[發明專利]一種疏水SiO2

有效

• 申請號: 201910656636.4
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110373050B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 杜鑫;奚如冰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C03C17/25
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及一種疏水SiO₂納米混合液、功能涂層及制備，疏水SiO₂納米混合液由有機氟官能團修飾的疏水SiO₂納米粒子懸液和納米SiO₂酸性溶膠復合而成；疏水SiO₂納米粒子懸液中疏水SiO₂納米粒子的平均粒徑為10nm，粒子表面修飾疏水的有機氟官能團；納米SiO₂酸性溶膠具有鏈狀納米SiO₂，且納米SiO₂酸性溶膠的縮合度為70?90％。利用本發明的SiO₂納米混合液在玻璃表面制備的功能涂層具有良好的減反增透(透光率大于96％)和超疏水(接觸角大于150度)性能，能實現超疏水自清潔、防霧、防油污等性能；涂層具有良好的機械耐磨性，與基底結合牢固，使用不受限制，能長期在戶外發揮作用，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別涉及一種疏水SiO₂納米混合液、功能涂 層及制備。

背景技術

多功能玻璃是具有減反增透、自清潔性能、較高機械強度和良好耐候性等多 種功能的玻璃。由于其優越的復合性能，可廣泛用于生活、工業、航天業等多個 領域，特別是用于高樓大夏的玻璃外墻以及需要長期戶外工作的太陽能電池。隨 著科技的發展，研發具有高機械強度多功能玻璃的需求非常迫切，并要求多功能 玻璃的制備方法具有簡單，原料易得，成本低廉，規模可控可工業化的特點。

減反射涂層又稱增透涂層，是指在鏡片表面鍍上一層折射率介于空氣與玻璃 之間的薄膜。減反射涂層能夠大大減少甚至消除透鏡、棱鏡、平面鏡等光學表面 對光的反射，增加對光的透射，減少或消除系統的雜散光，大大提高這些元件的 性能。減反射涂層能夠用于需長期戶外工作的太陽能電池，有效提高電池的轉化 效率；能夠用于汽車玻璃，避免夜間駕車時對面車輛所開車前燈導致的明顯炫光， 減少危險；能夠用于高樓的玻璃外墻，解決光污染等問題。減反射涂層能夠改善 基體的力學性能、電學性能、光學性能及其他物理化學性能，因此廣泛應用于日 常生活、工業、天文學、軍事學、電子等領域，具有廣闊的市場前景。

自清潔玻璃(Self-cleaning glass)是普通玻璃在經過特殊的物理或化學方法處理后，使其表面產生獨特的物理化學特性，從而使玻璃無需通過傳統的人工擦 洗方法即可達到清潔效果的玻璃。自清潔玻璃從制備方法上主要分為超親水自清 潔玻璃和超疏水自清潔玻璃，其制備方法通常是在玻璃制品表面涂覆一層無機材 料涂層，在該無機材料涂層為超疏水性物質時，既能夠通過水滴與玻璃接觸角大 于150度，水滴無法在玻璃上停留而帶走灰塵實現自清潔功能，同時還能夠防止 小水滴形成以達到防霧防結冰效果。

超疏水涂層表面的構建一方面可通過化學法改變其表面化學，有效降低表 面能；另一方面可通過幾何方法增加表面粗糙度。微納結構與粗糙度是形成超疏 水的必要條件。基于超疏水涂層表面的微納結構形成的粗糙度和低表面能物質， 超疏水涂層最大的特點就是具有“不沾”的特性，能夠自清潔、防水、防潮、防 腐蝕、防污等。如果超疏水涂層的制備原料使用了含氟化合物還可以使材料具有 良好的疏油性。由于其自身的實用性，因而廣泛應用在建筑玻璃、汽車和高壓電 線、衛星電線、飛機擋風玻璃、輪船潛艇等各領域，在科學研究，軍事應用和民 用生產等諸多領域都擁有極其廣闊的發展前景。

現有技術通常是在玻璃上涂覆一層無機材料，類似于荷葉效應，其對水的 滾動角小，能使微小水滴聚集成大水珠。在玻璃表面涂覆含超疏水性物質的無機 材料涂層所得到的超疏水自清潔玻璃的超疏水性效果明顯，但超疏水性，透光率 以及牢固性往往是矛盾的。往往透光率好的超疏水玻璃耐久性不理想，無法保證 玻璃產品作為耐用消費品的長期使用而具有長期的自清潔壽命，從而無法保證真 正意義上的自清潔效果。另外為了保證牢固性往往會采用高溫鍛燒的方法；或是 玻璃上涂覆兩層涂層，底層涂層用于提高涂層的牢固性。這些方法往往耗時耗力， 增加成本。