疏水玻璃基材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及玻璃表面改性技术领域，公开了疏水玻璃基材及其制备方法和应用。该方法包括：将涂料悬浮液喷涂到玻璃基材的表面，以在玻璃基材的表面形成超疏水涂层，得到玻璃基材I；其中，涂料悬浮液含有疏水纳米SiO2、微米TiO2、乙酸乙酯和有机硅改性的环氧树脂；有机硅改性的环氧树脂、疏水纳米SiO2和微米TiO2的质量比为(1

【技术实现步骤摘要】
疏水玻璃基材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及玻璃表面改性
，具体涉及疏水玻璃基材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]玻璃是日常生活及工业生产中应用较广的材料，如建筑玻璃、汽车玻璃等。通常玻璃基材暴露在室外环境中时，表面会被颗粒或灰尘污染。给人们的工作、生活带来了不便，且对人身安全造成一定的隐患。
[0003]经过亿万年的自然选择与进化，自然界中大量生物表面形成了天然合理的超疏水表面。可以在自然界中广泛观察，如荷叶、蝴蝶翅膀、蝉翼和鲨鱼皮表面等。这些生物表面具有优异的超疏水性能，同时也赋予了它们自洁性防污性能。
[0004]因此，赋予玻璃基材具有自清洁防污性能的仿生超疏水防污表面，对于工程材料设计和制造方面而言具有重要的意义。
[0005]为了获得疏水性玻璃，现有技术通常在玻璃表面喷涂疏水涂层，或者蒸镀一层疏水镀膜液。
[0006]CN1778749A公开了一种玻璃疏水镀膜液，该璃疏水镀膜液由长链烷基硅烷偶联剂、硅酸烷基酯、醇、无机酸催化剂和去离子水或蒸馏水组成，采用该玻璃疏水镀膜液可以在汽车玻璃表面形成一层透明憎水膜，水滴在玻璃表面可以形成水珠，其接触角可高达110℃，可实现自动滚落而不留痕迹，从而解决了视线不清的问题。然而，该方法得到的镀膜制备过程复杂，并且获得的镀膜容易脱落，还具有疏水性不佳的缺陷。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的疏水性玻璃的疏水性能不佳的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种疏水玻璃基材的制备方法，该制备方法包括：
[0009](1)将涂料悬浮液喷涂到玻璃基材的表面，以在所述玻璃基材的表面形成超疏水涂层，得到玻璃基材I；
[0010]其中，所述涂料悬浮液含有疏水纳米SiO2、微米TiO2、乙酸乙酯和有机硅改性的环氧树脂；所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1
‑
2)：1：(1
‑
1.5)；
[0011]其中，使用喷枪进行所述喷涂，所述喷枪的空气压力不高于1bar；所述喷枪的喷嘴与所述玻璃基材的表面的垂直距离为15
‑
25cm；所述喷涂的角度为40
‑
50
°
；
[0012](2)将所述玻璃基材I进行固化，得到疏水玻璃基材。
[0013]本专利技术第二方面提供由第一方面所述的制备方法制备得到的疏水玻璃基材。
[0014]本专利技术第三方面提供第二方面所述的疏水玻璃基材在汽车玻璃和建筑玻璃中的应用。
[0015]通过上述技术方案，采用本专利技术提供的制备方法通过将特定的涂料悬浮液结合特定的喷涂方式，制备得到的疏水玻璃基材的疏水性能得到增强，水接触角大于150
°
，最高可达161.2
°
；滚动角小于8
°
，优选情况下在将玻璃倾斜5
°
时，其表面上的石英砂颗粒和泥土等粉尘和颗粒污染物可以被滚落的水滴快速的自清洁去除，具有良好的自清洁防污性能。此外，与激光加工、化学蚀刻等在玻璃基材表面制备超疏水涂层的方法相比，本专利技术采用简单的喷涂法，便于大规模制备以及实际应用。
[0016]总之，采用本专利技术提供的制备方法制得的疏水玻璃基材具有优异的疏水性能和自清洁防污性能。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1的制备方法示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例1制得的疏水玻璃基材的自清洁防污过程示意图。
[0019]附图标记说明
[0020]1、微米二氧化钛
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2、疏水纳米二氧化硅
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3、有机硅改性的环氧树脂
[0021]4、烧杯
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5、磁力搅拌器
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6、玻璃基材
[0022]7、喷枪
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8、5微升水滴
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9、超疏水涂层
[0023]10、20微升水滴
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11、石英砂砾和泥土污染物
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]本专利技术第一方面提供一种疏水玻璃基材的制备方法，该制备方法包括：
[0026](1)将涂料悬浮液喷涂到玻璃基材的表面，以在所述玻璃基材的表面形成超疏水涂层，得到玻璃基材I；
[0027]其中，所述涂料悬浮液含有疏水纳米SiO2、微米TiO2、乙酸乙酯和有机硅改性的环氧树脂；所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1
‑
2)：1：(1
‑
1.5)；
[0028]其中，使用喷枪进行所述喷涂，所述喷枪的空气压力不高于1bar；所述喷枪的喷嘴与所述玻璃基材的表面的垂直距离为15
‑
25cm；所述喷涂的角度为40
‑
50
°
；
[0029](2)将所述玻璃基材I进行固化，得到疏水玻璃基材。
[0030]本专利技术的专利技术人在研究过程中发现，通过将特定的涂料悬浮液结合特定的喷涂方式，制备得到的疏水玻璃基材的水接触角大于150
°
，最高可达161.2
°
，其具有优异的疏水性能。优选情况下，所述疏水玻璃基材还具有优异的自清洁防污性能。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，对所述玻璃基材的尺寸没有特别的要求，可以根据需求设计不同尺寸的玻璃基材，示例性地，所述玻璃基材可以为(1
‑
20)cm
×
(1
‑
20)cm
×
(0.1
‑
0.5)cm。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，步骤(1)中，所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水
纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1
‑
2)：1：(1
‑
1.5)。优选地，步骤(1)中，所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1.5
‑
2)：1：(1
‑
1.2)。采用上述优选实施方式有利于进一步提升疏水玻璃基材的疏水性能和自清洁防污性能。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，步骤(1)中，对制备所述涂料悬浮液的方法没有特别的限制，只要能够得到含有疏水纳米SiO2、微米TiO2、乙酸乙酯和有机硅改性的环氧树脂的涂料悬浮液，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种疏水玻璃基材的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：(1)将涂料悬浮液喷涂到玻璃基材的表面，以在所述玻璃基材的表面形成超疏水涂层，得到玻璃基材I；其中，所述涂料悬浮液含有疏水纳米SiO2、微米TiO2、乙酸乙酯和有机硅改性的环氧树脂；所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1
‑
2)：1：(1
‑
1.5)；其中，使用喷枪进行所述喷涂，所述喷枪的空气压力不高于1bar；所述喷枪的喷嘴与所述玻璃基材的表面的垂直距离为15
‑
25cm；所述喷涂的角度为40
‑
50
°
；(2)将所述玻璃基材I进行固化，得到疏水玻璃基材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机硅改性的环氧树脂、所述疏水纳米SiO2和所述微米TiO2的质量比为(1.5
‑
2)：1：(1
‑
1.2)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，相对于1g疏水纳米SiO2，所述乙酸乙酯的用量为10
‑
30mL。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青，李赫然，甄畅，
申请(专利权)人：北京远大信达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：