[发明专利]一种新型高耐磨玻璃及其制备方法

权利要求书

1.一种新型高耐磨玻璃，其特征在于，包括玻璃基材层，所述玻璃基材表面依次设置ETFE层和纳米钻石烯层。

2.如权利要求1所述的新型高耐磨玻璃，其特征在于，所述玻璃基材为0.7mm厚的康宁玻璃，所述ETFE层的厚度为5-10μm，纳米钻石烯层的厚度为1-20μm。

3.权利要求1或2所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先对玻璃基材表面清洁处理；

2)再在玻璃基材表面喷涂一层ETFE乳液，烘干得到含有ETFE层的玻璃基材；

3)之后再在ETFE层上喷涂纳米钻石烯乳液，烘干即得新型高耐磨玻璃。

4.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤1)中清洁处理的具体操作为：

ⅰ)先采用在白垩、酒精和氨的混合液中浸渍过的脱脂棉擦拭玻璃基材表面；

ⅱ)对玻璃基材超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min；

ⅲ)将超声清洗后的玻璃基材放入浓度为10%的NaOH溶液中超声碱洗，超声频率为45-60KHz，碱洗温度为50-60℃，碱洗时间为1-5min；

ⅳ)对碱洗后的玻璃基材二次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为50-60℃；

ⅴ)再次超声水洗，超声频率为45-60KHz，水洗时间为1-5min，水温为常温；

ⅵ)将再次超声水洗后的玻璃基材置入丙酮溶液中并超声处理，超声频率为45-60KHz，处理时间1-5min后取出去除丙酮即可。

5.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤3）中烘干的温度为100℃，时间为4-12h。

6.如权利要求3所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，步骤3）中纳米钻石烯乳液的重量百分比组成为：聚四氟乙烯浓缩液90-95%、聚苯酯4.9-9.9%、改性纳米钻石烯0.1-5%；所述纳米钻石烯乳液中还包括十二烷基硫酸钠和消泡剂7010，所述十二烷基硫酸钠的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-2%，消泡剂7010的用量为聚四氟乙烯浓缩液与改性纳米钻石烯用量之和的0-0.2%，所述聚四氟乙烯浓缩液的固含量为60%，25℃运动粘度为6-15mm²/s，20℃密度为1.5-1.55g/cm³，聚苯酯的粒度20-30μm；

纳米钻石烯乳液的制备过程为：先将聚四氟乙烯浓缩液倒入烧杯中，开始搅拌，搅拌转速为10-20rpm，再依次加入称量好的聚苯酯、改性纳米钻石烯、十二烷基硫酸钠并搅拌，之后将烧杯放入水温为50℃的水浴锅中继续搅拌30min，并随之加入消泡剂7010混合得到外观状态上均匀无分层状态即可。

7.如权利要求6所述的新型高耐磨玻璃的制备方法，其特征在于，所述改性纳米钻石烯具体是由纳米钻石烯经过前处理和改性处理得到，

前处理的方法为：

ⅰ)搅拌混料

将不同粒度的纳米钻石烯倒入三维混料机中进行混料，混料时间控制在5min～30min；

ⅱ)超声波碱洗

将纳米钻石烯放入碱洗液中超声碱洗并旋转搅拌，超声频率为30～40KHz，碱洗液为浓度10%-15%的NaOH溶液，碱洗液温度为45～55℃，旋转转速为25～35rpm，清洗时间为25～35min；

ⅲ)超声波清洗

碱洗后的纳米钻石烯置于去离子水中常温超声水洗并旋转搅拌，超声频率为30～35KHz，旋转转速为15～25rpm，搅拌时间为20～25min，测量上层清液pH值，反复清洗直至上层清液pH=7；

ⅳ)酸洗活化

将超声清洗后的纳米钻石烯放入酸洗液中常温超声酸洗并旋转搅拌，酸洗液为体积比1:10的浓盐酸和浓硫酸混合液，旋转转速为10～15rpm，搅拌时间为10～15min；

ⅴ)超声波水洗

将酸洗活化后的纳米钻石烯置于去离子水中再次常温超声水洗并旋转搅拌，超声频率为30～35KHz，旋转转速为15～25rpm，搅拌时间为10～15min，反复清洗直至上层清液pH=7；

ⅵ)烘干

烘干工艺采用阶梯式烘烤工艺进行，常温升温至70℃，恒温保温30min，升温至90℃，恒温保温30min，升温至120℃，恒温保温3h，自然冷却至常温待用；整个过程中升温时采用的升温速率为2℃/min；

改性处理的方法为：

a)用冰醋酸调节乙醇水溶液的pH值至4-4.5，于搅拌条件下添加质量分数为3%的KH550硅烷偶联剂，搅拌转速为10-20rpm，搅拌时间为35-45min，得KH550硅烷偶联剂预水解液，所述乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为9:1，质量分数为3%的KH550硅烷偶联剂与乙醇水溶液的用量比为1:1；

b)于55-65℃、搅拌转速为30-50rpm下，向质量分数为15%的前处理的纳米钻石烯悬浊液中滴加KH550硅烷偶联剂预水解液，然后搅拌25-35min，再超声分散5-15min，静置25-35min；KH550硅烷偶联剂预水解液的滴加量为纳米钻石烯的重量的5%；

c)真空抽滤、烘干、研磨得改性纳米钻石烯。