一种超疏水玻璃及其制作方法技术

本发明专利技术提出了一种超疏水玻璃及其制作方法，所述超疏水玻璃包括玻璃基底以及设置在所述玻璃表面的微纳米结构层，在所述玻璃基底与所述微纳米结构层之间设有树脂层，以提高所述微纳米结构层与所述玻璃基底之间的结合力。该超疏水玻璃不仅具有优良的疏水性，而且能够长时间的保持其疏水性，从而使得超疏水玻璃向产业化迈进。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
汽车的普及以及高层建筑的增多使得具有自清洁功能的玻璃得到市场的青睐。典型的自清洁玻璃是利用自清洁材料在玻璃表面制作一自清洁薄膜，借助自清洁薄膜来防止灰尘污染、雨雪粘接在玻璃表面，同时还可以抑制微生物粘附在玻璃表面。常见的自清洁薄膜包括亲水性薄膜和疏水性薄膜。其中，亲水性薄膜要求与水的接触角小于10°，其亲水性能源自于薄膜的光催化生成的羟基。在制备亲水性薄膜时，需要进行高温烘烤工艺。疏水性薄膜要求与水的接触角大于90°，其疏水性能源自于微纳米结构以及低表面能的薄膜，微纳结构的薄膜可以形成较大的空气截留率，低表面能可以降低薄膜与水滴的粘附性。与亲水薄膜相比，疏水薄膜具有以下优点第一，在常温常压下即可获得疏水薄膜，从而可以避免高温烘烤可能对玻璃基体造成的不利影响；第二，耐污性突出，其疏水性可以尽量避免玻璃与强酸、强碱、氧化还原剂等腐蚀溶剂接触，从而可以减少强腐蚀溶液对玻璃可能造成的破坏。因此，具有疏水功能的自清洁玻璃应用前景广泛。然而，现有的疏水薄膜的耐磨性较差，使用过程中的磨损极容易导致自清洁玻璃的疏水性降低，这使得疏水性的自清洁玻璃一直没有产业化。另外，薄膜的表面粗糙度对薄膜的透明性和疏水性的影响是相互制约的。表面粗糙度的增大必然增加光线在薄膜内传播过程中的散射。因此，一方面，薄膜疏水性由于表面粗糙度的增加而增强；另一方面，薄膜的透明性却随粗糙度的增加而降低。
技术实现思路
本专利技术提出了，该超疏水玻璃具有良好的耐磨性， 从而可以使超疏水玻璃长时间的保持其疏水性。为了达到上述目的，本专利技术提出了一种超疏水玻璃，包括玻璃基底以及设置在所述玻璃表面的微纳米结构层，在所述玻璃基底与所述微纳米结构层之间设有树脂层，以提高所述微纳米结构层与所述玻璃基底之间的结合力。优选的，所述树脂层的材料组分包括重量百分比为60 95的透明树脂、重量百分比为1 30的固化剂以及重量百分比为0. 05 2的偶联剂。优选的，所述透明树脂为环氧树脂、不饱和树脂或酚醛树脂。优选的，所述固化剂为脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类或尿素替代物。优选的，所述偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH792，DL602, DL171、A_151。优选的，所述树脂层的厚度为10 lOOOnm。优选的，所述微纳米结构层为亚微米-纳米结构的二氧化硅团聚体，而且所述二氧化硅团聚体的粒径不大于400nm。优选的，在所述微纳米结构层的表面还设有憎水修饰层，所述憎水修饰层采用三甲基氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟烷基氯硅烷或全氟烷基烷氧基硅烷制作。本专利技术还提供一种超疏水玻璃的制作方法，包括以下步骤制作树脂溶液；将所述树脂溶液涂覆在玻璃基底表面形成树脂层；在所述树脂层的表面制作微纳米结构层；使所述树脂层固化，同时使所述微纳米结构层与所述玻璃粘接在一起。优选的，所述树脂溶液是通过以下方式获得S卩，将60 95重量份的透明树脂、 1 30重量份的固化剂、0. 05 2重量份的偶联剂加入100 1000重量份的溶剂中混合而成。优选的，所述透明树脂采用环氧树脂、不饱和树脂或酚醛树脂中的一种。优选的，所述固化剂采用脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类或尿素替代物中的一种。优选的，所述偶联剂采用KH-550、KH-560、KH-570、KH792，DL602, DL171、A_151 中的一种。优选的，在所述玻璃基底表面涂覆的所述树脂层的厚度为10 lOOOnm，而且厚度差小于500nm。优选的，在所述树脂层的表面制作微纳米结构层的步骤包括通过硅脂水解形成包含粒径为10 IOOnm的二氧化硅颗粒的第一溶胶，以及包含有粒径为200 400nm的二氧化硅颗粒的第二溶胶；向所述第一溶胶和第二溶胶中分别添加偶联剂，以使所述第一溶胶和第二溶胶中的二氧化硅颗粒相互粘结；调节所述第一溶胶和第二溶胶的PH值为2 4 ；将所述第一溶胶和第二溶胶混合，获得亚微米-纳米结构的团聚体；将所述团聚体涂覆在所述树脂层的表面。优选的，由所述硅脂水解获得包含有粒径为10 IOOnm的二氧化硅颗粒的所述第一溶胶的步骤包括将碱液和有机溶剂混合，并在20 80°C的温度下搅拌获得溶液；用有机溶剂将所述硅脂稀释后加入所述溶液中，同时使所述溶液的温度保持在20 80°C，所述硅脂与所述碱液中的碱的摩尔比为0. 5 3 ；以20 300转/分钟的速度搅拌所述溶液 20 200分钟，从而获得包含有粒径为10 IOOnm的二氧化硅颗粒的第一溶胶。优选的，由所述硅脂水解获得包含有粒径为200 400nm的二氧化硅颗粒的所述第二溶胶的步骤包括将碱液和有机溶剂混合，并在20 80°C的温度下搅拌获得溶液；用有机溶剂将所述硅脂稀释后加入所述溶液中，同时将温度保持在20 80°C，所述硅脂与所述碱液中的碱的摩尔比为0. 5 3 ；以20 300转/分钟的速度搅拌所述溶液20 200 分钟，从而获得包含有粒径为10 IOOnm的二氧化硅颗粒的第一溶胶；将碱液、第一溶胶以及有机溶剂在20 80°C的温度下混合成C溶液；用有机溶剂将所述硅脂稀释后加入所述 C溶液中，以20 300转/分钟的速度搅拌所述溶液20 200分钟，以使所述二氧化硅颗粒长大，从而获得包含有粒径为200 400nm的二氧化硅颗粒的所述第二溶胶。优选的，所述硅脂为正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。优选的，所述碱液为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。优选的，所述有机溶剂为乙醇、甲醇或丙酮。优选的，所述树脂层是在20 180°C的温度下保温30 450分钟固化形成树脂层。优选的，所述微纳米结构层的厚度小于或等于600nm。与现有技术相比，本专利技术具有下述有益效果本专利技术提供的超疏水玻璃在玻璃基底与微纳米结构层之间设置树脂层，树脂层可以提高微纳米结构层与玻璃基底的结合力，从而提高微纳米结构层的耐磨性，从而使超疏水玻璃能够长时间的保持其疏水性。因此，该超疏水玻璃不仅具有优良的疏水性，而且能够长时间的保持其疏水性，从而使得超疏水玻璃向产业化迈进。作为本专利技术的一个优选实施例，超疏水玻璃中的微纳米结构层的尺寸不大于可见光的波长，即即小于或等于400nm，这可以减小可见光在透过微纳米结构层时的散射率，从而使微纳米结构层的表面粗糙度与可见光透光率获得良好的平衡，进而使超疏水玻璃的接触角大于150°，滚动角小于10°，可见光的透光率可以达到85%以上。类似地，本专利技术提供的超疏水玻璃的制作方法是在玻璃基底上首先制作树脂层， 然后在树脂层上“栽种”微纳米结构层，借助树脂层可以提高微纳米结构层与玻璃基底的结合力，从而提高微纳米结构层的耐磨性，进而使超疏水玻璃能够长时间的保持其疏水性能。 因此，该超疏水玻璃不仅具有优良的疏水性和耐磨性，而且能够长时间的保持其疏水性，从而使得超疏水玻璃向产业化迈进。作为本专利技术的一个优选实施例，通过本专利技术提供的二氧化硅颗粒的制作方法，制备出亚微米-纳米结构的、团聚状的二氧化硅颗粒，并使二氧化硅颗粒的粒径小于400nm， 从而可以减少光线在微纳米结构层中传播时的散射，进而提高超疏水玻璃的透明性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥伟，熊建民，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：