CN109485267A - 一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)将钛酸盐缓慢的加入乙醇溶剂中，钛酸盐：乙醇溶剂体积比为1:20，持续搅拌30～60min形成TiO2溶胶溶液；(2)将待镀膜的玻璃洗净烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在400～500℃；(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面上，温度保持在400～500℃持续加热30～180min；冷却至室温后得到超亲水透明防雾涂层。本发明工艺流程非常简单，设备投资小，并且本发明所得的超亲水透明防雾涂层超亲水性能好，防雾效果好，超亲水持久性好，制备的超亲水透明防雾涂层与玻璃基底的结合牢固，耐磨。用去离子水超声清洗后，该涂层仍具有超亲水性。

Description

一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法
技术领域
本发明属于超亲水表面材料技术领域，具体涉及一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法。
背景技术
超亲水是指当水滴与固体表面的接触角小于5度，超亲水涂层表面可以使水蒸气和水滴在基底表面迅速铺展开来，形成均匀的水膜，从而消除光线的漫反射，达到防雾的效果。
超亲水表面作为一种典型的特殊浸润性表面具有良好的防雾和自清洁功能，它能够在玻璃表面形成超亲水模，超亲水模在阳光的照射下能够产生电子空穴对，在和外界环境的作用下会产生超氧自由基和羟基自由基，这些自由基可以氧化附着在玻璃表面有机物，最终被雨水冲掉，实现自清洁功能。因此超亲水表面技术在工业生产和实际生活中具有广泛的应用，例如大型建筑物玻璃幕墙的清洗、汽车挡风玻璃及眼镜镜片的防雾等。当建筑物玻璃和汽车的挡风玻璃采用超亲水表面技术后，在阴雨天和冬季寒冷的天气情况下，雨滴和雾气在玻璃的表面上会迅速的展开铺平，从而避免玻璃雾化，达到不影响玻璃的透光率和能见度等关键参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法，该方法具有所需设备便宜、制备过程简单、投资小、涂层耐磨等优点。
本发明一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备TiO2溶胶溶液：将双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯、钛酸四正丁酯或两者的混合溶液缓慢的加入到乙醇溶剂中，溶质：溶剂的体积比为1:20，持续搅拌30～60min。
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在400～500℃。
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面，温度保持在400～500℃持续加热30～180min。
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水自清洁玻璃。
本发明所制备的超亲水防雾涂层具有如下有益效果：
(1)本发明采用一步喷涂自制TiO2溶胶溶液的方法，工艺流程简单，设备投资小，所得超亲水涂层厚度可控20-100nm，透光率高。
(2)制备的超亲水涂层亲水角度小，经测试本发明的超亲水涂层与水的接触角最小可达到0度。
(3)本发明的超亲水涂层具有持久性。本发明制备的超亲水玻璃放置在室内60天后经水接触角测试，仍具有超亲水性。
(3)本发明制备的超亲水防雾涂层和玻璃基底的粘结力强，耐磨。用去离子水超声清洗后，该涂层仍具有超亲水性。
本发明所需设备简单、原料价格低廉、投资小、制备的超亲水透明防雾涂层耐磨、亲水性保持时间长、透光率高、防雾效果好。
附图说明
图1普通玻璃表面的水接触角测试，接触角度为66.5度。
图2本项目制备的实施列1超亲水防雾涂层水接触角测试，接触角度为0度。
具体实施方式
实施例1
(1)将1mL双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯加入到20mL乙醇溶剂中，持续搅拌60min，得到TiO2溶胶溶液；
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在500℃。
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面(重复喷涂5次,厚度约为100nm)，温度保持在500℃持续加热180min。
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水自清洁玻璃。
实施例2
(1)将5mL钛酸四正丁酯加入到100mL乙醇溶剂中，持续搅拌45min，得到TiO2溶胶溶液；
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在400℃。
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面，温度保持在400℃持续加热90min。
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水自清洁玻璃。
实施例3
(1)将5mL双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯和3mL钛酸四正丁酯加入到160mL乙醇溶剂中，持续搅拌120min，得到TiO2溶胶溶液；
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在450℃。
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面(重复喷涂3次)，温度保持在450℃持续加热90min。
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水自清洁玻璃。
实施例4
(1)将5mL双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯加入到100mL乙醇溶剂中，持续搅拌30min，得到TiO2溶胶溶液；
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在400℃。
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面(厚度约为20nm)，温度保持在400℃持续加热30min。
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水自清洁玻璃。
性能测试：
接触角测试结果：如图2所示，实施列1超超亲水防雾涂层水接触角测试，接触角度为0度，实施列2为1.5度；实施列3为0度，实施列4为2.5度。普通玻璃如图1所示：普通玻璃表面的水接触角测试，接触角度为66.5度，市售超亲水玻璃：4.5度。从实验数据可以看出本项目制备的超亲水透明防雾涂层玻璃接触角均低于超亲水条件(水接触角小于5度)，与市售超亲水玻璃相比本项目制备的超亲水玻璃水接触角更小，因此它的防雾及自清洁性能更为优良。

Claims (3)

1.一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法,其特征在于包含如下步骤：
(1)制备TiO2溶胶溶液：将钛酸盐缓慢的加入乙醇溶剂中，钛酸盐：乙醇溶剂体积比为1:20，持续搅拌30～60min形成TiO2溶胶溶液，
所述钛酸盐为双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯或/和钛酸四正丁酯；
(2)将待镀膜的玻璃依次经过去离子水超声清洗、乙醇超声清洗、丙酮超声清洗、去离子水洗、烘干，然后将玻璃放于加热板上，将玻璃表面温度保持在400～500℃；
(3)将步骤(1)制备的胶体溶液喷涂于步骤(2)处理后的玻璃表面上，温度保持在400～500℃持续加热30～180min；
(4)将步骤(3)喷涂后的玻璃冷却至室温，得到超亲水透明防雾涂层。
2.根据权利要求1所述一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法，其特征在于，制备的超亲水透明防雾涂层的厚度为20～100nm。
3.根据权利要求1所述的一种基于玻璃表面的超亲水透明防雾涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)的喷涂次数为1～5次。
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