CN103936295B - 一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 - Google Patents
一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103936295B CN103936295B CN201410185565.1A CN201410185565A CN103936295B CN 103936295 B CN103936295 B CN 103936295B CN 201410185565 A CN201410185565 A CN 201410185565A CN 103936295 B CN103936295 B CN 103936295B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface layer
- glass surface
- fluorine
- glass
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 claims description 17
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 17
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- HJIMAFKWSKZMBK-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F HJIMAFKWSKZMBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 15
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 13
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 13
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 2
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001621 bismuth Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000005348 self-cleaning glass Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法，本发明属于新型材料领域，特别属于自清洁光学材料领域。本发明先通过NH4F/HF刻蚀液刻蚀玻璃本体表面，获得表面双级微纳结构中的下层亚微米粗糙结构；然后在碱性条件下，通过纳米SiO2与含氟硅烷一锅法生成含氟杂化SiO2纳米溶胶涂层液，一步浸涂构建成具有悬垂结构的氟化双级粗糙玻璃表面层。由于双级粗糙结构的下层亚微米结构是直接由玻璃本体构建而成，然后键合一层含氟杂化SiO2纳米结构，从而避免了现有技术的双层疏松结构，大大提高了表面层的机械强度，得到了稳定性高、耐用性强的玻璃表面，且工艺简单，不需要复杂的设备，易于操作，成本低廉，具有很高的工业化价值。
Description
技术领域
一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法,本发明属于新型材料领域，特别属于自清洁光学材料领域。具体涉及无机纳米材料的制备、光学涂层膜的制备、表面处理技术领域。
背景技术
以荷叶为代表的表面自清洁效应，被称为“荷叶效应”，是由粗糙表面上的微米-纳米复合结构的乳突以及表面疏水的蜡状物质共同作用导致的。这些自清洁表面具有很好的超疏水性，以及较强的抗污染能力，即表面污染物如灰尘等可以被滚落的水滴带走而不留下任何痕迹。自清洁涂层具有节水、节能、环保等优势，越来越受到人们的广泛关注，是目前材料学科研究的热点之一。
表面润湿性一般用接触角来描述，对于一个给定的系统，有两个基本的方法来增大接触角，提高表面的疏液性（既疏水又疏油）。一是通过改变表面化学来降低表面自由能，通常称之为化学修饰的方法；另一种就是增大表面粗糙度从而增大表面能，称之为几何方法。为了得到超疏液表面，通常结合表面化学修饰和表面粗糙度增强的方法。对于化学方法来说，氟是最有效的降低表面自由能的元素，因此，常用氟聚合物修饰来获得高性能的疏液膜和涂层；然而，现有技术多数基材和氟基疏水涂层之间仅为物理吸附，结合力非常弱；另一方面，通过构建合适的表面粗糙度也能够改变接触角，提高表面的疏液性。表面粗糙度的增加可增大表面积，从而增大表观表面自由能，根据杨氏方程，为了平衡固体基材和液滴之间增大的表面能，接触角必须相应地增大。虽然表面粗糙度越大，疏水性能越好，但是粗糙度越大，表面反射越强，导致透光率降低。因此控制表面粗糙度，以平衡透光率与粗糙度这两个相互竞争的因素，制备超双疏抗反射涂层是个技术难题。目前的文献报道主要集中于超疏水涂层，少量涉及超疏水透明涂层或超疏水超疏油涂层，这些人工构建的双（多）重微纳复合粗糙层次结构在提高涂层表面疏水疏油性能的同时，有的降低了透光率；有些工艺复杂、设备昂贵，操作条件苛刻；有的由于基材和微纳复合粗糙结构之间及微纳复合粗糙结构内部结合力多为物理吸附，因而结合力弱，机械性能差，耐用性不够，性能不稳定，更有甚者容易脱落，难以在恶劣环境中使用，使其实用价值大打折扣。
抗反射超双疏玻璃表面层，具有防霜、防雾、抗污染、抑菌的自清洁性能，且兼具优良的透光性，可在恶劣的环境中有效地保护光学元件、光电子元件、太阳能电池和激光系统的性能不受环境的影响，大大拓宽这些设备的使用范围，保证使用可靠性和延长使用寿命，从而大幅度地提高这些设备的实用价值。因此构建具有抗反射超双疏性能的，高机械强度、高稳定性、耐用性强的玻璃表面层，是个亟待解决的技术问题，具有重要的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法，工艺简单、成本低，使所得玻璃表面层具有超疏水超疏油自清洁性能的同时兼有优良的透光率和高机械强度，实现稳定性高、耐用性强、具有实际应用价值的自清洁玻璃表面层，可在恶劣的环境中有效地保护光学元件、光电子元件、太阳能电池和激光系统的性能不受环境的影响，大大拓宽这些设备的使用范围，保证其使用可靠性和延长其使用寿命，从而大幅度地提高这些设备的实用价值。
本发明的技术方案：一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法，可通过以下技术方案实现：先通过NH4F/HF刻蚀液刻蚀玻璃本体表面，以获得超疏液表面层所需的双级微纳结构中的下层亚微米粗糙结构，然后通过纳米SiO2与含氟硅烷在碱性条件下，一锅法生成含氟杂化SiO2纳米溶胶涂层液，一步浸涂直接构建成具有悬垂结构的氟化双级粗糙玻璃表面层，可有效地阻止液体进入表面下层的孔隙中，使空气滞留在孔隙中，形成固体与空气组成的复合表面，大大提高表面层的疏液能力和抗反射能力。
一种抗反射超双疏玻璃表面层的制备方法，具体包括如下步骤：
亚微米级粗糙玻璃表面的制备：玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀30～60min，NH4F/HF刻蚀液的配比：氢氟酸(mL):水(mL):氟化铵（g）为0.1～0.15:1:0.5～0.6对清洁玻璃表面进行刻蚀，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；
组装含氟杂化SiO2纳米涂层：4～6g纳米SiO2，分散于100mL无水乙醇中，超声30～60min，按SiO2:含氟硅烷摩尔比为17:1加入含氟硅烷，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后按体积比无水乙醇:浓氨水（25wt%）为20～30:1滴加浓氨水，室温搅拌1～2h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1～2h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。
所述含氟硅烷优选为：1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)或1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3)。
所述纳米SiO2优选为：亲水性气相SiO2。
所述亲水性气相纳米SiO2优选为：国产亲水性气相SiO2：Y150、Y200、Y300或Y380。
一种根据上述制备方法制备得到的抗反射超双疏玻璃表面层。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明先通过NH4F/HF刻蚀液刻蚀玻璃本体表面，以获得超疏水超疏油所需的表面双级微纳结构中的下层亚微米粗糙结构，然后通过纳米SiO2与含氟硅烷在碱性条件下，一锅法生成含氟杂化SiO2纳米溶胶涂层液，一步浸涂直接构建成具有悬垂结构的氟化双级粗糙玻璃表面层，省去了现有技术中通常采用的后期氟化修饰以降低表面自由能的步骤，在保证表面层超疏液抗反射优良性能的同时，有效简化了工艺步骤。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角≥154°，滚动角≤10°；葵花籽油的接触角≥150°，滚动角≤10°，测试液均为5μL；平均透光率＞92%，峰值透光率最大可达98.1%。另外，由于超双疏所需的微纳结构的下层亚微米结构是直接由玻璃本体构建而成，然后化学键合一层纳米结构，从而避免了现有技术的双层疏松结构，大大提高了表面层的机械强度，得到了稳定性高、耐用性强的玻璃表面层，且操作工艺简单，易于工业化。这种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法都属于首创性的工作。
附图说明
图1为本发明实施例2所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（1）和葵花籽油接触角（2）。
图2为本发明实施例3所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（1）和葵花籽油接触角（2）。
图3为本发明实施例2所得抗反射超双疏玻璃表面层的透光率-波长图，其中1为抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
图4为本发明实施例4所得抗反射超双疏玻璃表面层的透光率-波长图，其中1为抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
图5为本发明实施例6所得抗反射超双疏玻璃表面层的透光率-波长图，其中1为抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的范围不限于此。
实施例1
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀30min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1mL氢氟酸、10mL水和5g氟化铵混合而成；4g亲水性气相纳米SiO2(Y150)，分散于100mL无水乙醇中，超声30min，加入0.0039mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加5mL浓氨水（25wt%），室温搅拌1h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：155°，滚动角为8°；葵花籽油接触角（5μL）为：152°，滚动角为：7°；平均透光率大于92%，峰值透光率为97.3%。
实施例2
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀40min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1.2mL氢氟酸、10mL水和5.5g氟化铵混合而成；5g亲水性气相纳米SiO2(Y200)，分散于100mL无水乙醇中，超声40min，加入0.0049mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加4.2mL浓氨水（25wt%），室温搅拌2h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理2h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：157°，滚动角为9°；葵花籽油接触角（5μL）为：152°，滚动角为：8°；平均透光率大于92%，峰值透光率为98.1%。所得抗反射超双疏玻璃表面层的接触角图见图1，1为水接触角，2为葵花籽油接触角；透光率-波长图见图3，其中1为抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
实施例3
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀50min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1.4mL氢氟酸、10mL水和6g氟化铵混合而成；6g亲水性气相纳米SiO2(Y300)，分散于100mL无水乙醇中，超声50min，加入0.0059mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加3.57mL浓氨水（25wt%），室温搅拌1h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：154°，滚动角为10°；葵花籽油接触角（5μL）为：150°，滚动角为：8°；平均透光率大于92%，峰值透光率为97.7%。所得抗反射超双疏玻璃表面层的接触角图见图2，1为水接触角，2为葵花籽油接触角。
实施例4
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀60min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1.5mL氢氟酸、10mL水和6g氟化铵混合而成；6g亲水性气相纳米SiO2(Y380)，分散于100mL无水乙醇中，超声60min，加入0.0059mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加3.33mL浓氨水（25wt%），室温搅拌2h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：156°，滚动角为5°；葵花籽油接触角（5μL）为：153°，滚动角为：9°；平均透光率大于92%，峰值透光率为96.9%。所得抗反射超双疏玻璃表面层的透光率-波长图见图4，其中1为所述抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
实施例5
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀30min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1.3mL氢氟酸、10mL水和5.5g氟化铵混合而成；4g亲水性气相纳米SiO2(Y380)，分散于100mL无水乙醇中，超声40min，加入0.0039mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加5mL浓氨水（25wt%），室温搅拌2h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：155°，滚动角为8°；葵花籽油接触角（5μL）为：152°，滚动角为：7°；平均透光率大于92%，峰值透光率为97.5%。
实施例6
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的制备。玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀60min，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；NH4F/HF刻蚀液由1.2mL氢氟酸、10mL水和6g氟化铵混合而成；4g亲水性气相纳米SiO2(Y300)，分散于100mL无水乙醇中，超声30min，加入0.0039mol的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后滴加3.55mL浓氨水（25wt%），室温搅拌1h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理2h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。所得抗反射超双疏玻璃表面层的水接触角（5μL）为：154°，滚动角为6°；葵花籽油接触角（5μL）为：151°，滚动角为：10°；平均透光率大于92%，峰值透光率为97.7%。所得抗反射超双疏玻璃表面层的透光率-波长图见图5，其中1为所述抗反射超双疏玻璃表面层，2为玻璃基底。
实施例7
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的硬度和附着力测试。按照标准ASTMD3363-05和D3359-09规范操作方法，采用铅笔硬度法和划格试验法分别测试表面层的硬度及附着力，结果见表1。
表1
实施例8
本实施例为抗反射超双疏玻璃表面层的耐候性测试，包括抗高温抗水汽能力测试和抗油污染能力测试。抗高温抗水汽能力测试：将所得抗反射超双疏玻璃表面层置于湿度90%、温度50℃的人工气候箱中，一周后测试该表面层的葵花籽油和水接触角的变化以表征其抗高温抗水汽的能力，测试液均为5μL；抗油污染能力测试：将一定量的二甲基硅油置于10～3Pa的真空系统中，硅油在真空中挥发形成含油气氛，然后将所得抗反射超双疏玻璃表面层置于该系统中，一周后测试该表面层的葵花籽油和水接触角的变化以表征其抗油污染能力，测试液均为5μL，结果见表2。
表2
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种抗反射超双疏玻璃表面层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）亚微米级粗糙玻璃表面的制备：玻璃基底分别在去离子水和无水乙醇中超声20min，得清洁玻璃基底；将清洁玻璃基底在NH4F/HF刻蚀液中刻蚀30～60min，NH4F/HF刻蚀液的配比：氢氟酸mL:水mL:氟化铵g为0.1～0.15:1:0.5～0.6对清洁玻璃表面进行刻蚀，水洗，室温鼓风干燥，得亚微米级粗糙玻璃表面；
（2）组装含氟杂化SiO2纳米涂层：4～6g纳米SiO2，分散于100mL无水乙醇中，超声30～60min，按SiO2:含氟硅烷摩尔比为17:1加入含氟硅烷，搅拌均匀，得混合硅烷溶液；然后按体积比无水乙醇:25wt%浓氨水为20～30:1滴加浓氨水，浓氨水浓度为25wt%，室温搅拌1～2h，放置老化48h，得含氟杂化SiO2纳米涂层液；将所得亚微米级粗糙玻璃表面以50mm/min的速度浸入含氟杂化SiO2纳米涂层液中，停留15min，然后以200mm/min的速度匀速提拉镀膜，将制备的膜片在50℃的干燥箱中干燥1h后，在110℃下热处理1～2h，得所述抗反射超双疏玻璃表面层。
2.根据权利要求1所述的一种抗反射超双疏玻璃表面层的制备方法，其特征在于所述含氟硅烷为：1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3)或1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3)。
3.根据权利要求1所述的一种抗反射超双疏玻璃表面层的制备方法，其特征在于所述的纳米SiO2为亲水性气相SiO2。
4.根据权利要求3所述的一种抗反射超双疏玻璃表面层的制备方法，其特征在于所述的亲水性气相SiO2为：国产亲水性气相SiO2：Y150、Y200、Y300或Y380。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410185565.1A CN103936295B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410185565.1A CN103936295B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103936295A CN103936295A (zh) | 2014-07-23 |
| CN103936295B true CN103936295B (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=51184218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410185565.1A Expired - Fee Related CN103936295B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103936295B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019143241A1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Technische Universiteit Delft | Nano-textured sio2 layer as anti-reflection surface for high- efficient light in-coupling in solar cells |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105317422A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-02-10 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 井下可视探查设备及井下可视探查方法 |
| WO2017178168A1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | Agc Glass Europe | Heat treatable antireflective glass substrate and method for manufacturing the same |
| WO2018123126A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 三菱マテリアル電子化成株式会社 | 膜形成用液組成物及びその製造方法 |
| CN109174811B (zh) * | 2018-10-15 | 2021-01-22 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种加强硼硅玻璃与丙烯酸uv胶附着力的清洗工艺 |
| CN109650731A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-19 | 浙江大学自贡创新中心 | 一种自清洁玻璃涂层的制备方法 |
| CN109880524A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-14 | 浙江大学自贡创新中心 | 一种玻璃涂覆液的制备方法 |
| CN109987854B (zh) * | 2019-04-12 | 2022-05-03 | 东莞市嘉逸光电有限公司 | 一种钢化玻璃的二次强化方法 |
| CN112979175B (zh) * | 2021-02-07 | 2023-04-28 | 兰州理工大学科技园有限公司 | 一种疏水疏油涂层及其制备方法 |
| CN115215554B (zh) * | 2022-07-08 | 2024-10-22 | 河北光兴半导体技术有限公司 | 一种疏水玻璃基材及其制备方法和应用 |
| CN117700120A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-15 | 安徽简星科技有限公司 | 一种在玻璃盖板表面形成防眩光涂层的方法及车载显示屏 |
| CN117700119A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-15 | 安徽简星科技有限公司 | 一种车载显示屏用盖板玻璃上形成防眩抗指纹涂层的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57166337A (en) * | 1981-04-01 | 1982-10-13 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Preparation of glass for preventing reflection |
| CN103626403B (zh) * | 2012-08-27 | 2015-08-26 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种透明超双疏涂层的制备方法 |
| CN103304145A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-18 | 苏州安洁科技股份有限公司 | 一种处理玻璃板表面微结构的加工方法 |
-
2014
- 2014-05-04 CN CN201410185565.1A patent/CN103936295B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019143241A1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Technische Universiteit Delft | Nano-textured sio2 layer as anti-reflection surface for high- efficient light in-coupling in solar cells |
| NL2020296B1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-29 | Univ Delft Tech | Nano-textured SiO2 layer as anti-reflection surface for high-efficient light in-coupling in solar cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103936295A (zh) | 2014-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103936295B (zh) | 一种抗反射超双疏玻璃表面层及其制备方法 | |
| CN103965673B (zh) | 一种超疏水超疏油高透光率三重功能涂层膜的制备方法 | |
| CN103951278B (zh) | 一种超疏水超疏油增透玻璃表面层及其制备方法 | |
| CN105694711B (zh) | 一种超光滑自洁涂层及其制备方法 | |
| CN103951279B (zh) | 一种疏水疏油二氧化硅基透光涂层膜及其制备方法 | |
| CN103936297B (zh) | 一种超双疏增透玻璃表面层及其制备方法 | |
| CN103951276B (zh) | 一种自清洁增透膜及其制备方法 | |
| CN102649623B (zh) | 增透的超亲水自清洁防雾玻璃及其制备方法 | |
| CN103951277B (zh) | 一种超疏液抗反射玻璃表面层及其制备方法 | |
| CN104448960A (zh) | 纳米二氧化钛/氧化锌超疏水复合涂层的制备方法 | |
| CN101434709A (zh) | 一种硅橡胶表面疏水性涂层的制备方法 | |
| CN113754308B (zh) | 一种超双疏防污透明涂层的制备方法 | |
| CN108752988A (zh) | 一种超疏水硅溶胶及超疏水涂层的制备方法 | |
| CN105419627A (zh) | 一种超疏油涂层及其制备方法 | |
| CN103224719A (zh) | 一种用于超疏水涂层的氟硅材料及其制备方法、应用方法 | |
| CN108299869A (zh) | 高强度超疏水自清洁涂层和高强度减反增透超疏水自清洁涂层以及它们的制备方法 | |
| CN104497853A (zh) | 聚二甲基硅氧烷/氧化锌超疏水复合涂层的制备方法 | |
| CN105130206B (zh) | 一种超疏水自清洁玻璃的制备方法 | |
| CN109704347B (zh) | 一种二氧化硅空心球纳米复合材料及制备和应用 | |
| KR101401754B1 (ko) | 초발수성 코팅용액 조성물 및 코팅 조성물의 제조방법 | |
| CN105039953A (zh) | 蛋白质自组装构筑超疏水表面的方法 | |
| CN114773921A (zh) | 一种在复杂造型基材上超快速制备稳定超疏水表面的方法 | |
| CN101190435A (zh) | 在硅表面上制备超疏水性薄膜的方法 | |
| CN103508681B (zh) | 超亲水增透涂层的制备方法及超亲水增透涂层 | |
| WO2019080287A1 (zh) | 一种透明疏水耐磨涂层及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151202 Termination date: 20160504 |