一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)取环氧树脂溶于一定极性的溶剂中，再与含氟高分子乳液混合，加水稀释、混合，得到均匀的混合乳液；(2)取混合乳液涂布在基底上，烘干，烧结，即形成附着在基底上的透明自清洁涂层。与现有技术相比，本发明专利技术通过环氧树脂的加入，溶剂的选择，以及环氧树脂与含氟高分子乳液用量比例的控制，可以保证自清洁涂层不仅具有良好的疏水性和透光性，同时涂层与玻璃的粘结性得到大大提高。提高。提高。

【技术实现步骤摘要】
一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子涂层
，涉及一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]化学需氧量(COD,Chemical oxygen Demand)是水质监测中必不可少的项目，是利用化学氧化剂将水中可氧化物质(如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，其中主要是有机物)氧化分解，根据残留氧化剂的量计算出消耗的量，用以表示水质污染度。化学需氧量越大，说明水体受有机物等污染越严重。目前测定化学需氧量的方法主要有光学法、重铬酸盐法、分光光度法、快速消解法和高锰酸钾法，其中光学法是测定水质的最常用方法。由于仪器探头长时间置于污水中，经常会有淤泥附着、微生物生长等，影响玻璃透光性。机械式的清洁刷通常也不能彻底的清洁，且寿命有限。因此，希望在玻璃表面上加上涂层，使得玻璃表面可以自清洁、不受污染。涂层不影响玻璃的透光性，并且具有耐磨性，在水下的状态要维持较好。
[0003]自清洁涂层，是指附着于涂层表面的污物、灰尘等能够在风力、重力、雨水冲刷等外力条件下自行脱落，或者经涂层表面特殊物质降解污染物的一种表面。根据自清洁涂层的清洁机理和表面亲疏水性能，可以将传统的自清洁涂层分为亲水型自清洁涂层和疏水型自清洁涂层。
[0004]亲水型涂层主要成分通常是二氧化钛(TiO2)及其复合物。二氧化钛在紫外线的作用下能够产生良好的光催化特性而具有超亲水性，使得很小的水滴会聚成大的水滴，在重力的作用下脱落，同时带走玻璃表面的污渍。但是这种玻璃必须有紫外线照射，在污染检测口的应用受到限制。
[0005]疏水型涂层通常是一层有机高分子氟化物或硅化物薄膜，使亲油性和亲水性的污渍无法粘附于玻璃表面，从而保证了玻璃的清洁。常用于金属表面，以PTFE应用最为广泛。然而，PTFE熔融温度较高，成膜完整度较差，而且不透明。
[0006]值得注意的是，污水的冲刷使耐磨性成为光学法传感器玻璃窗口表面涂层的性能要求之一，通常的含氟涂料膜与玻璃之间附着性不佳，需要寻找一种有效的方法，制备得到具有较强粘接性能的透明自清洁涂层，以满足实际的需求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了提供一种光学传感器玻璃窗口用粘接性能好，透明自清洁涂层的制备方法，以解决光学传感器探头长时间置于污水中，容易有污物、微生物附着，影响透光性能等问题。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)取环氧树脂溶于一定极性的溶剂中，再与含氟高分子乳液混合，加水稀释、混
合，得到均匀的混合乳液；
[0011](2)取混合乳液涂布在基底上，烘干，烧结，即形成附着在基底上的透明自清洁涂层。
[0012]进一步的，步骤(1)中，所述含氟高分子乳液为F46乳液或PFA乳液。
[0013]进一步的，步骤(1)中，所述含氟高分子乳液的固含量为10～70％。
[0014]进一步的，步骤(1)中，环氧树脂与含氟高分子乳液的添加量满足：环氧树脂与含氟高分子乳液中固体的质量比为1：(10～20)。
[0015]进一步的，步骤(1)中，所述的极性溶剂为丙酮、无水乙醇、乙酸、丙醇、四氢呋喃或甲酰胺中的一种或几种混合。
[0016]进一步的，步骤(1)中，混合的方式为搅拌并超声辅助分散。
[0017]进一步的，步骤(2)中，所述的基底为玻璃基底，可选为。
[0018]进一步的，步骤(2)中，混合乳液涂布的方式为喷涂法、提拉法或旋转涂布法。
[0019]进一步的，步骤(2)中，烘干的温度为20
‑
80℃。
[0020]进一步的，步骤(2)中，烧结的温度为250～360℃，时间为20～90min。
[0021]进一步的，涂层在基底上的涂覆厚度控制在0.5
‑
10μm，优选的厚度为1
‑
2μm。
[0022]本专利技术机理为：含氟涂层本身表面能较低，疏水性能好，且烧结后透明。而引入环氧树脂后，环氧基与玻璃表面的
‑
OH结合力较大，可提高涂层附着力。本专利技术中对反应过程中的工艺条件有所限制，根据环氧树脂与含氟乳液中固体的质量比不同(1：10～20)，烧结温度限定在250～360℃之间。原因是含氟高分子需要在一定的温度范围内烧结固化成涂层，如果温度太低涂层不致密，如果温度太高涂层会分解变黑，降低透光性；环氧树脂与含氟高分子的固含量之比控制在1：10～20，如果环氧树脂的含量太低，与基体的粘结性不牢，涂层容易脱落，如果环氧树脂的含量太高，会使含氟乳液颗粒团聚，最终涂层不均匀，而且环氧树脂的含量高会大大降低疏水性能。
[0023]与现有技术相比，本专利技术制备的涂层透光度与玻璃基底十分接近，且与玻璃的粘结性良好，可长时间在水流冲刷的环境下工作，且不易有污物附着。
附图说明
[0024]图1是实施例1和实施例3制备的含氟高分子/环氧树脂复合涂层样品照片，左边是环氧树脂改性的F46涂层；右边是环氧树脂改性的PFA涂层。
[0025]图2是本专利技术实施例1和实施例3制备的含氟高分子/环氧树脂复合涂层的紫外
‑
可见光谱图，表征涂层的透光性能，左边是环氧树脂改性的F46涂层；右边是环氧树脂改性的PFA涂层(可见光以上的透光率达到90％以上)。
[0026]图3是本专利技术实施例1和实施例3制备的含氟高分子/环氧树脂复合涂层的接触角测试图，反映涂层的疏水性能，左边是环氧树脂改性的F46涂层(接触角113.6
°
)；右边是环氧树脂改性的PFA涂层(接触角130.6
°
)，都表现出良好的疏水性。
[0027]图4是划格法测试实施例1和实施例3所得到含氟高分子/环氧树脂复合涂层附着力的结果，由脱落状况反映附着力等级。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0029]以下各实施例中，F46乳液、PFA乳液分别为三爱富氟源新材料有限公司生产的FR463乳液和FR305乳液。
[0030]其余如无特别说明的原料试剂或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售产品或常规处理技术。
[0031]实施例1
[0032]一种在光学法传感器玻璃窗口表面制备F46透明自清洁涂层，按如下步骤制备：
[0033](1)室温下，将0.1g环氧树脂E51溶于4g丙酮中，然后依次加入3.8g固含量为50％的F46乳液，8g去离子水，超声分散15min后搅拌均匀。
[0034](2)立即将上述乳液涂布在玻璃表面，将玻璃完全浸没到涂料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取环氧树脂溶于极性溶剂中，再与含氟高分子乳液混合，加水稀释、混合，得到均匀的混合乳液；(2)取混合乳液涂布在基底上，烘干，烧结，即形成附着在基底上的透明自清洁涂层。2.根据权利要求1所述的一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含氟高分子乳液为F46乳液或PFA乳液。3.根据权利要求1所述的一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含氟高分子乳液的固含量为10～70％。4.根据权利要求1所述的一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，环氧树脂与含氟高分子乳液的添加量满足：环氧树脂与含氟高分子乳液中固体的质量比为1：(10～20)。5.根据权利要求1所述的一种光学传感器玻璃窗口用透明自清洁涂层的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱申敏，李泽堂，林敬仪，吕颖，李尧，邱慧芳，时美，
申请(专利权)人：上海电气数智生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：