本发明涉及自清洁镀膜玻璃，具体为一种自清洁镀膜玻璃及其加工工艺。
背景技术：
1、玻璃作为非晶无机非金属材料，在建筑、日用、艺术、医疗、化学等领域有着极为广泛的应用。而摩擦会使得玻璃带有静电，易吸附灰尘，造成灰尘或者污物在其表面的吸附，去除难度较大。为赋予玻璃自洁性能，人们会对玻璃表面进行疏水处理或亲水处理，但疏水处理会伴随着高表面粗糙度，对玻璃的透明性造成负面影响；亲水处理后形成的玻璃镀层，其附着力、耐磨性不佳。因此，我们提出一种自清洁镀膜玻璃及其加工工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种自清洁镀膜玻璃及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自清洁镀膜玻璃的加工工艺，包括以下工艺：
3、取改性纳米二氧化硅、改性mq硅树脂、溶剂，搅拌混合，得到涂料；
4、涂布在玻璃基板表面，热处理，形成自清洁镀膜，得到自清洁镀膜玻璃。
5、进一步的，改性纳米二氧化硅由多巴胺在纳米二氧化硅表面聚合并负载得到。
6、进一步的，纳米二氧化硅包括球状纳米二氧化硅和棒状纳米二氧化硅，质量比为100:(25～33)。
7、进一步的，改性mq硅树脂由乙烯基mq硅树脂与黄原酸酯衍生物、乙烯基吡咯烷酮反应得到；
8、黄原酸酯衍生物由丁基黄原酸钾、4-溴邻苯二甲酸酐和氢硅烷反应得到；
9、氢硅烷由甲基苯基二硅醇、甲基二乙氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷反应得到。
10、进一步的，改性纳米二氧化硅、改性mq硅树脂、溶剂的比例为(95～105)g:(80～90)g:200ml；溶剂为等体积的去离子水、四氢呋喃。
11、进一步的，涂布为旋转涂布，旋转速率为2700～3500rpm；涂布前室温陈化7d，超声分散30min。
12、进一步的，涂料在玻璃基板表面的湿膜涂布厚度为1.5～2.20μm。
13、进一步的，热处理工艺为：100～150℃热处理20～30min。
14、进一步的，改性纳米二氧化硅由以下工艺制得：
15、取球状纳米二氧化硅溶胶，加入去离子水调节体系的质量浓度至5％，加入硝酸镧，搅拌30～120min；此时硝酸镧中的镧离子被球状纳米二氧化硅溶胶中的球状纳米二氧化硅粒子吸附；
16、加入氢氧化钠调节体系ph至8.0～8.5；镧离子形成纳米氢氧化物，作为转晶催化剂；
17、置于95～105℃温度下，水热处理1.0～5.0h；同时部分水分被蒸发，体系浓缩，得到棒状纳米二氧化硅溶胶，为ph为8.0～8.5的碱性水溶胶；
18、与球状纳米二氧化硅溶胶混合，加入多巴胺的tris-hcl溶液，搅拌反应8～12h；过滤，洗涤，干燥，得到改性纳米二氧化硅。
19、进一步的，球状纳米二氧化硅溶胶：固含量30.0wt％，ph为9.8，粒径为10nm，来源于广州固铁新材料有限公司；
20、硝酸镧为5wt％的硝酸镧水溶液；氢氧化钠为2wt％氢氧化钠溶液；
21、多巴胺的tris-hcl溶液的浓度为2g/l；tris-hcl溶液浓度为10mm，ph为8.5。
22、在上述技术方案中，采用纳米二氧化硅作为自清洁镀膜中的无机填料，负载于玻璃基板的表面，能够有效改善所制自清洁镀膜玻璃的可见光透光率。纳米二氧化硅由球状纳米二氧化硅和棒状纳米二氧化硅组成，其中，以棒状氢氧化镧作为晶核，利用其带有的正电荷，通过静电吸引带负电的球状纳米二氧化硅，从而形成棒状纳米二氧化硅，与球状纳米二氧化硅发生静电排斥，阻碍了棒状纳米二氧化硅的进一步结晶长大。相较于球状纳米二氧化硅，棒状纳米二氧化硅的比表面积较小，更不易发生团聚，其水溶胶的稳定性更好；与玻璃基板呈线接触，接触面积更大，能够有效提高自清洁镀膜与玻璃基板间的附着力，自清洁覆膜玻璃的耐磨性能得到改善。自清洁镀膜的热处理干燥过程中，体积伸缩空间较大，镀膜的内应力小，结构更为稳定，能够有效提高自清洁镀膜的耐久性能。
23、利用多巴胺在纳米二氧化硅的表面聚合，进行改性修饰，得到聚多巴胺负载的纳米二氧化硅(pda@sio2)，显著提高了所制改性纳米二氧化硅的亲水性和与玻璃基板间的附着力，改善其在溶剂中的分散性，更利于所制自清洁镀膜性能的均一性和粘结性能；自清洁镀膜表面亲水性得到改善，灰尘的附着力变差，且改性纳米二氧化硅带有负电荷，能够通过静电排斥带有负电荷的灰尘，改善了镀膜的自清洁能力。
24、进一步的，改性mq硅树脂由以下工艺制得：
25、取乙烯基mq硅树脂、黄原酸酯衍生物混合，升温至78～85℃，搅拌5～10min；加入铂催化剂，升温至118～125℃，反应8～12h，得到黄原酸改性mq硅树脂；
26、取黄原酸改性mq硅树脂，与甲苯、乙烯基吡咯烷酮、aibn混合，在氮气气氛保护中，于65～72℃反应18～24h；过滤，洗涤，干燥，得到改性mq硅树脂。
27、进一步的，改性mq硅树脂由以下质量组分制得：100份乙烯基mq硅树脂、26～30份黄原酸酯衍生物、38～50份乙烯基吡咯烷酮、0.01～0.02份铂催化剂、0.80～0.85份aibn(偶氮二异丁腈)；
28、乙烯基吡咯烷酮、甲苯的比例为15g:100ml。
29、乙烯基mq硅树脂：mq200-2，乙烯基含量为2.0％，来源于湖北嘉韵化工科技有限公司；铂催化剂为市售氯铂酸。
30、进一步的，黄原酸酯衍生物由以下工艺制得：
31、取乙醇，加入丁基黄原酸钾、4-溴邻苯二甲酸酐，20～27℃搅拌反应24h；过滤，旋蒸，正己烷结晶，得到二硫代邻苯二甲酸酐；
32、取甲苯、氢硅烷混合，缓慢加入二硫代邻苯二甲酸酐的二氧六环溶液，30min内加完；升温至70～80℃，搅拌反应2.8～3.5h；减压蒸馏，干燥，得到黄原酸酯衍生物。
33、进一步的，丁基黄原酸钾、4-溴邻苯二甲酸酐的摩尔比为1:1；
34、丁基黄原酸钾、乙醇的比例为(25～27)g:100ml；
35、二硫代邻苯二甲酸酐、氢硅烷的质量比为10:(40.6～45.5)；
36、氢硅烷、甲苯的比例为10g/100ml；
37、二硫代邻苯二甲酸酐、二氧六环的比例为7.5g/100ml。
38、进一步的，氢硅烷由以下工艺制得：
39、取四氢呋喃，加入甲基苯基二硅醇，升温至62～70℃，搅拌5～7h；加入甲基二乙氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌30min，加入去离子水，反应80～100min；加入六甲基二硅氧烷封端，反应2.3～3.0h；减压抽真空去除低沸物，升温至95℃，去除未反应的单体，得到氢硅烷。
40、进一步的，氢硅烷由以下质量组分制得：8.0～9.4份甲基苯基二硅醇、4.6～5.2份甲基二乙氧基硅烷、11.2～12.0份γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、1份六甲基二硅氧烷；
41、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、四氢呋喃、去离子水的比例为(11.2～12.0)g:2ml:1ml。
42、在上述技术方案中，铂催化剂作用下，乙烯基mq硅树脂与含有硅氢键的黄原酸酯衍生物进行硅氢加成反应，将黄原酸酯结构引入乙烯基mq硅树脂的分子结构中，作为链转移剂，将乙烯基吡咯烷酮引入，并发生聚合，得到聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基mq硅树脂的交联接枝产物，能够有效改善改性mq硅树脂的亲水性、成膜性、粘结性、润滑性等性能，在改善所制自清洁镀膜与玻璃基板间粘结性能的同时，能够提高其亲水性和防雾、抗静电、自清洁能力。
43、其中，黄原酸酯衍生物由丁基黄原酸钾、4-溴邻苯二甲酸酐和氢硅烷反应得到，丁基黄原酸钾、4-溴邻苯二甲酸酐发生取代反应，生成二硫代邻苯二甲酸酐，其酸酐与氢硅烷中的哌嗪基反应，生成酰胺酸(黄原酸酯衍生物)。作为氢硅烷、聚乙烯吡咯烷酮间的交联剂，使得聚乙烯吡咯烷酮在乙烯基mq硅树脂的分子链上呈刷状排列，分子间相互作用增强，能够提高自清洁镀膜的强度和机械性能，耐磨、自清洁能力优异。
44、氢硅烷由甲基苯基二硅醇、甲基二乙氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷水解反应得到，将哌嗪基、苯基引入改性mq硅树脂的体系中，能够增强自清洁镀膜的附着力、热稳定性，协同黄原酸酯结构，提高其折射率，改善自清洁镀膜玻璃在红外下的隔热性能。
45、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
46、本发明的自清洁镀膜玻璃及其加工工艺，通过对纳米二氧化硅和mq硅树脂的亲水改性，赋予所制自清洁镀层亲水性，改善其自清洁能力；并通过氢硅烷、黄原酸衍生物的引入，提高自清洁镀层在玻璃表面的附着力和耐磨性。