[发明专利]高透明、超润滑、自补充性能的玻璃涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种在玻璃基底表面构建高透明、超润滑涂层的制备方法。将载玻片经溶剂清洗干净，烘干。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物及固化剂的甲苯溶液旋涂在玻璃基底上，固化后得到PDMS涂层。将涂有PDMS涂层的玻璃浸泡在二甲基硅油中，使硅油分子贯穿PDMS涂层内部网络骨架及涂层表面。该涂层具有优异的透明性：在紫外‑可见光波长范围内的透光率高于90％。水珠在涂层上的接触角为109°，且极易从涂层上滑落，展现出良好的超润滑性能。该涂层该的制备方法工艺简单，不需要特殊设备及化学试剂，并且此高透明、超润滑玻璃可以广泛应用于制作耐用、防刮眼镜片，具有自洁功能的窗户等领域。

技术领域

本发明涉及一种高透明、超润滑、自补充性能的涂层的制备方法，提高玻璃的透明性、赋予玻璃超润滑性能，以扩大玻璃的使用范围。

背景技术

透明自清洁玻璃在汽车挡风玻璃，建筑物玻璃屏幕，显示器，太阳能电池等领域有着广泛的用途，能有效实现防污，节能，经济等目的。研究人员采用模板法（CN103626403A）、旋涂法（CN105694715A）、溶胶-凝胶（CN101362632）等方法在玻璃基底构建了超疏水透明涂层。但是，这些方法所需的步骤较为繁琐，而且所制得涂层与玻璃基底的粘附力较低，在外力作用下很容易从玻璃表面脱落，这极大限制了透明超疏水涂层的实际应用。

最近， 美国哈佛大学J. Aizenberg发明了一种润滑液体注入的多孔表面（Nature. 2011, 477, 443-447），该表面具有优异的透明性和超滑动性能，且该表面具有良好的机械耐久性。但是，润滑液体很容易从该表面滑落，使表面失去超滑动性能进而失去自清洁功能，这大大缩短了此润滑液体注入的多孔表面的使用寿命。

发明内容

目前，现有技术中存在的缺陷是：1）在玻璃表面制备透明自清洁涂层的过程较为繁琐，更严重的是所得涂层的机械稳定性较差。

2）透明自清洁涂层的使用寿命较短。

本发明针对现有技术制备透明自清洁涂层存在的问题，提供一种在玻璃表面构建高透明、自清洁涂层的方法，此方法工艺简单、成本低廉、重复性好。

本发明所提供的一种在玻璃表面构建高透明、超润滑、自补充性能涂层的制备方法，包括如下步骤：

A 玻璃表面的清洁：商品化载玻片经过乙醇浴和水浴超声洗涤，除去表面的灰尘和有机小分子， 70℃下干燥后得到表面清洁的玻璃；

B 在玻璃表面制备PDMS涂层：将聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物及其固化剂依次加入甲苯中，常温下磁力搅拌1~3h使得PDMS预聚体及固化剂在甲苯中分散均匀后，为透明均一溶液，得PDMS涂覆液；

用匀胶机将所述PDMS涂覆液旋涂在所述玻璃基底表面，70℃固化1~3h后在玻璃基底表面制得PDMS涂层；

C 玻璃表面硅油注入PDMS涂层的制备：将表面制有所述PDMS涂层的玻璃浸入二甲基硅油中，浸泡30分钟～120分钟使二甲基硅油分子贯穿整个所述PDMS涂层网络骨架，然后取出，将玻璃垂直放置除去表面多余的二甲基硅油，得到二甲基硅油注入的PDMS涂层。

优选，所用PDMS预聚物及其PDMS固化剂、甲苯的质量百分比为（10~15）：1：（15~50），所述PDMS 预聚体及其固化剂选自商品化中配套使用的DC sylgard 184，并且所用的二甲基硅油粘度为10 cst。

优选，所用玻璃选自商品化载玻片。

优选，步骤B所述的匀胶机的转速为300-1000转/分。

优选，步骤B所述的匀胶机的匀胶时间为1min~5min。

上述制备方法提供了一种在玻璃表面构建的具有高透明、超润滑、自补充性能涂层。