CN104261695B - 一种透明超疏水氧化锌涂层的制备方法 - Google Patents

一种透明超疏水氧化锌涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在玻璃基底上制备透明超疏水氧化锌涂层的方法，包括以下步骤：a.基底的预处理；b.氧化锌溶胶的制备；c.氧化锌涂层的制备；d.氧化锌涂层的表面改性。与现有的技术相比，本发明的有益结果为：设备工艺简单，成本低廉，反应条件温和，有利于工业大规模生产。通过本方法制备的透明超疏水氧化锌涂层，具有优异的疏水性和透明性：接触角大于160°，滚动角小于8°，水滴可在涂层上面自由滚动，具有较好自清洁性能；透光率接近90％，与空白玻璃相近，具有良好的可见光透过性。本发明中使用的表面改性剂是烷基硅烷偶联剂，而非含氟化合物，成本低廉，对环境的污染较小，改性后的涂层较稳定。

Description

一种透明超疏水氧化锌涂层的制备方法
技术领域
本发明属于功能涂层制备技术领域，特别涉及一种在玻璃基底上制备透明超疏水氧化锌涂层的方法。
背景技术
超疏水表面是指水接触角大于150°，滚动角小于10°的表面。水珠在表面呈球形，在自身重力或者稍加外力作用下，水珠即可滚落表面。近年来，超疏水涂层因其广泛的应用前景受到越来越多的关注。如超疏水涂层用于室外天线或者卫星接收天线上，可以避免由于积雪造成的通讯信号中断；用于日常生活用品表面，可以达到抗菌自清洁的效果；用于远洋游轮外壳涂层，可以达到防污、防腐的效果；还可以应用于防水防污服饰，石油管道的输送，微量注射器针尖防污染等等。
透明超疏水涂层既具有超疏水自清洁的性能，又能保持材料本身的优良的透明性，具备这种性能的材料可以应用于建筑大厦的外墙玻璃、汽车和飞机挡风玻璃、电子器件的光学玻璃、玻璃窗等。当雨水与玻璃表面接触，水在自身重力作用下快速滚落，同时带走玻璃表面的灰尘等污染物，这种自清洁的功能不仅能减少高层建筑玻璃外墙人工清洁的次数，还可改善行车过程中的视野清晰度，提高雨雪天气的行车安全性，具有重要的潜在应用价值。然而透明超疏水涂层的制备却十分困难，因为要使涂层具有超疏水性，就要求涂层表面具有较大的粗糙度，而较大的粗糙度会导致光散射的增加从而降低涂层的透明性；另一方面，透明涂层则要求涂层中的微粒尺寸小于可见光波长的1/20，平均粗糙度控制在80nm以内。然而当粗糙度过小时，涂层的疏水性也会下降。因此，制备透明超疏水涂层的关键在于控制涂层表面合适的表面结构和粗糙度，使涂层既能满足超疏水所需要的粗糙度，也能满足透明性所需的尺寸范围。
关于透明超疏水涂层的研究一直是热门课题，相关报道也屡见不鲜。常见报道的材料有二氧化硅、二氧化钛和勃姆石氧化铝等，也有少量报道将两种复合形成异质结构或组装成核壳结构，如ZnO/SiO2，ZnO/TiO2等复合。然而以氧化锌单一成分来制备透明超疏水涂层的相关报道并不多见。GuoxingLi等[AppliedSurfaceScience，2008，255，3112-3116]最早报道了通过等离子体辅助热气相淀积法，在玻璃表面通过氩等离子体，激活Zn气相沉积成相互连接的氧化锌纳米带和纳米线，然后经过高温(350°)低压热氧化，在玻璃上均匀覆盖两种纳米结构的氧化锌涂层，该涂层水接触角分别为157°和161°，滚动角小于9°，透光率接近80％；N.L.Tarwal等[AppliedSurfaceScience，2010，256，7451-7456]采用喷雾热解法将不同浓度的氧化锌热解喷涂在玻璃基材上，最佳涂层的水接触角达到154°，透光率可达82％；Jin-HoKim等[JournalofCeramicProcessingResearch，2010，11(2)，259-262]通过晶种水热生长法，在玻璃上沉积阵列的氧化锌纳米棒，通过氟硅烷改性使涂层水接触角达到161°，透光率可达89％。随后，Jae-HoonChoi等[JournalofNanoscienceandNanotechnology，2011，11，5944-5948]也利用晶种水热生长法，在玻璃上沉积阵列氧化锌纳米棒，通过硬脂酸改性后得到超疏水涂层，其水接触角达到150°，透光率为60％；WeitaoJiang等[ThinSolidFilms，2014，562，383-388]也采用此法，通过C4F8修饰在玻璃上得到超疏水氧化锌涂层，该涂层水接触角最高可达167°，滚动角小于5°，透光率接近于空白玻璃；然而，上述报道的方法大多设备复杂，成本较高，反应条件苛刻，对浓度、温度以及反应时间都要较高的要求，透明性也不好，如等离子体辅助气相沉积法和喷雾热解法。而晶种水热生长法制备的涂层与底材的结合力较弱，涂层不耐摩擦，易脱落。到目前为止，还未见有文献采用溶胶-凝胶法并辅助烷基硅烷偶联剂改性来制备透明超疏水氧化锌涂层。
发明内容
本发明的主要目的在于解决目前技术上存在的不足，提供一种简单制备透明超疏水氧化锌涂层的方法，解决当前透明超疏水氧化锌涂层制备过程中，反应条件苛刻，设备复杂，成本较高的问题，所得氧化锌涂层透明性较好。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将玻璃基底浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置15-45min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用；
b.氧化锌溶胶的制备
将二水合醋酸锌和表面活性剂溶于有机溶剂中，超声使其均匀分散，得到醋酸锌分散液，然后缓慢滴加乙醇胺，乙醇胺和醋酸锌的摩尔比为1:1，在60-80℃下反应1-3h，得到氧化锌澄清透明溶胶；
c.氧化锌涂层的制备
将步骤b得到的氧化锌澄清透明溶胶陈化20-30h，通过匀胶机将胶体旋涂到经过预处理的玻璃基底上，然后将基底置于马弗炉中，在400-600℃下煅烧1-3h，得到稳定透明的氧化锌涂层；
d.氧化锌涂层的表面改性
称取改性剂分散于无水乙醇中，超声使其完全溶解，然后将步骤c中的氧化锌涂层浸渍在改性剂的乙醇溶液中4-48h，取出后烘干即可得到透明超疏水的氧化锌涂层。
按上述方案，所述的玻璃基底为普通玻璃，ITO导电玻璃，钢化玻璃和微晶玻璃中的任意一种。
按上述方案，所述的醋酸锌分散液的浓度0.6-1.6mol/L。
按上述方案，所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或者十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)。
按上述方案，所述的表面活性剂与醋酸锌的摩尔比为0.06-0.2：1。
按上述方案，所述的有机溶剂为无水甲醇，无水乙醇，异丙醇，甲苯和氯仿中的任意一种。
按上述方案，所述的旋涂工艺的转速为3000-5000r/min，时间为20-50s。
按上述方案，所述的改性剂为十二烷基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷，十二烷基三乙氧基硅烷，十六烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷中的任意一种。
按上述方案，所述的改性剂乙醇溶液的浓度为5-30mmol/L。
按上述方案，透明超疏水氧化锌涂层的水接触角大于160°，滚动角小于8°，透光率为86％-90％。
按上述方案，步骤d所述烘干温度为80-150℃，干燥时间为0.5-2h。
本发明的机理是：首先二水合醋酸锌在乙醇胺所提供的碱性环境作用下，反应生成氢氧化锌的晶核。表面活性剂通过静电作用力包裹在氢氧化锌晶核周围，使晶核均匀分散，且限制晶核的生长在较小的空间尺度内。然后经过高温热处理使氢氧化锌晶核生长形成粒径均一，分布均匀的氧化锌颗粒，同时也去除了表面活性剂。因此，本发明方法制备的氧化锌涂层具有均一的表面结构以及合适的粗糙度，从而实现其透明性。最后，将涂层浸渍于改性剂乙醇溶液中，改性剂和氧化锌发生化学反应，在涂层表面形成一层长链烷烃，降低了涂层的表面能，最终实现涂层的透明超疏水性能。
与现有的技术相比，本发明的有益结果为：
1.设备工艺简单，成本低廉，反应条件温和，有利于工业大规模生产。
2.通过本方法制备的透明超疏水氧化锌涂层，具有优异的疏水性和透明性：接触角大于160°，滚动角小于8°，水滴可在涂层上面自由滚动，具有较好自清洁性能；透光率接近90％，与空白玻璃相近，具有良好的可见光透过性。
3.本发明中使用的表面改性剂是烷基硅烷偶联剂，而非含氟化合物，成本低廉，对环境的污染较小，改性后的涂层较稳定。
附图说明
图1为水滴在实施例1所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片；
图2为实施例1所得的透明超疏水氧化锌涂层以及空白基底的透过率曲线。
图3为实施例1所得的透明超疏水氧化锌涂层的水接触角照片；
图4为水滴在实施例2所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片；
图5为水滴在实施例3所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片；
图6为水滴在实施例4所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片；
图7为水滴在实施例5所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片；
图8为水滴在实施例6所得的透明超疏水氧化锌涂层上的照片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，列举实施例如下。但本发明并不局限于这些实施例，本技术领域相关人员应了解，所举实施例仅用于帮助理解本发明，不应该视其为对本发明的具体限制，而本发明要求保护的范围也并不局限于实施例列举的范围。
实施例1透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将普通玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置15min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取2.634g二水合醋酸锌和0.4374g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于10mL异丙醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加720μL乙醇胺，使乙醇胺、醋酸锌和表面活性剂的摩尔比为1：1：0.1，70℃搅拌反应2h，得到浓度为1.2mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化24h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的普通玻璃上，旋涂的转速为3000r/min，时间为30s。然后将此玻璃置于马弗炉中，在500℃下煅烧2h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十八烷基三甲氧基硅烷和75mL无水乙醇(v/v＝1:150)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为15.71mmol/L的十八烷基三甲氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌玻璃涂层浸渍在该改性剂溶液中6h，取出置于150℃烘箱中干燥0.5h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为161°，滚动角为5°，透光率为89.2％。
附图1为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。
附图2为采用紫外可见光测量仪(ShimadzuUV-3600)测得本实施例透明超疏水氧化锌涂层的透光率曲线，并与空白玻璃透光率曲线比较。从图中可以看出，涂层的透光率达到了89.2％，且与空白玻璃的透光率曲线几乎重合。
附图3为采用Krüss-DSA100型接触角测量仪测得本实施例透明超疏水氧化锌涂层的水接触角。用5μL水滴测量涂层的接触角和滚动角，接触角越大，滚动角越小，说明涂层的疏水性能越好。经测量得到涂层表面的水接触角为161°，滚动角为5°，为超疏水表面。
实施例2透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将普通玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置20min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取1.317g二水合醋酸锌和0.2187g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于10mL异丙醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加360μL乙醇胺，使乙醇胺,醋酸锌和表面活性剂的摩尔浓度比为1：1：0.1，80℃搅拌条件下反应1h，得到浓度为0.6mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化24h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的普通玻璃上，旋涂的转速为4000r/min，时间为30s。然后将此玻片置于马弗炉中，在400℃下煅烧3h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十六烷基三甲氧基硅烷和250mL无水乙醇(v/v＝1:.500)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为5.13mmol/L的十六烷基三甲氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌玻璃涂层浸浸渍在改性剂溶液中48h，取出置于80℃烘箱中干燥2h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为157°，滚动角为7°，透光率为86.4％。
附图4为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。
实施例3透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将ITO玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置30min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取3.512g二水合醋酸锌和0.583g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于10mL无水乙醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加960μL乙醇胺，使乙醇胺,醋酸锌和表面活性剂的摩尔浓度比为1：1：0.1，70℃搅拌条件下反应1h，得到浓度为1.6mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化20h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的ITO玻璃上，旋涂的转速为5000r/min，时间为20s。然后将此玻片置于马弗炉中，在500℃下煅烧2h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十六烷基三乙氧基硅烷和50mL无水乙醇(v/v＝1:100)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为22.64mmol/L的十六烷基三乙氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌玻璃涂层浸渍在改性剂溶液中24h，取出置于120℃烘箱中干燥1h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为160°，滚动角为4°，透光率为87.0％。
附图5为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。
实施例4透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将ITO玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置45min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取2.634g二水合醋酸锌和0.384g十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)溶于10mL无水乙醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加720μL乙醇胺，使乙醇胺,醋酸锌和表面活性剂的摩尔浓度比为1：1：0.1，70℃搅拌条件下反应1h，得到浓度为1.2mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化30h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的ITO玻璃上，旋涂的转速为3000r/min，时间为50s。然后将此玻片置于马弗炉中，在400℃下煅烧3h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十六烷基三甲氧基硅烷和50mL无水乙醇(v/v＝1:100)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为25.68mmol/L的十六烷基三甲氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌涂层浸渍在改性剂溶液中48h，取出置于120℃烘箱中干燥1h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为163°，滚动角为2°，透光率为88.0％。
附图6为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。
实施例5透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将钢化玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置20min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取2.634g二水合醋酸锌和0.8747g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于10mL无水甲醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加720μL乙醇胺，使乙醇胺,醋酸锌和表面活性剂的摩尔浓度比为1：1：0.2，60℃搅拌条件下反应3h，得到浓度1.2mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化30h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的钢化玻璃上，旋涂的转速为4000r/min，时间为40s。然后将此玻片置于马弗炉中，在600℃下煅烧1h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十八烷基三乙氧基硅烷和100mL无水乙醇(v/v＝1:200)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为10.43mmol/L的十八烷基三乙氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌玻璃涂层浸渍在改性剂溶液中10h，取出置于150℃烘箱中干燥0.5h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为160°，滚动角为5°，透光率为86.7％。
附图7为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。
实施例6透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将普通玻璃浸泡在热Piranha溶液(浓硫酸:30％过氧化氢溶液＝3:1,V/V)中，放置30min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用。
b.氧化锌溶胶的制备
称取2.634g二水合醋酸锌和0.2625g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于10mL无水甲醇中，超声5min使其均匀分散，然后缓慢滴加720μL乙醇胺，使乙醇胺,醋酸锌和表面活性剂的摩尔浓度比为1：1：0.06，60℃搅拌条件下反应2h，得到浓度1.2mol/L的澄清透明溶胶。
c.氧化锌涂层的制备
将该透明溶胶陈化24h，通过匀胶机将胶体旋涂在经过预处理的普通玻璃上，旋涂的转速为3000r/min，时间为30s。然后将此玻片置于马弗炉中，在400℃下煅烧1h，得到稳定透明氧化锌涂层。
d.氧化锌涂层的表面改性
量取0.5mL十二烷基三乙氧基硅烷和55mL无水乙醇(v/v＝1:110)，超声5min使其完全溶解，得到浓度为31.27mmol/L的十二烷基三乙氧基硅烷乙醇溶液。然后将上一步骤中的氧化锌玻璃涂层浸渍在改性剂溶液中4h，取出置于150℃烘箱中干燥0.5h，得到透明超疏水的氧化锌涂层。
制备的透明超疏水氧化锌涂层水接触角为162°，滚动角为5°，透光率为88.7％。
附图8为数码相机拍摄的水滴在本实施例透明超疏水氧化锌涂层上的照片。水滴静置在涂层上方呈现球形，并且无粘附性，且易于滚动，说明涂层的超疏水效果较好；而涂层下方的英文字母清晰可见，说明涂层的透明性也较好。

Claims (10)

1.一种透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，包括以下步骤：
a.基底的预处理
将玻璃基底浸泡在热Piranha溶液中，放置15-45min，取出后用大量的水冲洗，直至洗涤液呈中性为止，烘干，备用；
b.氧化锌溶胶的制备
将二水合醋酸锌和表面活性剂溶于有机溶剂中，超声使其均匀分散，得到醋酸锌分散液，然后缓慢滴加乙醇胺，乙醇胺和醋酸锌的摩尔比为1:1，在60-80℃下反应1-3h，得到氧化锌澄清透明溶胶；
c.氧化锌涂层的制备
将步骤b得到的氧化锌澄清透明溶胶陈化20-30h，通过匀胶机将胶体旋涂到经过预处理的玻璃基底上，然后将基底置于马弗炉中，在400-600℃下煅烧1-3h，得到稳定透明的氧化锌涂层；
d.氧化锌涂层的表面改性
称取改性剂分散于无水乙醇中，超声使其完全溶解，然后将步骤c中的氧化锌涂层浸渍在改性剂的乙醇溶液中4-48h，取出后烘干即可得到透明超疏水的氧化锌涂层，所述的透明超疏水氧化锌涂层的水接触角大于160°，滚动角小于8°，透光率为86％-90％。
2.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的玻璃基底为普通玻璃，ITO导电玻璃，钢化玻璃和微晶玻璃中的任意一种。
3.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的醋酸锌分散液的浓度0.6-1.6mol/L。
4.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基三甲基氯化铵。
5.如权利要求4所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂与醋酸锌的摩尔比为0.06-0.2：1。
6.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为无水甲醇，无水乙醇，异丙醇，甲苯和氯仿中的任意一种。
7.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的旋涂工艺的转速为3000-5000r/min，时间为20-50s。
8.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的改性剂为十二烷基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷，十二烷基三乙氧基硅烷，十六烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷中的任意一种。
9.如权利要求8所述的透明超疏水氧化锌涂层的制备方法，其特征在于所述的改性剂乙醇溶液的浓度为5-30mmol/L。
10.如权利要求1所述的透明超疏水氧化锌涂层，其特征在于步骤d所述烘干温度为80-150℃，干燥时间为0.5-2h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104692671A (zh) * 2015-04-02 2015-06-10 天津城建大学 基于ZnO纳米阵列涂层的超疏水自清洁玻璃的制备方法
CN105859155B (zh) * 2016-05-23 2019-05-28 天津城建大学 基于种子层结构控制的超疏水自清洁玻璃的制备方法
JP6969156B2 (ja) * 2016-05-30 2021-11-24 Ａｇｃ株式会社 印刷層付き板およびその製造方法、および表示装置
CN106290328B (zh) * 2016-07-22 2019-01-01 中南大学 用于液体钙离子检测的玻片或试纸阵列及制备和使用方法
CN107081075B (zh) * 2017-05-17 2020-02-21 江苏大学 一种选择性油水分离动态膜的制备方法及其应用
CN108892393A (zh) * 2018-06-08 2018-11-27 安徽菲勒自动门制造有限公司 一种自动门禁用高强抗菌玻璃材料的制备方法
CN109535782B (zh) * 2018-11-07 2021-01-26 三峡大学 一种TiO2复合疏水疏冰涂层及其制备方法
CN116273805B (zh) * 2023-03-24 2024-02-02 郑州中科新兴产业技术研究院 一种自清洁多组分纳米涂层及其制备方法和应用
CN117904597B (zh) * 2024-01-17 2025-02-28 哈尔滨工业大学 一种超疏水自清洁透明超薄涂层的制备方法和该涂层的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100236479B1 (ko) * 1997-12-30 2000-01-15 정몽규 자외선 차단 및 발수성 유리의 제조방법
CN101693602A (zh) * 2009-09-18 2010-04-14 杭州电子科技大学 一种氧化锌薄膜的制备方法
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100236479B1 (ko) * 1997-12-30 2000-01-15 정몽규 자외선 차단 및 발수성 유리의 제조방법
CN101693602A (zh) * 2009-09-18 2010-04-14 杭州电子科技大学 一种氧化锌薄膜的制备方法
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

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Improved photocatalytic performance of ZnO prepared by sol–gel method with the assistance of CTAB;Jun bo Zhong etc.;《Materials Letters》;20130115;第91卷;第301页左栏倒数第1段-右栏第1段、第302页右栏第1段 *
Transparent, Superhydrophobic, and Wear-Resistant Coatings on Glass and Polymer Substrates Using SiO2, ZnO, and ITO Nanoparticles;Daniel Ebert etc.;《Langmuir》;20120823;第28卷(第31期);第11391-11399页 *
Zinc Oxide—From Synthesis to Application: A Review;Agnieszka Kolodziejczak-Radzimska etc.;《Materials》;20140409;第9卷(第4期);第2833-2881页 *
ZnO薄膜的制备与性能分析;楼晓波;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20090615;第31-34页 *
纳米氧化锌的制备和表面改性技术进展;安崇伟 等;《应用化工》;20050328;第34卷(第3期);第141-143+146页 *

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