[發明專利]一種超雙疏防污透明涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202111159134.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113754308B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 陳若愚;石婷;賈倩;王紅寧;劉小華
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明屬于涂料技術領域，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，構造出一個具有凹入微孔的粗糙結構，在硅烷偶聯劑的作用下，使用1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷對其進行改性，得到超雙疏防污透明涂層。本發明制備的涂層表現出較好的透光率，且同時具備超雙疏、自清潔、防污等優良性能，制備工藝簡單、可擴展、成本低，在太陽能、建筑玻璃、光學設備等應用中具有很大的前景。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種超雙疏防污透明涂層的制備方法。

背景技術

現如今，材料表面遭受著各種各樣的污染問題，生活中常見的建筑物墻壁、容器表面、汽車玻璃、以及電腦和手機等光學表面上防污都引起了相當大的關注。太陽能光伏電池板長期使用會造成灰塵和大氣污染物在其表面堆積，從而導致透光率下降而對其性能產生影響。對于一些精密的光學儀器，在使用過程中表面會吸附一些水漬、粉塵等污染物，這將嚴重影響其性能。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際意義。

研究表明，制備超雙疏表面時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構上的要求又是相互矛盾的。將表面粗糙度增加到微米級會阻礙光學透明性，而將粗糙度降低到納米級雖然降低了光散射，增加了透光率，但是涂層各方面性能會大幅下降。因此，以簡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境條件來應用于實際具有極大的挑戰性。

發明內容

為了解決背景技術部分指出的技術問題，本發明提供了一種超雙疏防污透明涂層的制備方法：通過溶膠-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，構造出一個具有凹入微孔的粗糙結構，使其在具有一定粗糙度的情況下還具有一定的孔隙率，在硅烷偶聯劑的作用下，使用1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷對其進行改性，得到超雙疏防污透明涂層。制備方法簡單、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，最后通過離心將ZnO/SiO₂核殼結構分離出來，并用乙醇和蒸餾水洗滌3次，通過控制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鹽酸水溶液中進行刻蝕，直至溶液由乳白色變為半透明后，通過離心將以ZnO為模板的SiO₂粒子分離出來，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以質量比1:3-1:7(總質量為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。

本發明的有益效果在于：

1、本發明制備過程簡單，不需要嚴格的工藝條件和昂貴的設備，且成本低，不需要消耗大量時間，制備出了一個具有凹入微孔的粗糙結構，提高了表面粗糙度，在構建雙疏涂層上具有明顯優勢。