[發明專利]玻璃表面霧化防刮納米涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011066191.3
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112608679A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 鮑素萍;羅文君;高磊;沈文龍
• 申請（專利權）人: 納米及先進材料研發院有限公司
• 主分類號: C09D183/08
• 分類號: C09D183/08;C09D7/20;C03C17/22
• 代理公司: 深圳宜保知識產權代理事務所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

本發明提供一種用于在水接觸角約為90°或更大、摩擦系數降低50％或更高、表面粗糙度降低的玻璃基板或表面上進行涂層的耐久、疏水和防刮納米涂層，其包括一層氟化二氧化硅，所述氟化二氧化硅為從具有至少三個烷氧基基團的一個或多個四烷氧基硅烷和一個或多個具有至少一個三烷氧基硅烷和15到17個氟原子的一個或多個聚氟硅烷之間的溶膠?凝膠水解在一催化劑以及一溶劑存在下，與所述一個或多個四烷氧基硅烷和所述一個或多個聚氟硅烷之間的一溶膠?凝膠水解反應混合物產生而得。本發明還提供了一種通過將含酸或含堿溶液和溶膠?凝膠前體溶液霧化到玻璃表面來制備納米涂層的相關方法。

技術領域

本發明提供了一種玻璃基板/表面霧化防刮納米涂層及其制造方法。具體而言，本發明之納米涂層系由液態溶膠-凝膠前驅體合成，并藉由霧化方法將其涂布于玻璃基板/表面以形成防刮納米涂層。這種霧化工藝可用于制備功能性納米涂層，用于玻璃/鏡子表面的各種應用，包括玻璃/鏡子表面保護、用于玻璃/鏡子的疏水性和/或親水性納米涂層等。

背景技術

玻璃在使用期間容易被各種外來研磨物質刮傷，因此玻璃上的刮痕通常是一個令人煩惱的問題。在保持玻璃原有外觀的前提下，采用了一些預防措施，如添加硬質納米涂層，可顯著減少玻璃刮傷。

美國專利申請編號2017/0253523 A1公開了一種形成摩擦學薄膜的方法，更具體地說其涉及在玻璃基板上形成耐久、耐刮傷涂層的溶膠-凝膠方法。例如，氧化鋯涂層是由八水氯氧化鋯溶液在有機溶劑中形成的。

美國專利第9663400號公開了形成摩擦學薄膜的方法，更具體地說，公開了以溶膠-凝膠方式形成耐久、耐刮傷涂層的方法。該方法提供了在第一極性溶劑中包含鋯化合物的第一溶液和在第二極性溶劑中由石墨烯納米顆粒組成的第二溶液和/或將所述組合溶液沉積到顯示玻璃基板上以形成涂層，然后進行退火處理。通過在玻璃基板上旋涂各自的溶液，制備出厚度約為50微米的涂層。石墨烯摻雜氧化鋯涂層顯示玻璃的摩擦系數約為0.10-0.11，而裸玻璃的摩擦系數約為0.3-0.4。

美國專利申請編號2009/0053465 A1公開了一種具有多層結構的光學元件或組件，其具有優異的防霧效果和/或防薄霧效果，并且表現出優異的耐刮和/或減反射效果，甚至任選地表現出疏水和/或憎油特性。該發明在合成樹脂透鏡上涂上硬化硅薄膜，再涂上防霧膜作為吸水層，然后在吸水層上真空施涂防反射層系統。硬層由無機材料通過等離子增強層沉積技術或化學氣相沉積(CVD)或傳統涂層方法(包括浸漬、噴涂或紡絲方法)形成。硬層的厚度設定為小于20μm，尤其優選為1至5μm。疏水和/或憎油涂層包括具有至少一個含氟基團的硅烷，并且優選通過包括層蒸發、CVD或浸漬方法在內的常規方法涂覆該涂層。疏水和/或憎油涂層的厚度優選≤20nm。

美國專利申請編號2017/0336536 A1公開了一種顯示屏的抗藍光玻璃保護片，其包括：一玻璃基板，其一側表面具有防指紋涂層的霧化層，另一側具有抗藍光涂層和A/B膠層的玻璃基板與所述藍光涂層的表面粘合。所述防指紋涂層表面非常光滑，摩擦系數小于0.02。所述防指紋涂層/薄膜的厚度范圍為15–25nm。

美國專利第10285292 B2號公開了一種納米晶體層，該納米晶體層由一個或多個層分離或與一個或多個其他層包括非晶體或非晶態材料隔開或穿插而成。該納米晶層可通過沉積過程或離子注入和退火過程形成，以形成尺寸小于10納米的晶體，用以保護電子設備免受因撞擊而引起的刮擦和/或損壞。

美國專利申請編號2012/0132053A1涉及在玻璃加工和包裝過程中通過形成長鏈有機材料的不連續層來保護玻璃板表面，所述長鏈有機材料具有包含至少12個碳原子的主碳鏈和在所述玻璃板表面上的主鏈一端的親水基。有機材料可以通過各種方式進行涂覆，包括噴涂和浸涂。該材料也可由載氣流施加，而長鏈有機材料可以以固體、液體或氣體形式存在于載氣流中。該氣流溫度應高于長鏈有機材料的熔點，但不應高于60℃，以避免長鏈有機材料的崩解、氧化、反應、燃燒和爆炸。這種玻璃板表面保護特別適用于玻璃板的拋光，如磨邊和拋光。