉及监控设备
，特别是涉及一种自除尘监控摄像镜头及其制备方法。
技术介绍
在当今的社会监控摄像头已经无处不在，不管公众场合还是自家私用都有监控摄像头的踪迹，但监控摄像头的镜头在使用过程往往会在短期内积累较多灰尘从而降低镜头能见度，影响观测和监控效果。同时，由于大部分的监控摄像头都安装在较高的地方不便于人工清洁，而且就算人工清洁也会因镜头表面静电很快由积聚不少尘埃。因此，研究一种非人工的自动除尘方法是非常有必要的，但监控摄像头现有技术的自动除尘方案并不能很好解决该技术问题。如公开号为CN108134891A的可除尘的摄像头摄在镜头上设有滑轨，滑轨上设有可除尘的电动刷子并由内置电机来控制来回滑动以实现自动清扫镜头上灰尘的目的，这种技术方案存在的主要不足在于：(1)镜头的镜面在物理摩擦下非常容易刮花而造成永久性伤害；(2)刷子仅起到将灰尘扬起的作用，尽管部分灰尘在重力或者锋利的作用下会掉落或者飘走而去除，但还是存在大部分灰尘重新粘附到镜面上的情况。无论是采用自然除尘还是机械除尘不能很好解决镜头自除尘的问题，因为自然除尘是利用自然力量，如风吹、雨水冲刷或重力的自然作用来清除灰尘，除尘效果较差；机械除尘是采用擦拭、喷吹、振动或超声波等机械方式除尘，由于微尘的尺寸比较小而且又具有很强的粘附性，清除较困难，且机械方法容易对摄像头C镜头产生损伤；因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种自动除尘、除尘效果好、对镜头无损伤的镜头自除尘技术显得尤为重要。专利技术内容本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种自动除尘、除尘效果好、对镜头无损伤的自除尘监控摄像头镜片的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：自除尘监控摄像头镜片的制备方法，包括以下步骤：(1)涂层液制备1.1取碳纳米管和质量分数为65％的浓硝酸溶液足量在温度为78～82℃的水浴锅中加热回流反应18～22h，产物洗涤得到羧基化碳纳米管；1.2按0.5g羧基化碳纳米管配100mL氯化亚和2mL二甲基甲酰胺的比例取料并混合，在73～78℃的水浴锅中搅拌回流15～20h反应；1.3冷却混合液，将混合液加入到高速离心机离心处理，回收上层液，将下层黑色固体用四氢呋喃洗涤抽滤至无色为止，将黑色固体放在45～55℃真空箱中干燥22～26h，制得酰氯化多壁碳纳米管；1.4按0.5g酰氯化多壁碳纳米管配2g十八胺的比例取料并混合，混合物在90～98℃的水浴锅中搅拌反应20～24h；1.5以乙醇为提取剂用索氏提取器将1.4获得的产物中未反应的十八胺除去后将黑色固体放在45～55℃的真空干燥箱烘干，得十八胺多壁碳纳米管；1.6将全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷和固化剂以质量比10：1混合溶于四氢呋喃中，再加入十八胺改性碳纳米管，超声12～20min得到均匀分散的涂层液；其中，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷的量和十八胺改性碳纳米管的量以能在四氢呋喃中溶解为准；(2)镜片涂覆固化：将涂层液喷涂于镜片的表面，常温干燥固化获得具有多壁碳纳米管薄层的镜片；(3)外层气相沉淀：将具有多壁碳纳米管薄层的镜片置于物理气相沉积真空箱，抽真空，当真空度达到10-2Pa，实施辉光清洗与表面改性，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷在物理气相沉积真空箱内气相沉淀在镜片的外表面；(4)电极贴片：4.1在镜片的两侧边缘分别贴上长条状的绝缘片；4.2准备多张相同片状长方体性的电极贴片，分别在两张绝缘片上贴上相同数量的电极贴片，电极贴片的宽度与相邻两个电极贴片之间的间距相等；4.2自最侧边一个电极贴片起每三个电极贴片为一组构成一个移动周期，移动周期内的三个电极贴片分别与调压器的三个输出端连接，调压器的三个输出端可与三相交流电源的U相线、V相线和W相线对应相连。优选的，1.6步骤涂层液中，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷浓度为0.1-0.3g/L，十八胺改性碳纳米管的浓度为0.8-1.0g/L。优选的，1.6步骤中全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷在四氢呋喃中溶解量质量比为0.8：1.0，十八胺改性碳纳米管在四氢呋喃中溶解量质量比为0.72：1.0。优选的，1.3步骤中高速离心机的转速为2500r/min。优选的，相邻两电极贴片的间距为0.2mm-1.0mm。该间距下可保证灰尘能在电极形成的行波电场中形成持续的运动，达到更好的除尘效率和效果。优选的，在所述电极贴片上覆盖绝缘层，所述绝缘层的厚度为0.1mm-0.15mm。绝缘层可以保护电极贴片避免电极击穿等情况发生。优选的，调压器的输出电压可为380V、1000V和1500V三档。本专利技术的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种自动除尘、除尘效果好、对镜头无损伤的自除尘监控摄像头镜片。本专利技术的另一目的通过以下技术方案实现：自除尘监控摄像头镜片使用上述的制备方法制得。本专利技术的有益效果：(1)使用本专利技术的制备方法制得的自除尘监控摄像镜头的镜片外表面涂覆有疏水涂层，疏水涂层为两层结构，底层为多壁碳纳米管构成的薄层，该多壁碳纳米管构成的薄层在微观下表面并非平滑一层而是粗糙结构，表面具有无数绒毛状突出的碳纳米管。同时，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷又是疏水性材料，成膜后表面能低对尘埃的吸附力弱，本专利技术具有微纳多级粗糙结构和低表面能的表面具有超疏水性，这种超疏水性表面与水的接触角大于150°且滚动角小于10°，具有优异的自清洁作用，当有水滴时，由于接触角大于水滴不能停留于镜片的表面并带着尘埃流走，从而实现自清洁。本专利技术的涂层实现自除尘原理与荷叶表面的微纳多级乳突和蜡质物自清洁功能类似，又因本专利技术的多壁碳纳米管粒径比荷叶乳突的粒径更小且全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷形成外层疏水性更好，因此，本专利技术自清洁效果比天然荷叶更为优异，能够保持监控摄像头镜片长时间的洁净。(2)本专利技术的镜片表面改性以全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷为硅源，多壁碳纳米管为模板，在镜头表面构筑硅纳米管涂层，然后通过气相沉积固化的全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷对其进行超疏化处理，最终得到透明超疏涂层。通常来说，不同微纳结构所构筑的粗糙表面可能会由于光的散射而导致不透明，故疏水性与透明性对材料的结构要求上存在一定的矛盾。如何在获得超疏水性与光高透性的镜片表面涂层是本专利技术要解决的其中一个问题，本专利技术依次用酸液、氯化亚砜、十八胺通过特定的制备方法对碳纳米管进行改性而得，制备的改性碳纳米管粗糙结构的尺寸比可见光的波长小于100nm以上可以避免光的米氏散射而获得高透明性。(3)本专利技术在镜片的两侧不影响摄像头拍摄范围的边缘粘贴有两组电极贴片，每一测的最侧边一个电极贴片起每三个电极贴片为一组构成一个移动周期，移动周期内的三个电极贴片分别调压器与三相交流电源的U相线、V相线和W相线相连，两组电极除尘单元工作时，各移动周期内形成相同的三相行波电场，电场内的微尘颗粒受粘附力、电场力、介电泳力和重力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自除尘监控摄像头镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)涂层液制备/n1.1取碳纳米管和质量分数为65％的浓硝酸溶液足量在温度为78～82℃的水浴锅中加热回流反应18～22h，产物洗涤得到羧基化碳纳米管；/n1.2按0.5g羧基化碳纳米管配100mL氯化亚和2mL二甲基甲酰胺的比例取料并混合，在73～78℃的水浴锅中搅拌回流15～20h反应；/n1.3冷却混合液，将混合液加入到高速离心机离心处理，回收上层液，将下层黑色固体用四氢呋喃洗涤抽滤至无色为止，将黑色固体放在45～55℃真空箱中干燥22～26h，制得酰氯化多壁碳纳米管；/n1.4按0.5g酰氯化多壁碳纳米管配2g十八胺的比例取料并混合，混合物在90～98℃的水浴锅中搅拌反应20～24h；/n1.5以乙醇为提取剂用索氏提取器将1.4获得的产物中未反应的十八胺除去后将黑色固体放在45～55℃的真空干燥箱烘干，得十八胺多壁碳纳米管；/n1.6将全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷和固化剂以质量比10：1混合溶于四氢呋喃中，再加入十八胺改性碳纳米管，超声12～20min得到均匀分散的涂层液；其中，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷的量和十八胺改性碳纳米管的量以能在四氢呋喃中溶解为准；/n(2)镜片涂覆固化：将涂层液喷涂于镜片的表面，常温干燥固化获得具有多壁碳纳米管薄层的镜片；/n(3)外层气相沉淀：将具有多壁碳纳米管薄层的镜片置于物理气相沉积真空箱，抽真空，当真空度达到10...

【技术特征摘要】
1.自除尘监控摄像头镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)涂层液制备
1.1取碳纳米管和质量分数为65％的浓硝酸溶液足量在温度为78～82℃的水浴锅中加热回流反应18～22h，产物洗涤得到羧基化碳纳米管；
1.2按0.5g羧基化碳纳米管配100mL氯化亚和2mL二甲基甲酰胺的比例取料并混合，在73～78℃的水浴锅中搅拌回流15～20h反应；
1.3冷却混合液，将混合液加入到高速离心机离心处理，回收上层液，将下层黑色固体用四氢呋喃洗涤抽滤至无色为止，将黑色固体放在45～55℃真空箱中干燥22～26h，制得酰氯化多壁碳纳米管；
1.4按0.5g酰氯化多壁碳纳米管配2g十八胺的比例取料并混合，混合物在90～98℃的水浴锅中搅拌反应20～24h；
1.5以乙醇为提取剂用索氏提取器将1.4获得的产物中未反应的十八胺除去后将黑色固体放在45～55℃的真空干燥箱烘干，得十八胺多壁碳纳米管；
1.6将全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷和固化剂以质量比10：1混合溶于四氢呋喃中，再加入十八胺改性碳纳米管，超声12～20min得到均匀分散的涂层液；其中，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷的量和十八胺改性碳纳米管的量以能在四氢呋喃中溶解为准；
(2)镜片涂覆固化：将涂层液喷涂于镜片的表面，常温干燥固化获得具有多壁碳纳米管薄层的镜片；
(3)外层气相沉淀：将具有多壁碳纳米管薄层的镜片置于物理气相沉积真空箱，抽真空，当真空度达到10-2Pa，实施辉光清洗与表面改性，全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷在物理气相沉积真空箱内气相沉淀在镜片的外表面；
(4)电极贴片：
4.1在镜片的两侧边缘分别贴上长条状的绝缘片；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪远昊，何凎，
申请(专利权)人：深圳中天银河科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44