CN102234183A - 减反增透涂层和超疏水自清洁减反增透涂层及其制备方法 - Google Patents

减反增透涂层和超疏水自清洁减反增透涂层及其制备方法 Download PDF

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CN102234183A CN2010101627464A CN201010162746A CN102234183A CN 102234183 A CN102234183 A CN 102234183A CN 2010101627464 A CN2010101627464 A CN 2010101627464A CN 201010162746 A CN201010162746 A CN 201010162746A CN 102234183 A CN102234183 A CN 102234183A
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贺军辉
李晓禹
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Abstract

本发明涉及减反增透涂层和超疏水自清洁的减反增透涂层及其制备方法。本发明的减反增透涂层是由粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成，该减反增透涂层的表面具有粗糙结构。本发明的超疏水自清洁的减反增透涂层是在上述减反增透涂层的表面有一层低表面能物质，并且低表面能物质层的表面具有粗糙结构。本发明的涂层是通过层层静电自组装得到的。涂有超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片的透光率能从91.3％提高到99.1％，单面反射率最低下降为0.3％。本发明的超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片覆盖在标准单晶硅太阳能电池板上，相比普通玻璃片覆盖的太阳能电池更能有效利用太阳光能，电池效率提高6.6％以上。

Description

减反增透涂层和超疏水自清洁减反增透涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及减反增透涂层和超疏水自清洁的减反增透涂层及其制备方法和用途。
背景技术
自清洁和减反增透纳米结构涂层在太阳能光伏发电、光伏建筑材料、太阳能集热器、宇航等领域具有广泛的应用和巨大的市场。我国仅太阳能热水器对太阳能玻璃的需求就达一亿平方米，预计到2030年光伏发电有望占全世界发电量的5％～20％，在我国，除了应用领域和科技示范外，国家示范项目、民心工程和国际合作项目，送电到乡、光明工程、国家光伏并网等均已启动，亚洲最大的太阳能应用技术研究与示范基地在甘肃省榆中县建成并已投入运行。可以展望，一个大规模利用太阳能的新时代已经来临。太阳能玻璃必将成为平板玻璃行业新的经济增长点，它不仅能够带动平板玻璃产业结构调整，而且可实现平板玻璃行业可持续发展。太阳能的广泛利用需要更高的透光率和更低的反射率，同时大面积投产使用带来十分繁重的清洁工作，迫切需要表面具有自清洁功能。目前，国内具有超疏水自清洁功能和良好减反增透性能的涂层研究应用还很少。
国外在20世纪60年代就已经开始了玻璃自清洁和减反增透的研究，减反增透层通常采用不同折射率的均一薄膜来实现增透效果，根据目前的光学增透原理，厚度在λ/4处时可以在单一波长处有很窄的减反增透结果。若要实现宽光谱减反增透就必须叠加多层不同介质的薄膜，这给加工工艺和技术带来了困难。JP 10-20102A公开了一种包含7层不同介质层的增透薄膜，但该增透膜在约400纳米和700纳米的波长内对可见光的增透性能不足。JP2006-3562公开了一种包含多个层的增透膜但对接近400纳米波长的可见光没有足够的反射率。而本发明使用单一纳米粒子层实现了可见光范围内宽光谱的减反增透。最大透过率可以高达99％，单面反射率为0.3％。
目前，世界上发达国家均有知名公司在专门从事自清洁玻璃的研究开发和制作，如英国Pilkington公司、日本TOTO公司、美国PPG公司、德国GEA公司、VTA公司、UIC公司等；在应用开发方面，日本率先展开开发、推广、应用TiO2光催化自清洁玻璃。英国Pilkington玻璃公司在开发应用TiO2光催化自洁净玻璃方面已走在欧、美玻璃商的前列。美国W.L.Tonar等人研制的透明复合自清洁防雾玻璃(W.L.Tonar et al.Electrochromic DeviceHaving A Self-cleaning Hydrophilic Coating.United States Patent ApplicationPublication US2001/00210066 A1，2001-09-13；K.Toru.Vehicle Mirror.United States Patent US5594585：1997-01-14；K.Toru.Anti-fog Element.US5854708：1998-12-29；K.Takahama et al.Method of Forming HydrophilicInorganic Coating Film And Inorganic Coating Composition.United States PatentApplication Publication US2001/008696 A1，2001-07-13)，是在玻璃基材的表面形成具有催化作用的光催化剂透明涂层，再在光催化剂透明涂层的表面形成具有亲水性的透明多孔无机氧化物(SiO2和Al2O3)薄膜。然而这些技术都利用了TiO2光催化特性促使表面达到超亲水，适用条件会受到限制，因为需要有光照的环境才能进行催化作用；而且这种孔状结构表面虽可以提高亲水性，但很容易被难挥发的物质或者纳米尘埃堵住孔口，耐久性不理想。
本发明采用了SiO2溶胶层层自组装制备得到减反增透涂层，进一步进行疏水化处理其表面，制备超疏水自清洁减反增透涂层。所述超疏水自清洁减反增透涂层具有很高的水接触角，水滴滴在表面可以形成球体，很容易滚落带走污染物而不留下任何痕迹，从而实现自清洁的能力。
基板可以是平板玻璃，例如，家庭以及商业建筑的玻璃窗户、玻璃天窗、玻璃幕墙、家庭浴室镜子、汽车挡风玻璃、后视镜、后景玻璃、眼睛片等，也可以是柔性聚合物薄膜。SiO2纳米粒子等电点大约在2.1，表面易显负电性，很容易吸附在带正电荷聚电解质修饰的基板上。利用这种静电力可以实现Layer-by-Layer(LBL)层层自组装。二氧化硅纳米颗粒的涂层基板表面上形成了毛细管覆盖网，而且其表面有丰富的-Si-OH基团，能大大地改善其耐久性，可以牢固地附着在物体表面形成网状结构的涂层。所形成的二氧化硅粒子可增大摩擦系数，因而具有一定的耐磨损性，此外二氧化硅还具有较低的反射率和很好的耐磨性能。涂有超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片的透光率能从91.3％提高到99.1％，单面反射率最低下降为0.3％。本发明所述的超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片覆盖在标准单晶硅太阳能电池板上，相比普通玻璃片覆盖的太阳能电池更能有效利用太阳光能，电池效率提高6.6％以上。
发明内容
本发明的目的之一是提供表面具有粗糙结构的减反增透涂层。
本发明的目的之二是提供表面具有粗糙结构的超疏水自清洁减反增透涂层，涂有该涂层的玻璃片的透光率能从91.3％提高到99.1％。
本发明的目的之三是提供采用静电自组装方法，将纳米粒子和聚电解质交替组装，从而提供制备方法和工艺简单、原料廉价、成本低、适用范围广的减反增透涂层的制备方法。
本发明的目的之四是提供表面具有粗糙结构的超疏水自清洁减反增透涂层的制备方法。
本发明的减反增透涂层是由粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成，该减反增透涂层的表面具有粗糙结构。
本发明的超疏水自清洁的减反增透涂层是在由粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层低表面能物质，并且低表面能物质层的表面具有粗糙结构。
所述的低表面能物质选自三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷等中的一种。
本发明的减反增透涂层是采用市售或自己合成的二氧化硅纳米粒子制备悬浮液，采取浸涂方法把SiO2球形纳米粒子与聚电解质通过静电组装沉积到基板(如玻璃片)上，最后经过煅烧制备出减反增透涂层，进一步进行疏水化处理后得到超疏水自清洁的减反增透涂层。所需仪器设备简单、廉价，易于工业化。
所述的粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子可取市售，或按照
Figure GSA00000110569100031
(
Figure GSA00000110569100032
W，Fink A，Bohn E.Journal of Colloid & Interface Science，1968，26：62～69)方法进行制备。
本发明中所述的涂层是通过SiO2球形纳米粒子表面带的负电荷与基板上沉积的聚电解质所带的正电荷的静电吸引自组装而形成，每一步完成都用蒸馏水彻底洗涤，用惰性气体(如氮气)吹干。
所述的聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚苯乙烯磺酸钠。
本发明的减反增透涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)将基板处理干净，去除表面污染物；
(2)将步骤(1)用惰性气体(如氮气)吹干后得到的基板浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵的水溶液中2～10分钟后取出，在基板表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用惰性气体(如氮气)吹干；然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用惰性气体(如氮气)吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有5～20层由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在基板上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板；
(3)将步骤(2)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板浸入到含有粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子的乙醇悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，惰性气体(如氮气)吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2球形纳米粒子层；然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2球形纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用惰性气体(如氮气)吹干；重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至在步骤(2)得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板上，得到总共沉积有2～14层由粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在基板上沉积的最后一层是粒径大约为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层的基板；
(4)将步骤(3)制备得到的最外层为SiO2球形纳米粒子层的基板放入马弗炉中，在温度为500～600摄氏度下烧结(优选烧结时间为2～5小时)，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，同时加强了SiO2球形纳米粒子与基板的附着力，在基板上得到本发明所述的减反增透涂层。
步骤(3)所述的含有粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子的乙醇悬浮液的质量浓度为0.1％～1％。
本发明的超疏水自清洁减反增透涂层的制备方法为：
将上述方法制备得到的带有减反增透涂层的基板放入密封的容器(如聚四氟乙烯容器)中，向容器中加入适量的低表面能物质，并使所加入的低表面能物质的液面低于所述基板的底部，在温度为100～500摄氏度下使低表面能物质蒸发，将低表面能物质蒸发沉积在已制备的减反增透涂层上，最终在基板上得到超疏水自清洁减反增透涂层。
步骤(1)所述的基板的处理可以为：将基板浸入到质量浓度为98％的H2SO4与质量浓度为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液中，取出用蒸馏水洗涤，用惰性气体(如氮气)吹干；或者用氧等离子体处理表面5～15分钟。
所述的低表面能物质选自三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷等中的一种。
所述的基板是平板玻璃，例如，家庭以及商业建筑的玻璃窗户、玻璃天窗、玻璃幕墙、家庭浴室镜子、汽车挡风玻璃、汽车后视镜、汽车后景玻璃或眼睛片等。
本发明以廉价且易取得的平板玻璃作为基板，再通过层层静电自组装沉积带电聚电解质和SiO2球形纳米粒子。由于SiO2球形纳米粒子之间的孔隙率的增加，使涂有超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片的透光率能从91.3％提高到99.1％，单面反射率最低下降为0.3％。
本发明的超疏水自清洁减反增透涂层，是利用了本发明的由球形纳米粒子层构成的减反增透涂层中的SiO2表面具有良好的亲水性和二氧化硅薄膜具有低的光反射率、高的光透过率、耐磨性能好等优点，结合涂层表面由SiO2纳米粒子构成的粗糙表面结构，进一步修饰低表面能物质使所述的减反增透涂层具有超疏水性能，水在涂有该涂层的玻璃表面的接触角接近150度。当水滴落在涂有该涂层的玻璃表面时，会形成水珠，很容易滚落下来带走表面污染物，实现自清洁功能。本发明中的这种涂层具有制备工艺简单、成本低、效果明显、适用范围广等技术优势。本发明所述的超疏水自清洁减反增透涂层的玻璃片覆盖在标准单晶硅太阳能电池板上，相比普通玻璃片覆盖的太阳能电池更能有效利用太阳光能，电池效率提高6.6％以上。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，其中附图中的(S-20)为粒径10～30nm的SiO2球形纳米粒子，括号外的下标为涂层层数。
附图说明
图1.(a)本发明实施例1的沉积有(S-20)1涂层的玻璃片的扫描电镜图；(b)是横断面图；括号外的下标为涂层层数。
图2.(a)本发明实施例2的沉积有(S-20)4涂层的玻璃片的扫描电镜图片，(b)是(a)的放大图片；括号外的下标为涂层层数。
图3.(a)本发明实施例3的沉积有(S-20)8涂层的玻璃片的扫描电镜图片，(b)是(a)的放大图片；括号外的下标为涂层层数。
图4.(a)本发明实施例4的沉积有(S-20)9涂层的玻璃片的扫描电镜图片，(b)是(a)的放大图片；括号外的下标为涂层层数。
图5.(a)本发明实施例5的沉积有(S-20)10涂层的玻璃片的扫描电镜图片，(b)是(a)的放大图片；括号外的下标为涂层层数。
图6.沉积有(S-20)n涂层的玻璃片的透光率；n为0、1、4、8、9、10，图中的0、1、4、8、9、10线分别对应没有涂层的玻璃基板、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的样品的透光率。括号外的下标为涂层层数。
图7.沉积有(S-20)n涂层的玻璃片的反射率：n为0、1、4、8、9、10，图中的0、1、4、8、9、10线分别对应没有涂层的玻璃基板、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的样品的反射率。括号外的下标为涂层层数。
图8.沉积有(S-20)9涂层的玻璃片(实施例4)和洁净的普通玻璃片对比照片，左边为普通玻璃片，有明显反光；右边为沉积有(S-20)9涂层的玻璃片。
图9.沉积有(S-20)9涂层的玻璃片(实施例4)和洁净的普通玻璃片对比照片，上图普通玻璃片正视有明显的镜像反光，而减反涂层的玻璃片没有，下图调换位置后仍如此。
图10.(a)洁净的普通玻璃片和(b)沉积有(S-20)8涂层的玻璃片(实施例3)的水接触角照片。
具体实施方式
实施例1
增透涂层：由一层粒径为10～30nm的SiO2纳米粒子组成，其制备方法包括以下步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加2-4mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度剧烈搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有5个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，沉积有1个由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由单层粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的减反增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。所述的超疏水自清洁的减反增透涂层的表面和横截面形貌如图1所示。涂层厚度约为25nm，透光率如图6中线1所示。反射率如图7中线1所示。
实施例2
增透涂层：由四层粒径为10～30nm的SiO2纳米粒子组成，其制备方法包括以下步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加2-4mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有10个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有3个由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由四层粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。所述的超疏水自清洁的减反增透涂层的表面和横截面形貌如图2所示。涂层厚度约为43nm，透光率如图6中线4所示。反射率如图7中线4所示。
实施例3
增透涂层：由八层粒径为10～30nm的SiO2纳米粒子组成，其制备方法包括以下步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加2-4mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有10个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有7个由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由八层粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。所述的超疏水自清洁的减反增透涂层的表面和横截面形貌如图3所示。涂层厚度约为120nm，透光率如图6中线8所示。反射率如图7中线8所示。洁净的普通玻璃片和沉积有(S-20)8涂层的玻璃片的水接触角照片如图10中(a)和(b)所示。
实施例4
增透涂层：由九层粒径为10～30nm的SiO2纳米粒子组成，其制备方法包括以下步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加2-4mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有10个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有8个由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由九层粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。所述的超疏水自清洁的减反增透涂层的表面和横截面形貌如图4所示。涂层厚度约为122nm，透光率如图6中线9所示。反射率如图7中线9所示。有涂层的玻璃片和洁净的普通玻璃片对比照片如图8和图9所示。在图9中，普通玻璃片(左)正视有明显的镜像反光，而有减反涂层的玻璃片(右)没有，调换位置后仍如此(下图)。
实施例5
增透涂层：由十层粒径为10～30nm的SiO2纳米粒子组成，其制备方法包括以下步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加2-4mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有10个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有9个由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由十层粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为10～30nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。所述的超疏水自清洁的减反增透涂层的表面和横截面形貌如图5所示。涂层厚度约为128nm，透光率如图6中线10所示。反射率如图7中线10所示。
实施例6
增透涂层：由八层粒径为30～50nm的SiO2纳米粒子组成，其制备步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加4-6mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.1％～1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有15个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有7个由粒径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由八层粒径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为30～50nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。
实施例7
增透涂层：由十五层粒径为50～80nm的SiO2纳米粒子组成，其制备步骤：
(1)将6-9mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加3mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为0.5％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有15个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有14个由粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由15层粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。
实施例8
增透涂层：由八层粒径为80～100nm的SiO2纳米粒子组成，其制备步骤：
(1)将3-6mL氨水，50-150mL无水乙醇加入锥形瓶中常温搅拌8-12分钟，在50-70摄氏度搅拌1-3分钟，在搅拌下滴加6-9mL正硅酸乙酯(TEOS)，在50-70摄氏度继续搅拌10-14小时，得到半透明的悬浮液，所得含有直径为80～100nm的SiO2球形纳米粒子悬浮液，并稀释成质量分数为1％的悬浮液备用；
(2)将普通玻璃片浸入新配的Pirhana溶液(质量浓度约为98％的H2SO4与质量浓度约为30％的H2O2按体积比为7∶3混合的混合液)5～20分钟，取出用蒸馏水洗涤，用氮气吹干；
(3)将步骤(2)用氮气吹干后的玻璃片浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在玻璃表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；然后再浸入浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有7个由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片；
(4)将步骤(3)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的玻璃片浸入到步骤(1)含有粒径为80～100nm的SiO2球形纳米粒子的悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，氮气吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2纳米粒子层，然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用氮气吹干；重复上述沉积SiO2纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有7个由粒径为50～80nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在玻璃片上沉积的最后一层是粒径为80～100nm的SiO2球形纳米粒子层的玻璃片；
(5)将步骤(4)制备的附有SiO2纳米粒子涂层的玻璃片放入马弗炉中，在500～600摄氏度烧结2～5小时，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，得到由八层粒径为80～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成的表面具有粗糙结构的增透涂层；
(6)将步骤(5)制备的玻璃基板放入密封的聚四氟乙烯容器中，加入适量十三氟辛基三甲氧基硅烷，并使所加入的十三氟辛基三甲氧基硅烷的液面低于所述玻璃基板的底部，在温度为100～150摄氏度下使十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发，将十三氟辛基三甲氧基硅烷热蒸发沉积在上述减反增透涂层上，最终得到超疏水性自清洁减反增透涂层，其是在由粒径为80～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层十三氟辛基三甲氧基硅烷，并且十三氟辛基三甲氧基硅烷的表面具有粗糙结构。
上述的玻璃基板可是直接作为玻璃窗户、玻璃天窗、玻璃幕墙、家庭浴室镜子、汽车挡风玻璃、汽车后视镜、汽车后景玻璃或眼睛片的玻璃板。

Claims (10)

1.一种减反增透涂层，其特征是：所述的减反增透涂层是由粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成，该减反增透涂层的表面具有粗糙结构。
2.一种超疏水自清洁的减反增透涂层，其特征是：所述的超疏水自清洁的减反增透涂层是在权利要求1的由粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层构成的减反增透涂层的表面有一层低表面能物质，并且低表面能物质层的表面具有粗糙结构；
所述的低表面能物质选自三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
3.一种根据权利要求1所述的减反增透涂层的制备方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
(1)将基板处理干净，去除表面污染物；
(2)将步骤(1)用惰性气体吹干后得到的基板浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵的水溶液中2～10分钟后取出，在基板表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用惰性气体吹干；然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠水溶液中2～10分钟，取出，用蒸馏水洗涤，用惰性气体吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层上又沉积一层聚苯乙烯磺酸钠涂层；重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层和聚苯乙烯磺酸钠涂层的工艺步骤，直至得到总共沉积有5～20层由聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层与聚苯乙烯磺酸钠涂层构成的双层，然后再重复上述沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，得到在基板上沉积的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板；
(3)将步骤(2)制备得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板浸入到含有粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子的乙醇悬浮液中2～10分钟，取出用蒸馏水洗涤，惰性气体吹干，在聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层表面沉积一层SiO2球形纳米粒子层；然后再浸入到浓度为1～3mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中2～10分钟后取出，在SiO2球形纳米粒子层表面沉积一层聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层，用蒸馏水洗涤以除去物理吸附的聚二烯丙基二甲基氯化铵，用惰性气体吹干；重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层和沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的工艺步骤，直至在步骤(2)得到的最后一层为聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层的基板上，得到总共沉积有2～14层由粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层与聚二烯丙基二甲基氯化铵涂层构成的双层，然后再重复上述沉积SiO2球形纳米粒子层的工艺步骤，得到在基板上沉积的最后一层是粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子层的基板；
(4)将步骤(3)制备得到的最外层为SiO2球形纳米粒子层的基板放入马弗炉中，在温度为500～600摄氏度下烧结，以除去聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵与聚苯乙烯磺酸钠，在基板上得到所述的减反增透涂层。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(4)所述的烧结时间为2～5小时。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(3)所述的含有粒径为10～100nm的SiO2球形纳米粒子的乙醇悬浮液的质量浓度为0.1％～1％。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的基板是平板玻璃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是：所述的平板玻璃是玻璃窗户、玻璃天窗、玻璃幕墙、家庭浴室镜子、汽车挡风玻璃、汽车后视镜、汽车后景玻璃或眼睛片。
8.一种根据权利要求2所述的超疏水自清洁减反增透涂层的制备方法，其特征是：
将权利要求3～7任意一项制备方法得到的带有减反增透涂层的基板放入密封的容器中，向容器中加入低表面能物质，并使所加入的低表面能物质的液面低于所述基板的底部，在温度为100～500摄氏度下使低表面能物质蒸发，将低表面能物质蒸发沉积在已制备的减反增透涂层上，最终在基板上得到超疏水自清洁减反增透涂层；
所述的低表面能物质选自三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：所述的基板是平板玻璃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征是：所述的玻璃是玻璃窗户、玻璃大窗、玻璃幕墙、家庭浴室镜子、汽车挡风玻璃、汽车后视镜、汽车后景玻璃或眼睛片。
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102584028A (zh) * 2012-02-01 2012-07-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种改性纳米SiO2溶胶、其制备方法及其在汽车玻璃上的使用方法
CN102815052A (zh) * 2012-06-29 2012-12-12 法国圣戈班玻璃公司 超疏水减反基板及其制作方法
CN102998723A (zh) * 2012-11-29 2013-03-27 法国圣戈班玻璃公司 减反光学组件及制造方法
CN103288358A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 中国科学院理化技术研究所 超亲水自清洁防雾的减反增透涂层及其制备方法
CN103374140A (zh) * 2012-04-25 2013-10-30 深圳富泰宏精密工业有限公司 壳体及其制备方法
CN103499910A (zh) * 2013-09-23 2014-01-08 天津华宁电子有限公司 一种矿用投影仪免清洗显示幕布及其安装方法
CN103553359A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 傅逸承 以烟灰为模板廉价构建透明超疏水自清洁纳米涂层的方法
CN103592701A (zh) * 2012-08-15 2014-02-19 中国科学院理化技术研究所 菲涅尔透镜表面的减反增透涂层及其制备方法
CN103739206A (zh) * 2013-12-31 2014-04-23 浙江工业大学 一种宽波段多层防反射薄膜及其制备方法
CN103881419A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院理化技术研究所 疏水性空心SiO2球形纳米粒子及其制备方法和应用
CN104418509A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 中国科学院理化技术研究所 耐磨及超疏水的宽光谱增透涂层的制备方法
CN104531049A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 广州市白云化工实业有限公司 防污染硅酮耐候密封胶及其制备方法
CN104802488A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 中国科学院过程工程研究所 用于油水分离的具有阶层粗糙结构的超疏水涂层、超疏水材料及其制备方法
CN105023983A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 展晶科技(深圳)有限公司 覆晶式半导体发光元件及其制造方法
CN105565678A (zh) * 2015-10-15 2016-05-11 北京科技大学 一种减反增透的超疏水自清洁SiO2纳米涂层
CN106029556A (zh) * 2014-04-09 2016-10-12 道康宁公司 疏水制品
CN107858046A (zh) * 2017-10-31 2018-03-30 郑州大学 一种具有自清洁和抗菌功能的超疏水涂层及其制备方法
JP2018063419A (ja) * 2016-10-07 2018-04-19 旭硝子株式会社 防眩膜付基体、防眩膜形成用液状組成物及び防眩膜付基体の製造方法
CN108165057A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种疏水隔热涂料
CN110606670A (zh) * 2019-09-20 2019-12-24 浙江师范大学 一种宽光谱抗反射超疏水光伏玻璃的制备方法
CN111405778A (zh) * 2020-02-25 2020-07-10 江苏理工学院 一种超疏水涂层防水电路板及其制备方法
CN112408809A (zh) * 2020-11-18 2021-02-26 浙江水晶光电科技股份有限公司 覆膜玻璃及其制备方法和应用
CN116675354A (zh) * 2022-10-28 2023-09-01 浙江净昕新材料科技有限公司 一种水摩擦极化方法、器件及其阻垢除垢效能

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171457B1 (en) * 1997-06-25 2001-01-09 Lg Electronics, Inc. Method of fabricating low resistance, anti-reflection CRT
JP2008040171A (ja) * 2006-08-07 2008-02-21 Pentax Corp セルフクリーニング効果を有する反射防止膜を設けた光学素子及びその製造方法
CN101538124A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 中国科学院理化技术研究所 超亲水的自清洁SiO2防雾涂层及其制备方法
CN101544476A (zh) * 2008-03-28 2009-09-30 皮尔金顿集团有限公司 超疏水性透明涂层及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171457B1 (en) * 1997-06-25 2001-01-09 Lg Electronics, Inc. Method of fabricating low resistance, anti-reflection CRT
JP2008040171A (ja) * 2006-08-07 2008-02-21 Pentax Corp セルフクリーニング効果を有する反射防止膜を設けた光学素子及びその製造方法
CN101538124A (zh) * 2008-03-17 2009-09-23 中国科学院理化技术研究所 超亲水的自清洁SiO2防雾涂层及其制备方法
CN101544476A (zh) * 2008-03-28 2009-09-30 皮尔金顿集团有限公司 超疏水性透明涂层及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《J. Phys. Chem. C》 20081211 Xiangmei Liu,etl Superhydrophilic and Antireflective Properties of Silica Nanoparticle Coatings Fabricated via Layer-by-Layer Assembly and Postcalcination 第148-152页 2,8-10 , *
XIANGMEI LIU,ETL: "Superhydrophilic and Antireflective Properties of Silica Nanoparticle Coatings Fabricated via Layer-by-Layer Assembly and Postcalcination", 《J. PHYS. CHEM. C》 *

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102584028A (zh) * 2012-02-01 2012-07-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种改性纳米SiO2溶胶、其制备方法及其在汽车玻璃上的使用方法
CN102584028B (zh) * 2012-02-01 2014-10-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种改性纳米SiO2溶胶、其制备方法及其在汽车玻璃上的使用方法
CN103288358A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 中国科学院理化技术研究所 超亲水自清洁防雾的减反增透涂层及其制备方法
CN103374140A (zh) * 2012-04-25 2013-10-30 深圳富泰宏精密工业有限公司 壳体及其制备方法
CN102815052B (zh) * 2012-06-29 2016-08-24 法国圣戈班玻璃公司 超疏水减反基板及其制作方法
CN102815052A (zh) * 2012-06-29 2012-12-12 法国圣戈班玻璃公司 超疏水减反基板及其制作方法
CN103592701A (zh) * 2012-08-15 2014-02-19 中国科学院理化技术研究所 菲涅尔透镜表面的减反增透涂层及其制备方法
CN103592701B (zh) * 2012-08-15 2015-03-18 中国科学院理化技术研究所 菲涅尔透镜表面的减反增透涂层及其制备方法
CN102998723A (zh) * 2012-11-29 2013-03-27 法国圣戈班玻璃公司 减反光学组件及制造方法
CN103881419A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院理化技术研究所 疏水性空心SiO2球形纳米粒子及其制备方法和应用
CN103881419B (zh) * 2012-12-21 2015-06-17 中国科学院理化技术研究所 疏水性空心SiO2球形纳米粒子及其制备方法和应用
CN104418509B (zh) * 2013-08-30 2016-08-10 中国科学院理化技术研究所 耐磨及超疏水的宽光谱增透涂层的制备方法
CN104418509A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 中国科学院理化技术研究所 耐磨及超疏水的宽光谱增透涂层的制备方法
CN103499910A (zh) * 2013-09-23 2014-01-08 天津华宁电子有限公司 一种矿用投影仪免清洗显示幕布及其安装方法
CN103499910B (zh) * 2013-09-23 2015-07-08 天津华宁电子有限公司 一种矿用投影仪免清洗显示幕布及其安装方法
CN103553359B (zh) * 2013-10-23 2015-11-18 傅逸承 以烟灰为模板廉价构建透明超疏水自清洁纳米涂层的方法
CN103553359A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 傅逸承 以烟灰为模板廉价构建透明超疏水自清洁纳米涂层的方法
CN103739206A (zh) * 2013-12-31 2014-04-23 浙江工业大学 一种宽波段多层防反射薄膜及其制备方法
CN104802488A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 中国科学院过程工程研究所 用于油水分离的具有阶层粗糙结构的超疏水涂层、超疏水材料及其制备方法
TWI664077B (zh) * 2014-04-09 2019-07-01 美商陶氏有機矽公司 疏水物件
CN106029556B (zh) * 2014-04-09 2019-06-18 美国陶氏有机硅公司 疏水制品
KR102301276B1 (ko) 2014-04-09 2021-09-14 다우 실리콘즈 코포레이션 소수성 용품
CN106029556A (zh) * 2014-04-09 2016-10-12 道康宁公司 疏水制品
KR20160144372A (ko) * 2014-04-09 2016-12-16 다우 코닝 코포레이션 소수성 용품
US10358561B2 (en) 2014-04-09 2019-07-23 Dow Silicones Corporation Hydrophobic article
US9680059B2 (en) 2014-04-24 2017-06-13 Advanced Optoelectronic Technology, Inc. Flip chip light emitting diode and method for manufacturing the same
CN105023983A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 展晶科技(深圳)有限公司 覆晶式半导体发光元件及其制造方法
CN104531049B (zh) * 2014-12-24 2017-04-19 广州市白云化工实业有限公司 防污染硅酮耐候密封胶及其制备方法
CN104531049A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 广州市白云化工实业有限公司 防污染硅酮耐候密封胶及其制备方法
CN105565678B (zh) * 2015-10-15 2018-04-24 北京科技大学 一种减反增透的超疏水自清洁SiO2纳米涂层
CN105565678A (zh) * 2015-10-15 2016-05-11 北京科技大学 一种减反增透的超疏水自清洁SiO2纳米涂层
JP2018063419A (ja) * 2016-10-07 2018-04-19 旭硝子株式会社 防眩膜付基体、防眩膜形成用液状組成物及び防眩膜付基体の製造方法
CN107858046A (zh) * 2017-10-31 2018-03-30 郑州大学 一种具有自清洁和抗菌功能的超疏水涂层及其制备方法
CN108165057A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 一种疏水隔热涂料
CN110606670A (zh) * 2019-09-20 2019-12-24 浙江师范大学 一种宽光谱抗反射超疏水光伏玻璃的制备方法
CN111405778A (zh) * 2020-02-25 2020-07-10 江苏理工学院 一种超疏水涂层防水电路板及其制备方法
CN112408809A (zh) * 2020-11-18 2021-02-26 浙江水晶光电科技股份有限公司 覆膜玻璃及其制备方法和应用
CN116675354A (zh) * 2022-10-28 2023-09-01 浙江净昕新材料科技有限公司 一种水摩擦极化方法、器件及其阻垢除垢效能
CN116675354B (zh) * 2022-10-28 2024-04-09 浙江净昕新材料科技有限公司 一种水摩擦极化方法、器件及其阻垢除垢效能

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