CN109650731A - 一种自清洁玻璃涂层的制备方法 - Google Patents

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吴春春
张玲洁
沈涛
杨辉
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/008—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
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Abstract

本发明涉及功能涂料技术，旨在提供一种自清洁玻璃涂层的制备方法。包括：取甲基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、水、二氧化硅溶胶、盐酸、无水乙醇混合均匀，持续搅拌后待用；取全氟硅烷、正硅酸甲酯和乙醇混合均匀；然后加入氢氟酸反应；再加入此前混合物，持续搅拌，得到玻璃涂覆液；将平板玻璃置于氢氟酸溶液中浸泡、清洗干净；将玻璃涂覆液喷涂在玻璃表面上，表干后经热处理得到自清洁玻璃涂层。本发明的玻璃涂覆液用于制备超疏水涂层，不受环境影响，可使玻璃上积累的水珠随时带走污染物，起到玻璃清洁的效果。涂层疏水角达到150度，具有很好的清洁效果；附着力强、疏水性能优良、透明、耐老化性能好，同时具有较高的硬度。

Description

一种自清洁玻璃涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及功能涂料技术领域，具体而言，涉及一种自清洁玻璃涂层的制备方法。
背景技术
玻璃是一种使用广泛的建筑材料，因其透明美观，受到建筑设计师的青睐，世界各地许多高层建筑外墙均是由玻璃组成。但玻璃幕墙在户外使用过程中，因环境污染物、大气粉尘等会停留在玻璃上，使玻璃透明度下降，维护玻璃幕墙的清洁需要投入大量人力物力。
目前对这个问题的解决办法，主要还是使用含二氧化钛涂层的自清洁玻璃。但二氧化钛需要在紫外光较多的情况下发生催化反应，同时在有雨水冲刷的情况下，将污染物带走。所以，严格意义上说，二氧化钛涂层玻璃只有在出太阳同时下雨的环境下才能起到最好清洁效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种自清洁玻璃涂层的制备方法。
为了解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：
提供一种自清洁玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份比例取甲基三甲氧基硅烷10～15份、正硅酸乙酯5～10份、水3～5份、二氧化硅溶胶5～10份、盐酸3～5份、无水乙醇20份，混合均匀，持续搅拌10小时后待用；
(2)按重量份比例取全氟硅烷15～35份、正硅酸甲酯5份和质量百分比浓度为95％的乙醇50份，混合均匀；然后加入氢氟酸1份，在50℃水浴中反应6小时；再加入步骤(1)所得混合物，持续搅拌1小时，得到玻璃涂覆液；
(3)将平板玻璃置于质量百分比浓度为5％的氢氟酸溶液中，浸泡1小时后清洗干净，烘干待用；
(4)将玻璃涂覆液喷涂在处理后的玻璃表面上，表干30分钟后，经热处理得到自清洁玻璃涂层。
本发明中，所述二氧化硅溶胶的固含量为10％，粒径3nm。
本发明中，所述盐酸的质量百分比浓度为10％。
本发明中，所述全氟硅烷是碳链含碳原子超过5个的全氟硅烷。
本发明中，所述全氟硅烷是18氟三甲氧基硅烷或11氟三乙氧基硅烷。
本发明中，所述热处理是指在180℃的烘箱中热处理1小时。
发明原理描述：
本发明将物理疏水与化学疏水相结合，通过玻璃表面的氢氟酸浸泡使玻璃表面粗糙度增加达到物理疏水效果，再引入含氟硅烷达到化学疏水的效果，二者结合产生超疏水性能(接触角大于140度的疏水表面)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的超疏水自清洁玻璃涂层不受环境影响，可使玻璃上积累的水珠随时带走污染物，起到玻璃清洁的效果。
2、本发明制得的涂层与玻璃有很好的结合力，不会出现脱落现象；
3、本发明涂层的疏水角达到150度，具有很好的清洁效果。
4、该涂层附着力强、疏水性能优良、透明、耐老化性能好，同时具有较高的硬度。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
各实施例所用二氧化硅溶胶的固含量为10％，粒径3nm。盐酸的质量百分比浓度为10％。
实施例1
自清洁玻璃涂层的制备方法：
(1)按重量份比例将甲基三甲氧基硅烷12份、正硅酸乙酯7份、水4份、二氧化硅溶胶8份、盐酸4份、无水乙醇20份混合均匀，混合均匀，持续搅拌10小时后待用；
(2)按重量份比例取18氟三甲氧基硅烷25份、正硅酸甲酯5份、95％的乙醇50份混合均匀后，加入氢氟酸1份，在50℃水浴中反应6小时，然后加入步骤(1)所得混合物，持续搅拌1小时，即得到玻璃涂覆液。
(3)将平板玻璃在5％浓度的氢氟酸溶液中浸泡1小时后清洗干净，烘干待用；
(4)将步骤(2)的涂覆液喷涂在步骤(3)处理后的玻璃表面，经30分钟表干后，放入180℃烘箱中热处理1小时即得到自清洁玻璃涂层。
实施例2
自清洁玻璃涂层的制备方法：
(1)按重量份比例将甲基三甲氧基硅烷10份、正硅酸乙酯5份、水3份、二氧化硅溶胶10份、盐酸5份、无水乙醇20份，混合均匀，持续搅拌10小时后待用；
(2)按重量份比例取18氟三甲氧基硅烷15份、正硅酸甲酯5份、95％的乙醇50份混合均匀后，加入氢氟酸1份，在50℃水浴中反应6小时，然后加入步骤(1)所得混合物，持续搅拌1小时，即得到玻璃涂覆液。
(3)将平板玻璃在5％浓度的氢氟酸溶液中浸泡1小时后清洗干净，烘干待用；
(4)将步骤(2)的涂覆液喷涂在步骤(3)处理后的玻璃表面，经30分钟表干后，放入180℃烘箱中热处理1小时即得到自清洁玻璃涂层。
实施例3
自清洁玻璃涂层的制备方法：
(1)按重量份比例将甲基三甲氧基硅烷15份、正硅酸乙酯10份、水5份、二氧化硅溶胶5份、盐酸3份、无水乙醇20份，混合均匀，持续搅拌10小时后待用；
(2)按重量份比例取11氟三乙氧基硅烷35份、正硅酸甲酯5份、95％的乙醇50份混合均匀后，加入氢氟酸1份，在50℃水浴中反应6小时，然后加入步骤(1)所得混合物，持续搅拌1小时，得到玻璃涂覆液。
(3)将平板玻璃在5％浓度的氢氟酸溶液中浸泡1小时后清洗干净，烘干待用；
(4)将步骤(2)的涂覆液喷涂在步骤(3)处理后的玻璃表面，经30分钟表干后，放入180℃烘箱中热处理1小时即得到自清洁玻璃涂层。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自清洁玻璃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份比例取甲基三甲氧基硅烷10～15份、正硅酸乙酯5～10份、水3～5份、二氧化硅溶胶5～10份、盐酸3～5份、无水乙醇20份，混合均匀，持续搅拌10小时后待用；
(2)按重量份比例取全氟硅烷15～35份、正硅酸甲酯5份和质量百分比浓度为95％的乙醇50份，混合均匀；然后加入氢氟酸1份，在50℃水浴中反应6小时；再加入步骤(1)所得混合物，持续搅拌1小时，得到玻璃涂覆液；
(3)将平板玻璃置于质量百分比浓度为5％的氢氟酸溶液中，浸泡1小时后清洗干净，烘干待用；
(4)将玻璃涂覆液喷涂在处理后的玻璃表面上，表干30分钟后，经热处理得到自清洁玻璃涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的固含量为10％，粒径3nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐酸的质量百分比浓度为10％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全氟硅烷是碳链含碳原子超过5个的全氟硅烷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全氟硅烷是18氟三甲氧基硅烷或11氟三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理是指在180℃的烘箱中热处理1小时。
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