CN108219169A - 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108219169A
CN108219169A CN201711371442.7A CN201711371442A CN108219169A CN 108219169 A CN108219169 A CN 108219169A CN 201711371442 A CN201711371442 A CN 201711371442A CN 108219169 A CN108219169 A CN 108219169A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
parts
super
high transparency
hydrophobic
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.)
Pending
Application number
CN201711371442.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张立志
职晶慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201711371442.7A priority Critical patent/CN108219169A/zh
Publication of CN108219169A publication Critical patent/CN108219169A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50—Amines
    • C08G59/5006—Amines aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/26—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds
    • C08G65/2618—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing nitrogen
    • C08G65/2621—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing nitrogen containing amine groups
    • C08G65/2624—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers and other compounds the other compounds containing nitrogen containing amine groups containing aliphatic amine groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/08—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2371/02—Polyalkylene oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法。该制备方法将环氧基硅烷偶联剂加入到有机溶剂中，搅拌混合均匀后加入胺类固化剂和去离子水，搅拌后加入致孔剂，继续搅拌得到抗反射层溶液；将抗反射层溶液涂覆于经预处理后的基材表面，经加热处理后，冷却至室温，再浸泡于配制好的硅溶胶中，取出，烘干，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。本发明方法制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的透光率非常高，最高达98.5％；稳定性好，耐强酸强碱，承受3M胶带剥离40次后，依旧保持超疏水效果；制备的抗反射高透明超疏水自洁膜具有很好的工业应用前景。

Description

一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法
技术领域
本发明属于超疏水表面制备技术领域，具体涉及一种抗反射高透明的超疏水自洁膜及其制备方法。
背景技术
随着不可再生能源储量的逐渐减少，以及其在使用过程中对环境造成的严重污染，开发利用可再生清洁能源就势在必行。太阳能是取之不尽用之不竭且不产生污染的可再生清洁能源，如何高效利用太阳能将是解决非再生资源短缺的最有效、最可行的途径。目前通过太阳能板收集太阳能的应用越来越广泛，但是太阳能板表面的清洁工作困难，固体颗粒在太阳能板表面会散射太阳光，使太阳能的转化效率降低。超疏水现象即水滴在固体表面成圆球状并极易从其表面滚落，在滚落的过程中还可以将固体表面的粉尘颗粒带走，对表面实现自清洁的效果，这使得超疏水表面在太阳能板应用中具有独特的优势。
科研工作者们也在不断地研发各种技术途径以期提高太阳能的利用效率。其中一种行之有效的方法即是制备透明自清洁超疏水膜，减少太阳能板表面的固体颗粒的沉积，降低光的散射，增强光的透过率。专利CN106517821 A通过以PDMS为硅源，多壁碳纳米管为模板，在玻璃表面构筑硅纳米管涂层，再化学气相沉积固化的PDMS进行低表面能改性，最后得到透明超疏水表面，透光率约为83％。专利CN 102140251 B公开了一种以含氢硅油固化物为基体的透明超疏水涂层的制备方法，通过在聚合物基体中添加含氟硅链段的二氧化钛改性颗粒经固化成型而制得。专利CN 106835043 A公开了一种以射频磁控溅射与退火相结合的超透明超疏水薄膜的制备方法，通过在基底上制备薄层氧化锌纳米结构并进行低温氟处理而得到。专利CN 10355339 B首先在基底上沉积一层烟灰，经气相沉积、去模板化和气相修饰制备了透明超疏水涂层。专利CN 101407648 B公开了一种通过电泳法制备透明超疏水二氧化硅涂层的方法：首先将二氧化硅胶体沉积在导电衬底上，在进行热处理，最后经疏水改性制得超疏水透明涂层。
但是目前绝大多数方法制备的透明超疏水表面的透光率在90％左右甚至更低，这在很大程度上限制了太阳能板对太阳能的高效转化。并且在制备过程中使用的设备昂贵，过程繁琐，成本高。太阳光的透过率越高，被转化的太阳能才会越多，太阳能的利用效率也就越高。抗反射是指反射光在空气-膜层和膜层-基材之间的相互作用。由于抗反射膜的折射率介于空气和基材之间，它既能通过降低膜层的折射率，抵抗太阳光在空气-膜层的反射，降低反射率；又能够通过相消干涉的作用降低太阳光在膜层-基材之间的反射，有效地增强太阳光在基材中透过率。因此将抗反射表面应用在太阳能板表面将极大程度上提高太阳能利用率。如何采用简单的方法，易得的设备和原料即可制备抗反射高透明的超疏水自洁表面就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术制备透明超疏水膜的技术不足以及制备的透明超疏水膜效果不佳的问题，提供了一种抗反射高透明超疏水自洁膜的制备方法。
本发明的目的还在于提供上述制备方法制得的一种抗反射高透明超疏水自洁膜。制备的抗反射高透明超疏水自洁膜具有实现表面自清洁的效果，且光的透过性强，极大提高太阳能的利用率。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种抗反射高透明超疏水自洁膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将环氧基硅氧烷偶联剂加入到有机溶剂中，搅拌混合均匀后，加入胺类固化剂和去离子水，搅拌20～50min，然后加入致孔剂，继续搅拌1～3h，得到抗反射层溶液；
(2)将硅源加入到有机溶剂中，搅拌30～60min分散均匀，加入硅氧烷试剂、氨水和蒸馏水，继续搅拌120～130min混合均匀，老化，得到硅溶胶；
(3)将步骤(1)制备的抗反射层溶液经涂膜仪涂覆于经预处理后的基材表面，经煅烧处理后，冷却至室温，再浸泡于步骤(2)制备的硅溶胶中，取出，烘干，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
进一步地，步骤(1)中，所述环氧基硅氧烷偶联剂是指含有甲氧基、乙氧基、氯基和乙酰氧基中的至少一种基团以及环氧基团的有机硅烷化合物，包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和2-(3，14-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述胺类固化剂为十八胺、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述致孔剂包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚氨酯、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酸和聚烯丙基胺盐酸盐中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，按重量份数计，各物料组分的加入量如下：环氧基硅烷偶联剂2～6份，有机溶剂30～60份，胺类固化剂0.1～3份，去离子水0.5～3份，致孔剂0.6～5份。
进一步地，步骤(1)操作过程保持在恒温25～40℃下进行。
进一步地，步骤(2)中，所述硅源包括正硅酸乙酯或三甲氧基硅烷。
进一步地，步骤(2)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇中的至少一种。
进一步地，步骤(2)中，所述硅氧烷试剂包括六甲基二硅胺烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三氯硅烷或三甲基氯硅烷。
进一步地，步骤(2)中，所述氨水的浓度为0.898g/ml～0.907g/ml。
进一步地，步骤(2)中，按重量份数计，各物料组分的加入量为：硅源4.6～5.4份，有机溶剂60.0～75.0份，硅氧烷试剂4.0～4.6份，氨水0～2.0份，蒸馏水4.0～8.2份。
进一步地，步骤(2)中，所述老化在室温下老化2天以上，老化后的溶胶用与溶胶的体积比为0～10∶1的乙醇稀释。
硅溶胶作为低表面能物质，在改性抗反射层的表面使其表面能降低后，同时增加空气在表面的捕获量，减小水滴在表面的接触面积。
进一步地，步骤(3)中，所述涂覆的层数为1～7层，使涂覆的总厚度在0～150nm之间。
进一步地，步骤(3)中，所述煅烧处理是在300～600℃煅烧120～180min。
进一步地，步骤(3)中，所述浸泡的时间为0.5～24h。
进一步地，步骤(3)中，所述烘干是在60～80℃烘5～30min。
由上述任一项所述的制备方法制得的一种抗反射高透明超疏水自洁膜。
本发明的原理为：抗反射是指通过表面处理方法处理基材的表面，使基材能够抵抗太阳光的反射，降低反射率，增强太阳光的透过率，从而形成高透明表面。光在基材表面的反射量与基材的折射率有很大关系，折射率越小反射的光越少。因此，降低基材表面的折射率是实现抗反射的关键。本发明利用致孔剂在膜层中形成大量的纳米级多孔结构，降低膜层的折射率；同时控制膜层的厚度，使光通过膜层时发生相消干涉有效的抑制光的反射，进一步增加光的透过率。将带有抗反射层的基材进一步经硅溶胶改性后，将表面的粗糙度进一步增加，同时降低表面的表面能，实现超疏水自洁的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明方法的制备过程简单，在制备过程中不需要昂贵的设备，使用的相关试剂都是廉价易得，在大规模生产中试剂成本低，制备过程简单快速、安全；
(2)本发明方法制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的透光率非常高，最高达98.5％；稳定性好，耐强酸强碱，承受3M胶带剥离40次后，依旧保持超疏水效果；制备的抗反射高透明超疏水自洁膜具有很好的工业应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的接触角测试结果图；
图2a和图2b为实施例1制备的抗反射高透明超疏水自洁膜分别在放大5万倍和放大20万倍下的扫描电镜图；
图3为实施例1制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的透光性测试结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本发明的实施方式及保护范围不限于此。
实施例1
抗反射高透明超疏水自洁膜的制备，具体包括如下步骤：
(1)将载玻片放入烧杯中，再放置于超声清洗机中，在100Hz的频率下，依次用乙醇、丙酮以及去离子水分别超声清洗20min，清洗干净后，取出，用干燥机吹干，备用；
(2)按重量份，取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份，加入到46份乙醇的烧杯中，在30℃恒温水浴下磁力搅拌1h；取出烧杯，加入1.1份的去离子水，再加入0.35份的十八胺，继续恒温水浴搅拌30min；取出烧杯，加入3份的致孔剂聚乙二醇-2000，继续恒温搅拌2h，得到抗反射层溶液；
(3)将5.4份正硅酸乙酯加入到75.0份乙醇中，在400r/min的转速下搅拌30min后，加入蒸馏水8.2份以及六甲基二硅胺烷4.2份，继续在400r/min的转速下搅拌2h，室温下老化2天，用与溶胶体积比为4∶1的乙醇稀释，得到硅溶胶；
(4)将步骤(2)制备的抗反射层溶液通过涂膜仪均匀的涂覆在清洗好的载玻片上，循环涂覆3次之后，形成总厚度为70nm的涂覆层，取下载玻片，将其放入马弗炉中，在550℃的温度下，煅烧180min，致孔剂完全挥发，待马弗炉降至常温将载玻片取出，得到具有纳米级微孔结构的膜层；
(5)将步骤(4)制备的载玻片浸泡在步骤(3)制备的硅溶胶中，浸泡5h后取出，放于80℃条件下的烘箱中，烘干30min，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
对制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的超疏水表面进行疏水、透光性能测试，用接触角测试仪(dataphysics SCA20)对表面进行测定。静态接触角和动态角测定时所用液滴体积为5ul，选取5个不同的测试点得出接触角平均值为157.9°(如图1所示)，接触角滞后为1.7°。
对制备的抗反射高透明超疏水自洁膜经扫描电镜进行表面形貌分析，不同倍率下的扫描电镜图分别如图2a和图2b所示。由图2a和图2b可知，改性后的玻璃表面形成了大量的约150nm大小的孔结构，该结构可以降低表面的折射率，又能够通过相消干涉的作用降低太阳光在膜层-基材之间的反射，有效地增强太阳光在基材中透过率；同时，在孔结构表面粘附有大量的几个纳米级大小的球形颗粒，增加空气在膜层表面的捕获量，降低水滴在表面的表观接触面积，使水滴在表面处于Cassie-Baxter状态，从而获得超疏水性。
透光性性能用紫外-可见分光光度计进行测定，透光性测试结果曲线图如图3所示，由图3可知，透光性最高达98.5％，相较未涂覆的玻璃表面具有很高的透光性。
制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的透明超疏水表面对pH＝13碱液和pH＝1的酸液依旧保持超疏水性。同时，通过3M胶带测试发现，在表面被胶带粘附40次后依旧超疏水。
实施例2
抗反射高透明超疏水自洁膜的制备，具体包括如下步骤：
(1)将载玻片放入烧杯中，再放置于超声清洗机中，在100Hz的频率下，依次用乙醇、丙酮以及去离子水分别超声清洗20min，清洗干净后，取出用干燥机吹干，备用；
(2)按重量份，取3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷6份，加入到60份乙醇的烧杯中，在35℃恒温水浴下磁力搅拌1h；取出烧杯，加入0.5份的去离子水，再加入1份的十八胺，继续恒温水浴搅拌50min；取出烧杯，加入0.6份的致孔剂聚二烯丙基二甲基氯化铵，继续恒温搅拌2h，得到抗反射层溶液；
(3)将5.0份三甲氧基硅烷加入到68.0份丙醇中，在400r/min的转速下搅拌0.5h后，加入蒸馏水6.0份、氨水(0.907g/mL)1.0份以及甲基三甲氧基硅烷4.0份，继续在400r/min下搅拌2h，室温老化2天以上，用与溶胶体积比为9：1的乙醇稀释，得到硅溶胶；
(4)将步骤(2)制备的抗反射层溶液通过涂膜仪均匀的涂覆在清洗好的载玻片上，循环涂覆7次之后，形成总厚度150nm的涂覆层，取下载玻片，将其放入马弗炉中，在300℃的温度下，煅烧120min，致孔剂完全挥发，待马弗炉降至常温将载玻片取出，得到具有纳米级微孔结构的膜层；
(5)将步骤(4)制备的载玻片浸泡在步骤(3)制备的硅溶胶中，浸泡0.5h后取出，放于80℃条件下的烘箱中，烘干5min，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
对制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的超疏水表面进行疏水、透光性能测试，用接触角测试仪(dataphysics SCA20)对表面进行测定。静态接触角和动态角测定时所用液滴体积为5ul，选取5个不同的测试点得出接触角平均值为153.2°，接触角滞后为3°。透光性性能用紫外-可见分光光度计进行测定，透光性最高达97.9％，具有很高的透光性。
实施例3
抗反射高透明超疏水自洁膜的制备，具体包括如下步骤：
(1)将载玻片放入烧杯中，将其放置于超声清洗机中，在100Hz的频率下，依次用乙醇、丙酮以及去离子水分别超声清洗20min，清洗干净后，取出用干燥机吹干，备用；
(2)按重量份，取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份，加入到32份乙醇的烧杯中，在30℃恒温水浴下磁力搅拌1h；取出烧杯，加入3份的去离子水，再加入1份的三乙烯四胺，继续30℃恒温水浴搅拌30min；取出烧杯，加入1份的致孔剂聚丙烯酸，继续恒温搅拌2h，得到抗反射层溶液；
(3)将4.6份正硅酸乙酯加入到60.0份异丙醇中，在400r/min的转速下搅拌30min后，加入蒸馏水6份以及三甲基氯硅烷4.6份，继续在400r/min的转速下搅拌120min，室温老化2天，用与溶胶体积比为5∶1的乙醇稀释，得到硅溶胶；
(4)将步骤(2)制备的抗反射层溶液通过涂膜仪均匀的涂覆在清洗好的载玻片上，循环涂覆4次之后，形成总厚度85nm的涂覆层，取下载玻片，将其放入马弗炉中，在350℃的温度下，煅烧150min，致孔剂完全挥发，待马弗炉降至常温将载玻片取出，得到具有纳米级微孔结构的膜层；
(5)将步骤(4)制备的载玻片浸泡在步骤(3)制备的硅溶胶中，浸泡1.5h后取出，放于80℃条件下的烘箱中，烘干25min，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
对制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的超疏水表面进行疏水、透光性能测试，用接触角测试仪(dataphysics SCA20)对表面进行测定。静态接触角和动态角测定时所用液滴体积为5ul，选取5个不同的测试点得出接触角平均值为152.5°，接触角滞后为2.3°。透光性性能用紫外-可见分光光度计进行测定，透光性最高达97.4％，具有很高的透光性。
实施例4
抗反射高透明超疏水自洁膜的制备，具体包括如下步骤：
(1)将载玻片放入烧杯中，将其放置于超声清洗机中，在100Hz的频率下，依次用乙醇、丙酮以及去离子水分别超声清洗20min，清洗干净后，取出用干燥机吹干，备用；
(2)按重量份，取2-(3，14-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷3.1份，加入到40份乙醇的烧杯中，在30℃恒温水浴下磁力搅拌1h；取出烧杯，加入1份的去离子水，再加入3份的己二胺，继续恒温水浴搅拌40min；取出烧杯，加入2份的致孔剂聚乙二醇-2000，继续恒温搅拌2h，得到抗反射层溶液；
(3)将5.4份三甲氧基硅烷加入到75.0份乙醇中，在400r/min的转速下搅拌30min后，加入蒸馏水8.2份以及六甲基二硅胺烷4.2份，继续在400r/min下搅拌130min，室温老化2天，用与溶胶体积比为4：1的乙醇稀释，得到硅溶胶液；
(4)将步骤(2)制备的抗反射层溶液通过涂膜仪均匀的涂覆在清洗好的载玻片上，循环涂覆5次之后，形成总厚度110nm的涂覆层，取下载玻片，将其放入马弗炉中，在550℃的温度下，煅烧180min，致孔剂完全挥发，待马弗炉降至常温将载玻片取出，得到具有纳米级微孔结构的膜层；
(5)将步骤(4)制备的载玻片浸泡在步骤(3)制备的硅溶胶中，浸泡15h后取出，放于80℃条件下的烘箱中，烘干30min，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
对制备的抗反射高透明超疏水自洁膜的超疏水表面进行疏水、透光性能测试，用接触角测试仪(dataphysics SCA20)对表面进行测定。静态接触角和动态角测定时所用液滴体积为5ul，选取5个不同的测试点得出接触角平均值为155.3°，接触角滞后为2°。透光性性能用紫外-可见分光光度计进行测定，透光性最高达98.1％，具有很高的透光性。
上述实施方法为较佳的实施方案，本发明的实施方案并不受上述实施例的限制，其他的任何背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗反射高透明超疏水自洁膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将环氧基硅氧烷偶联剂加入到有机溶剂中，搅拌混合均匀后，加入胺类固化剂和去离子水，搅拌20～50min，然后加入致孔剂，继续搅拌1～3h，得到抗反射层溶液；
(2)将硅源加入到有机溶剂中，搅拌30～60min均匀分散，加入硅氧烷试剂、氨水和蒸馏水，继续搅拌120～130min混合均匀，老化，得到硅溶胶；
(3)将步骤(1)制备的抗反射层溶液经涂膜仪涂覆于经预处理后的基材表面，经煅烧处理后，冷却至室温，再浸泡于步骤(2)制备的硅溶胶中，取出，烘干，得到所述抗反射高透明超疏水自洁膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述环氧基硅氧烷偶联剂是指含有甲氧基、乙氧基、氯基和乙酰氧基中的至少一种基团以及环氧基团的有机硅烷化合物，包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和2-(3，14-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇中的至少一种；所述胺类固化剂为十八胺、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述致孔剂包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚氨酯、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酸和聚烯丙基胺盐酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按重量份数计，各物料组分的加入量如下：环氧基硅烷偶联剂2～6份，有机溶剂30～60份，胺类固化剂0.1～3份，去离子水0.5～3份，致孔剂0.6～5份；步骤(1)操作过程保持在恒温25～40℃下进行。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅源包括正硅酸乙酯或三甲氧基硅烷；所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇中的至少一种；所述硅氧烷试剂包括六甲基二硅胺烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三氯硅烷或三甲基氯硅烷；所述氨水的浓度为0.898g/ml～0.907g/ml。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，按重量份数计，各物料组分的加入量为：硅源4.6～5.4份，有机溶剂60.0～75.0份，硅氧烷试剂4.0～4.6份，氨水0～2.0份，蒸馏水4.0～8.2份；所述老化在室温下老化2天以上，老化后的溶胶用与溶胶的体积比为0～10∶1的乙醇稀释。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述涂覆的层数为1～7层，使涂覆的总厚度在0～150nm之间；所述煅烧处理是在300～600℃煅烧120～180min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浸泡的时间为0.5～24h；所述烘干是在60～80℃烘5～30min。
10.由权利要求1～9任一项所述制备方法制得的一种抗反射高透明超疏水自洁膜。
CN201711371442.7A 2017-12-14 2017-12-14 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法 Pending CN108219169A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711371442.7A CN108219169A (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711371442.7A CN108219169A (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108219169A true CN108219169A (zh) 2018-06-29

Family

ID=62649780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711371442.7A Pending CN108219169A (zh) 2017-12-14 2017-12-14 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108219169A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111440337A (zh) * 2020-04-22 2020-07-24 无锡嘉弘塑料科技有限公司 一种疏水性聚氯乙烯粒料的制备方法
CN116120834A (zh) * 2022-12-29 2023-05-16 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种封闭多孔柔性减反射层的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH496534A (de) * 1964-12-04 1970-09-30 Bexford Ltd Verfahren zur Herstellung von Kunststoffolien
CN103951279A (zh) * 2014-05-04 2014-07-30 江南大学 一种疏水疏油二氧化硅基透光涂层膜及其制备方法
CN103965673A (zh) * 2014-05-05 2014-08-06 江南大学 一种超疏水超疏油高透光率三重功能涂层膜的制备方法
CN104073031A (zh) * 2014-06-23 2014-10-01 华南理工大学 一种具备疏水汽功能的超疏水表面及其制备方法
CN106862039A (zh) * 2017-01-18 2017-06-20 华南理工大学 一种耐久性的亲水‑超疏水双极自洁复合膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH496534A (de) * 1964-12-04 1970-09-30 Bexford Ltd Verfahren zur Herstellung von Kunststoffolien
CN103951279A (zh) * 2014-05-04 2014-07-30 江南大学 一种疏水疏油二氧化硅基透光涂层膜及其制备方法
CN103965673A (zh) * 2014-05-05 2014-08-06 江南大学 一种超疏水超疏油高透光率三重功能涂层膜的制备方法
CN104073031A (zh) * 2014-06-23 2014-10-01 华南理工大学 一种具备疏水汽功能的超疏水表面及其制备方法
CN106862039A (zh) * 2017-01-18 2017-06-20 华南理工大学 一种耐久性的亲水‑超疏水双极自洁复合膜及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111440337A (zh) * 2020-04-22 2020-07-24 无锡嘉弘塑料科技有限公司 一种疏水性聚氯乙烯粒料的制备方法
CN116120834A (zh) * 2022-12-29 2023-05-16 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种封闭多孔柔性减反射层的制备方法
CN116120834B (zh) * 2022-12-29 2024-06-11 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种封闭多孔柔性减反射层的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018133469A1 (zh) 一种耐久性的亲水-超疏水双极自洁复合膜及其制备方法
CN103147281B (zh) 一种超疏水织物的制备方法及超疏水功能织物
CN104231916B (zh) 一种透明超疏水纳米涂层及其喷涂制备方法
CN102241939B (zh) 一种有机-无机杂化的超亲水涂料及其制备方法与应用
CN106800885A (zh) 一种透明超疏水/超双疏涂层的规模化制备方法
CN109837758B (zh) 一种织物超疏水表面的制备方法
CN106380977A (zh) 一种疏水隔热涂料及其制备方法
CN109967322B (zh) 一种超疏水复合涂层的制备方法及超疏水复合材料
CN108912754A (zh) 一种超疏水SiO2纳米功能液的制备方法及应用
WO2016115980A1 (zh) 一种具有紫外防护和耐水洗特殊浸润性功能织物表面的构筑方法
CN111068997A (zh) 一种实现冷凝换热管超疏水的涂层的制备方法及冷凝换热管
CN106348616B (zh) 一种SiO2/TiO2减反射膜的制备方法
CN103289031A (zh) 一种高透明度超疏水性涂层材料及其用途
CN108948802A (zh) 一种透光性增强的自清洁涂层
CN106637929A (zh) 一种疏水亲油棉纤维及其制备方法和应用
CN104692671A (zh) 基于ZnO纳米阵列涂层的超疏水自清洁玻璃的制备方法
CN105130206A (zh) 一种超疏水自清洁玻璃的制备方法
CN101649065A (zh) 一种防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备方法及其制品
CN108219169A (zh) 一种抗反射高透明超疏水自洁膜及其制备方法
CN101770042A (zh) 低反射光学界面层及其制备方法
CN106082692A (zh) 纳米防尘自洁表层结构及其制备方法
CN103592701B (zh) 菲涅尔透镜表面的减反增透涂层及其制备方法
CN110436795A (zh) 一种制备含蛋挞状结构的二氧化硅薄膜的方法
CN113061357B (zh) 一种增透疏水涂层及其制备方法
CN103881419B (zh) 疏水性空心SiO2球形纳米粒子及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180629