[發(fā)明專利]一種超雙疏防污透明涂層的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111159134.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113754308B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳若愚;石婷;賈倩;王紅寧;劉小華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C17/00
• 分類號(hào): C03C17/00
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超雙疏防污透明涂層的制備方法：首先通過(guò)溶膠?凝膠法制備了四邊形中空二氧化硅粒子，然后將其與氣相二氧化硅混合，構(gòu)造出一個(gè)具有凹入微孔的粗糙結(jié)構(gòu)，在硅烷偶聯(lián)劑的作用下，使用1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷對(duì)其進(jìn)行改性，得到超雙疏防污透明涂層。本發(fā)明制備的涂層表現(xiàn)出較好的透光率，且同時(shí)具備超雙疏、自清潔、防污等優(yōu)良性能，制備工藝簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展、成本低，在太陽(yáng)能、建筑玻璃、光學(xué)設(shè)備等應(yīng)用中具有很大的前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超雙疏防污透明涂層的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，材料表面遭受著各種各樣的污染問(wèn)題，生活中常見(jiàn)的建筑物墻壁、容器表面、汽車玻璃、以及電腦和手機(jī)等光學(xué)表面上防污都引起了相當(dāng)大的關(guān)注。太陽(yáng)能光伏電池板長(zhǎng)期使用會(huì)造成灰塵和大氣污染物在其表面堆積，從而導(dǎo)致透光率下降而對(duì)其性能產(chǎn)生影響。對(duì)于一些精密的光學(xué)儀器，在使用過(guò)程中表面會(huì)吸附一些水漬、粉塵等污染物，這將嚴(yán)重影響其性能。因此，具有雙疏性、自清潔性的防污透明涂層的研究具有顯著的實(shí)際意義。

研究表明，制備超雙疏表面時(shí)粗糙度和低表面能是必要的，但高的表面粗糙度和高的透明性在涂層結(jié)構(gòu)上的要求又是相互矛盾的。將表面粗糙度增加到微米級(jí)會(huì)阻礙光學(xué)透明性，而將粗糙度降低到納米級(jí)雖然降低了光散射，增加了透光率，但是涂層各方面性能會(huì)大幅下降。因此，以簡(jiǎn)單而又低成本的方式制備出超雙疏透明涂層，且制備的涂層具有良好的自清潔、防污性能以抵抗惡劣的環(huán)境條件來(lái)應(yīng)用于實(shí)際具有極大的挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)部分指出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超雙疏防污透明涂層的制備方法：通過(guò)溶膠-凝膠法制備了四邊形中空二氧化硅粒子，然后將其與氣相二氧化硅混合，構(gòu)造出一個(gè)具有凹入微孔的粗糙結(jié)構(gòu)，使其在具有一定粗糙度的情況下還具有一定的孔隙率，在硅烷偶聯(lián)劑的作用下，使用1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷對(duì)其進(jìn)行改性，得到超雙疏防污透明涂層。制備方法簡(jiǎn)單、成本低且性能好。制備的主要步驟如下：

(1)將氧化鋅(ZnO)分散到含有乙醇(EtOH)和氨水(NH₄OH)的混合溶液中，攪拌5min，慢慢滴加正硅酸四乙酯(TEOS)，在51℃下攪拌4h，最后通過(guò)離心將ZnO/SiO₂核殼結(jié)構(gòu)分離出來(lái)，并用乙醇和蒸餾水洗滌3次，通過(guò)控制TEOS與ZnO的摩爾比，得到ZS粒子。

其中，EtOH、TEOS和NH₄OH的摩爾比為114:1-3:5.4-10.8，TEOS與ZnO的摩爾比為0.2-0.7。

(2)將步驟(1)得到的樣品加入0.2M鹽酸水溶液中進(jìn)行刻蝕，直至溶液由乳白色變?yōu)榘胪该骱螅ㄟ^(guò)離心將以ZnO為模板的SiO₂粒子分離出來(lái)，并用蒸餾水和乙醇洗滌至上清液為中性，得到SZS粒子。

(3)將步驟(2)得到的樣品與氣相SiO₂以質(zhì)量比混合后，加入乙醇或甲醇中，超聲分散10min至溶液均一。向溶液中添加160μL 3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，攪拌1h之后，再向溶液中添加160μL 1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)，攪拌3h，得到最后的鍍膜溶膠。

其中，SZS粒子與氣相SiO₂以質(zhì)量比1:3-1:7(總質(zhì)量為0.2g)混合，乙醇或甲醇的加入量為20ml。

(4)采用浸漬-提拉法鍍制涂層，將鍍制好的樣品置于80℃的烘箱中干燥2h，得到最后的超雙疏防污透明涂層。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要嚴(yán)格的工藝條件和昂貴的設(shè)備，且成本低，不需要消耗大量時(shí)間，制備出了一個(gè)具有凹入微孔的粗糙結(jié)構(gòu)，提高了表面粗糙度，在構(gòu)建雙疏涂層上具有明顯優(yōu)勢(shì)。