[發明專利]利用水玻璃制備超疏水性SiO₂膜的方法無效

申請號：	201310041340.4	申請日：	2013-02-04
公開（公告）號：	CN103073195A	公開（公告）日：	2013-05-01
發明（設計）人：	許珂敬;張迎迎;孫慶文	申請（專利權）人：	山東理工大學
主分類號：	C03C17/23	分類號：	C03C17/23
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	255086 山東省淄博市***	國省代碼：	山東;37
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	利用水玻璃制備疏水 sio sub 方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明提供一種利用水玻璃制備超疏水性SiO₂膜的方法，屬于無機材料技術領域。?

背景技術

荷葉表面之所以有這種自清潔能力，是由于荷葉表面是超疏水表面(通常將接觸角大于150°的表面稱為超疏水表面)，其表面與水的接觸角達160.4±0.7°，而滾動角只有1.9°。除了荷葉以外，自然界中還有很多植物的表面具有超疏水性，如芋頭葉、甘藍、水稻葉等，由于超疏水表面與水滴的接觸面積非常小，且水滴極易從表面滾落，因此，超疏水表面不僅具有自清潔功能，而且還具有防電流傳導、防腐蝕、防水、防霧、防雪、防霜凍、防霉、防粘附、防污染等功能，因而在建筑、服裝紡織、液體運輸、生物醫學、日用品包裝、交通運輸工具以及微量分析等領域都具有廣泛的應用前景。超疏水表面材料用在室外天線、太陽能面板、光電轉換器上可以防止雪的黏附。因而采用價廉的水玻璃來制備超疏水性的納米SiO₂膜具有較大的社會效益和經濟效益。?

發明內容

本發明的目的是提出一種采用價廉的水玻璃作原料、操作簡便、成本低、產品性能優良的超疏水性SiO₂膜的制備方法。其技術內容為：?

一種利用水玻璃制備超疏水性SiO₂膜的方法，其特征在于采用以下步驟：（1）以水玻璃為硅源，采用溶膠-凝膠法制備SiO₂溶膠，具體步驟是將去離子水、無水乙醇和水玻璃按體積比為120：10：3的比例混合成前驅體，加入少量無水硫酸鈉和三乙醇胺，在30℃的恒溫水浴中攪拌30min后繼續升溫至70℃，同時緩慢滴加10wt%硫酸至pH=4.5~4.8，攪拌120~150min后制得SiO₂溶膠；（2）以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油：無水乙醇=1:5的比例配制成改性液，緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO₂溶膠中，陳化36h后即得SiO₂改性溶膠；（3）將2~3滴SiO₂改性溶膠滴于載玻片上，涂膜儀的旋轉速度為2000r/min，運行20~60s后置于100℃的烘箱中干燥2h即得SiO₂膜。

所述的利用水玻璃制備超疏水性SiO₂膜的方法，特征在于：步驟（1）中，無水硫酸鈉的用量按3ml的水玻璃加1g，三乙醇胺的用量按3ml的水玻璃加0.25ml于前驅體中。?

所述的利用水玻璃制備超疏水性SiO₂膜的方法，特征在于：步驟（2）中，改性劑的用量按與水玻璃的體積比為1：3。?

本發明與現有技術相比，其優點為：?

1、采用價廉的水玻璃作原料制備高疏水性的膜，原料來源廣，操作簡便，成本低，性能好，且制備的SiO_2-膜中的顆粒為纖維狀（如圖2所示），增加了膜的微觀粗糙度，更有效地增加膜的疏水性；?

2、以氨基硅油為改性劑，采用簡單的溶膠-凝膠法就可制得接觸角高達161.32°超疏水性的SiO_2-膜。有使用羥基硅油作為改性劑的報道，羥基硅油的分子式為HO[(CH₃)₂SiO]_nH。而?

氨基硅油的分子式為OSi(H₃C)₃[(CH₃)₂SiO]_n[CH₃SiC₃H₆NHC₂H₄NH₂]_mOSi(CH₃)₃，除了含有CH₃-，SiCH₃-和SiO-外還有NH₂-和NH-?-等疏水性基團，因而可使改性后的白碳黑中僅存在極少量的OH-基團，而含有大量的CH₃-，SiCH₃-、SiO-和NH₂-疏水性基團，因而提高了白碳黑的疏水性能。