一种超疏水玻璃的制备方法与流程

本发明涉及一种玻璃表面处理工艺，具体是一种超疏水玻璃的制备方法。

背景技术：

1、疏水涂层由于其特殊的非润湿性，具有良好的自清洁、防水、吸湿性能，广泛应用于涂饰、润滑、防水等领域。超疏水涂层在生活中的各个领域有广泛的应用前景，比如可以应用在太阳能电池板的封装玻璃上、冬天时可以防止玻璃表面起雾、汽车挡风玻璃的自清洁等领域。

2、但是超疏水涂层在现实生活中的应用仍然相对困难，在玻璃表面上制备超疏水涂层及其生活中的应用仍然存在制备时间长，制备工艺复杂、稳定性差、力学性能差等方面问题。

技术实现思路

1、为解决上述存在问题，本发明的目的是提供一种超疏水玻璃制备方法，该方法通过将不同团聚度的纳米sio2颗粒悬浮液喷涂法在经过刻蚀的玻璃表面，制得涂层，将涂层热处理以及pfts氟化后，获得超疏水涂层。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种超疏水玻璃制备的方法，其特征在于包括以下步骤：

4、1）. 将玻璃样品水平放置在盛有刻蚀液的容器中，将容器置于恒温水浴锅中控制刻蚀液温度为25~85℃，刻蚀时间为30~80 min，然后将玻璃样品取出，用去离子水清洗并干燥；

5、2）. 以玻璃刻蚀表面作为基底，用配置的纳米sio2颗粒乙醇溶液在玻璃表面喷涂成膜，然后将玻璃样品放入高温炉进行热处理；

6、3）.将热处理后的玻璃样品，放入含全氟癸基三乙氧基硅烷的正己烷溶液中反应处理1~3 min，对纳米sio2颗粒进行改性，经热处理后得到超疏水涂层。

7、在上述技术方案的基础上，有以下进一步的技术方案：

8、所述刻蚀液由以下质量比的原料组成，氟化铵：硫酸铵：草酸：水=10~15：2.5~3 :5~9.5：95~100。

9、所述纳米sio2颗粒的制备包括以下步骤：

10、向盛有4 ml 25%的nh3•h2o和80 ml 95%的c2h5oh的混合溶液的烧杯中添加0.15g~0.35 g的十六烷基三甲基溴化铵ctab，混合溶液放入恒温磁力搅拌器中混合均匀，当ctab全部溶解时取出得ctab混合溶液；

11、取2 ml 正硅酸乙酯teos滴入到装有80 ml 95%的c2h5oh溶液的烧杯中；

12、将teos和c2h5oh的混合溶液迅速地倒入到之前配制的ctab混合溶液的烧杯中，并用磁力搅拌器搅拌均匀，在40℃的温度下反应12 h，待反应结束后，将盛有反应溶液的烧杯放置在干燥箱中烘干，最后得到不同团聚度的纳米sio2颗粒，即得到不同粒径分布的sio2颗粒。

13、所述纳米sio2颗粒乙醇溶液在玻璃表面喷涂成膜，包括以下步骤：取0.15g~0.35g不同团聚度纳米sio2颗粒放入烧杯中，分别加入30~40 ml 95%的c2h5oh溶液中，放入超声波清洗器中搅拌25~35 min得纳米sio2颗粒喷涂液；

14、将纳米sio2颗粒喷涂液喷涂到经过刻蚀的玻璃样品刻蚀面上，喷涂结束后，将玻璃样品放入高温炉，在300～550℃热处理30～60 min，取出后自然冷却；

15、然后将玻璃样品放入质量浓度为2%全氟癸基三乙氧基硅烷pfts的正己烷溶液中反应1~3 min，自然风干后，然放入400~430℃的高温炉中保温3~5min，取出后冷却至室温。

16、本发明的有益效果是，通过在经化学刻蚀的玻璃表面堆积纳米sio2颗粒从而达到超疏水的目的。纳米sio2颗粒有着很多特别的性能，例如可以改善其他材料的抗老化、强度、抗紫外线和耐化学性能且应用范围广泛。

技术特征：

1.一种超疏水玻璃制备的方法，其特征在于包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述一种超疏水玻璃制备的方法，其特征在于，所述刻蚀液由以下质量比的原料组成，氟化铵：硫酸铵：草酸：水=10~15：2.5~3 : 5~9.5：95~100。

3.根据权利要求1所述一种超疏水玻璃制备的方法，其特征在于，纳米sio2颗粒的制备包括以下步骤：

4. 根据权利要求3所述一种超疏水玻璃制备的方法，其特征在于包括以下步骤：取0.15g~0.35g不同团聚度纳米sio2颗粒放入烧杯中，分别加入30~40 ml 95%的c2h5oh溶液中，放入超声波清洗器中搅拌25~35 min得纳米sio2颗粒喷涂液；

技术总结
本发明涉及一种超疏水玻璃制备方法，其特征在于该制备方法包括玻璃表面粗糙化和表面处理两个过程。采用化学刻蚀和纳米SiO2颗粒悬浮液喷涂的技术路线，在玻璃表面构建微纳结构涂层，并经进一步氟化后使涂层具有超疏水性能。本发明采用化学刻蚀液对钠钙硅玻璃表面进行化学刻蚀处理，获得具有不同粗糙结构的玻璃表面，在处理后的表面喷涂纳米SiO2涂层，使得化学刻蚀所构筑的玻璃表面刚性的微米级粗糙结构与喷涂的纳米级SiO2颗粒在玻璃表面堆积形成的结构相互交错，赋予涂层良好的耐磨性。

技术研发人员：彭寿,孙晨蕊,杨勇,曹欣,石丽芬,仲召进,高强,王巍巍,赵凤阳,柯震坤,韩娜,崔介东,单传丽,倪嘉,王鹏,张晓雨,李常青,胡文涛,周刚,李金威,王萍萍,滕飞
受保护的技术使用者：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25