[发明专利]一种超疏水玻璃涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超疏水玻璃涂层，其特征在于，所述涂层包括由内至外依次附着在玻璃表面的纳米多孔玻璃膜与低表面能疏水膜，纳米多孔玻璃膜的厚度为150～1000nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为1～100nm；低表面能疏水膜为厚度1～20nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于40mN/m，低表面能疏水膜附着于纳米多孔玻璃膜的外表面以及纳米多孔玻璃膜层孔隙的内壁。

2.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃涂层，其特征在于，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数80～100%的无定形氧化硅、0～12%的氧化硼与0～8%的氧化钠。

3.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃涂层，其特征在于，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数86～98%的无定形氧化硅、0～8%的氧化硼与0～6%的氧化钠；纳米多孔玻璃膜的厚度为200～800nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为1～60nm；低表面能疏水膜为厚度1～15nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于30mN/m。

4.根据权利要求1所述的一种超疏水玻璃涂层，其特征在于，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数90～95%的无定形氧化硅、0～5%的氧化硼与0～5%的氧化钠；纳米多孔玻璃膜的厚度为300～500nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为5～60nm；低表面能疏水膜为厚度5～10nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于20mN/m。

5.一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基板；

S2、采用真空射频磁控溅射工艺在玻璃基板上镀制玻璃薄膜，溅射靶材采用质量百分比65～78%的氧化硅、9～14%的氧化钠与18～24%的氧化硼构成的混合靶材；

S3、将得到的玻璃薄膜进行热处理，使玻璃薄膜充分分相；

S4、将分相后的玻璃薄膜通过酸洗后得到纳米多孔玻璃膜；

S5、将纳米多孔玻璃膜在120～200℃空气中烘干1～2h，然后在小于5×10^-2Pa的气压下抽真空5～20min，之后在负压下将纳米多孔玻璃膜浸没于低表面能有机溶液15～30min，最后在60～120℃烘干30～60min，得到权利要求1所述的超疏水玻璃涂层；所述低表面能有机溶液为硅氧烷溶液或氟化硅氧烷溶液。

6.根据权利要求5所述的一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S1采用乙醇与去离子水依次超声波清洗玻璃基板，然后用体积比3:1的98%浓硫酸与30%双氧水混合溶液处理玻璃基板，使玻璃基板具有洁净、易于沉积与键合的表面。

7.根据权利要求5所述的一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S2真空射频磁控溅射工艺中的真空室沉积温度300～400℃。

8.根据权利要求5所述的一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3热处理温度500～700℃，热处理时间30～360min。

9.根据权利要求5所述的一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4采用0.5mol/L 氢氟酸与0.1mol/L氟化铵等体积混合的酸溶液对玻璃薄膜进行酸洗，酸洗时以超声波振荡和水浴加热作为辅助条件，水浴加热温度至70℃，超声波振荡频率40KHz，时间15min。

10.根据权利要求5所述的一种超疏水玻璃涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4采用0.1mol/L硝酸、0.5mol/L 氢氟酸与0.1mol/L氟化铵等体积混合的酸溶液对玻璃薄膜进行酸洗，酸洗时以超声波振荡和水浴加热作为辅助条件，水浴加热温度至90℃，超声波振荡频率40KHz，时间20min。