CN103865390A - 疏水镀膜液及其所制备的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种疏水镀膜液及其所制备的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺，该疏水镀膜液包括有氟硅氧烷100质量份、全氟聚醚0.1～0.5质量份、蒸馏水或去离子水1～20质量份、醇10～50质量份以及无机酸0.1～2质量份；该镀膜层的生产工艺，包括如下步骤：首先将基材进行清洗，清洗后在基材的表面上进行羟基化处理；b、将疏水镀膜液倒入喷镀设备中，并将羟基化后的基材放入喷镀设备中进行喷镀作业；c、将喷镀后的基材放入烘烤箱中进行烘烤；烘烤温度为150℃；烘烤时间为30分钟。d、最后，将烘烤后的基材取出冷却10分钟即得具有抗污抗指纹镀膜层的基材。该镀膜层具有良好的抗污抗指纹性能且具有良好的超疏水性能和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜领域技术，尤其是指一种疏水镀膜液及其所制备的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺。
背景技术
抗污、抗指纹膜层的功能即是降低物体表面的表面能（如玻璃或金属表面），形成一种超疏水特性的膜层。改变物体表面能的两种方法，一种是物理性表面粗糙改质法：根据自洁理论，表面为结构越粗糙，可产生越优良的疏水自洁效果，但粗糙的表面会造成可见光的严重散射，使涂层呈现非透明状态，并使机械物性如接着、抗磨等效果下降，此方法于目前保护玻璃产业并不适用；另一种方法是加入氟官能团的基团至高分子链上，伴随着烷基上氢原子被氟原子取代数目的增加，其表面能亦随着下降，物质表面可构成最低表面能与最高水滴触角的材料，是以-CF3形成的六方最密堆积之分子薄膜，其接触角可以达到120°，所有平坦表面结构的材料与水的接触角不会超过120°，因此一般含氟的高分子具有优越的疏水特性，只是这些含氟高分子与基材之间的范德华力很微弱，将会造成与基材的附着力不佳而无法直接涂覆于基材上。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种疏水镀膜液以及由该疏水镀膜液所制备的具有抗污抗指纹的镀膜层及其生产工艺，该镀膜层具有良好的抗污抗指纹性能且具有良好的超疏水性能和耐磨性能。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种疏水镀膜液，包括有：氟硅氧烷100质量份、全氟聚醚0.1～0.5质量份、蒸馏水或去离子水1～20质量份、醇10～50质量份以及无机酸0.1～2质量份。
所述氟硅氧烷的化学结构式为CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3 ；该氟硅氧烷由含有全氟丁基醚的组合物及硅氧烷相互反应而成，该全氟丁基醚组合物为聚九氟丁基醚组合物。该CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3 中的- OCH3为可水解的烷氧基。
所述全氟聚醚的化学结构式为CF3-O-(CF2-O-CF2-CF2-O)n-CF3 。该全氟聚醚能够和硅氧烷相互反应。
所述醇为甲醇或乙醇中的一种或两种。
所述无机酸为盐酸或硫酸或硝酸中的一种或几种。该无机酸对镀膜层的形成具有催化促进作用。
一种应用前述疏水镀膜液制备的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺，包括如下步骤：
a、首先将需要进行抗污抗指纹镀膜的基材进行清洗，清洗后在基材的表面上进行羟基化处理；经处理后的基材表面形成有羟基（-OH）；
b、将疏水镀膜液倒入喷镀设备中，并将羟基化后的基材放入喷镀设备中进行喷镀作业；在疏水镀膜液中CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3中的烷氧基(-OCH3)水解生成羟基（-OH）；
c、将喷镀后的基材放入烘烤箱中进行烘烤；烘烤温度为150℃；烘烤时间为30分钟。前述氟硅氧烷水解后的产生的羟基在该烘烤过程中易于与基材表面上的羟基反应失去一个水分子（H2O），将氟硅氧烷牢牢与基材相结合；即所形成的镀膜层很好的附着于基材上。此时全氟聚醚通过一系列的反应后也能够有效的附着于基材上。
d、最后，将烘烤后的基材取出冷却10分钟即得具有抗污抗指纹镀膜层的基材。
所述基材为玻璃。
所述喷镀设备为大气奈米喷镀设备。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，本发明通过采用疏水镀膜液中的氟硅氧烷、全氟聚醚、蒸馏水或去离子水、醇以及无机酸在大气奈米喷镀设备中对经羟基化处理过的基材进行常压喷镀后进行烘烤，该疏水镀膜液经过一系列的反应并与基材上的羟基进行反应，使得由该疏水镀膜液所形成的镀膜层能够很好的附着于基材上，大大提高了镀膜层的附着力；同时本产品选用氟硅氧烷和全氟聚醚作为原料，其含有以-CF3集团其形成的六方最密堆积之分子薄膜，其接触角可以达到120°，由本发明疏水镀膜液所形成的平坦表面结构镀膜层与水的接触角为大于或等于110°，具有良好的疏水性能，即具有良好的抗污及抗指纹性能。
具体实施方式
一种疏水镀膜液，包括有：氟硅氧烷100质量份、全氟聚醚0.1～0.5质量份、蒸馏水或去离子水1～20质量份、醇10～50质量份以及无机酸0.1～2质量份。所述氟硅氧烷的化学结构式为CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3 ；所述全氟聚醚的化学结构式为CF3-O-(CF2-O-CF2-CF2-O)n-CF3 ；所述醇为甲醇；所述无机酸为盐酸。
对此，本发明人做了大量的实验，疏水镀膜液各组分含量的具体实验数据如下表所示：
| 氟硅氧烷 | 全氟聚醚 | 去离子水 | 甲醇 | 盐酸 | |
| 实施例1 | 100质量份 | 0.1质量份 | 1质量份 | 10质量份 | 0.1质量份 |
| 实施例2 | 100质量份 | 0.2质量份 | 5质量份 | 20质量份 | 0.5质量份 |
| 实施例3 | 100质量份 | 0.3质量份 | 10质量份 | 30质量份 | 1.0质量份 |
| 实施例4 | 100质量份 | 0.4质量份 | 15质量份 | 40质量份 | 1.5质量份 |
| 实施例5 | 100质量份 | 0.5质量份 | 20质量份 | 50质量份 | 2.0质量份 |
一种应用上述实施例1至5所配制成的疏水镀膜液制备抗污抗指纹镀膜层，包括如下步骤：
a、首先将玻璃片材进行清洗，清洗后在玻璃片材的表面上进行羟基化处理；经处理后的玻璃片材表面形成有羟基（-OH）；
b、将疏水镀膜液倒入大气奈米喷镀设备中，并将羟基化后的玻璃片材放入大气奈米喷镀设备中进行喷镀作业；在疏水镀膜液中氟硅氧烷CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3中3个烷氧基(-OCH3)有一个水解生成羟基（-OH）；
c、将喷镀后的玻璃片材放入烘烤箱中进行烘烤；烘烤温度为150℃；烘烤时间为30分钟。前述氟硅氧烷水解后的产生的羟基在该烘烤过程中易于与玻璃片材表面上的羟基反应失去一个水分子（H2O），将氟硅氧烷牢牢与玻璃片材相结合；即所形成的镀膜层很好的附着于玻璃片材上。此时全氟聚醚通过一系列的反应后也能够有效的附着于玻璃片材上。
d、最后，将烘烤后的附着有镀膜层的玻璃片材取出冷却10分钟即得具有抗污抗指纹镀膜层的玻璃片材。
经检测，由上述实施例1至实施例5所制得的具有抗污抗指纹镀膜层的玻璃片材，对该玻璃片材上的镀膜层进行相应的测试实验；
实验条件如下：
1、耐橡皮擦摩擦试验：用1000g的力，在镀膜面往返摩擦1500次，摩擦行程40mm，速度:40mm/min。
2、耐钢丝绒试验：用1000g的力，在镀膜面往返摩擦1500次，摩擦行程40mm，速度:40mm/min。
3、耐酒精试验：用橡皮擦蘸满无水酒精（浓度在99.5%）施加500g荷重，摩擦距离20mm，40次/Min，在镀膜面反复摩擦250回。
4、动摩擦系数：在砝码下部粘上面积与砝码等大的RCA专用摩擦纸张。将砝码放在测试屏幕玻璃上，玻璃下方与治具用双面胶粘在一起，试验速度选择100mm/min，砝码重量选用200g，测试长度为35mm。
测试实验结果如下表所示：（判定标准：试验前接触角115°±5°耐磨性试验后接触角变化在15°内； 摩擦系数要求＜0.05）。
由实验数据可以看出，由该疏水镀膜液所制备的镀膜层具有良好的疏水性能和耐摩擦性能。
该镀膜层生产工艺还可广泛应用于手机或平板计算机触控屏幕保护玻璃、防污且抗指纹的光学镜头/镜片、挤胶头防沾黏、防污且防尘的太阳能电池保护玻璃、键盘防污和抗菌处理、若干模具防沾黏功能、大楼帷幕的抗污防尘玻璃等任何需要抗污、防尘、易洁、超疏水性功能的玻璃或金属材料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种疏水镀膜液，其特征在于：包括有
氟硅氧烷 100质量份；
全氟聚醚 0.1～0.5质量份；
蒸馏水或去离子水 1～20质量份；
醇 10～50质量份；
无机酸 0.1～2质量份。
2.根据权利要求1所述疏水镀膜液，其特征在于：所述氟硅氧烷的化学结构式为CF3-CF2-CF2-CF2-CF2-O-Si-(OCH3)3 。
3.根据权利要求1所述疏水镀膜液，其特征在于：所述全氟聚醚的化学结构式为CF3-O-(CF2-O-CF2-CF2-O)n-CF3 。
4.根据权利要求1所述疏水镀膜液，其特征在于：所述醇为甲醇或乙醇中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述疏水镀膜液，其特征在于：所述无机酸为盐酸或硫酸或硝酸中的一种或几种。
6.一种应用如权利要求1所述疏水镀膜液制备的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤，
a、首先将需要进行抗污抗指纹镀膜的基材进行清洗，清洗后在基材的表面上进行羟基化处理；经处理后的基材表面形成有羟基；
b、将疏水镀膜液倒入喷镀设备中，并将羟基化后的基材放入喷镀设备中进行喷镀作业；
c、将喷镀后的基材放入烘烤箱中进行烘烤；烘烤温度为150℃；烘烤时间为30分钟；
d、最后，将烘烤后的基材取出冷却10分钟即得具有抗污抗指纹镀膜层的基材。
7.根据权利要求6所述的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺，其特征在于：所述基材为玻璃。
8.根据权利要求6所述的抗污抗指纹镀膜层的生产工艺，其特征在于：所述喷镀设备采用大气奈米喷镀设备。
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