[发明专利]一种耐刮擦疏水玻璃及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐刮擦疏水玻璃及其制备方法，包括玻璃基底（1），其特征在于：玻璃基底（1）上有烧结层（2）和疏水膜（3）；a.制SiO₂第一团聚体；b.制SiO₂第二团聚体分散液；c．SiO₂第一团聚体加入SiO₂第二团聚体分散液中，加硅烷偶联剂，搅拌得SiO₂混合分散液；d．SiO₂混合分散液涂于基底玻璃表面；e.基底玻璃加热，形成烧结层；f．低表面能材料涂覆在烧结层上，固化。本发明优点：1.制得的烧结层，结构稳定，不易脱离，可持久保护；2.SiO₂第一团聚体与第二团聚体协同作用，使疏水膜层减小了受力，降低了磨损，提高了附着力，阻碍了膜层变形和移动，有效阻止了疏水膜层从玻璃表面的脱离和粗糙结构的破坏；3.疏水玻璃具有较高的可见光透过率。

技术领域

本发明属玻璃生产技术领域，涉及玻璃表面改性技术领域，具体涉及一种耐刮擦疏水玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃表面是亲水性的，水滴在玻璃表面的粘附会严重影响玻璃的透视性，目前采用在玻璃表面涂镀疏水膜的方法来解决上述问题，疏水膜是一类低表面能材料，该类材料与水互相排斥，水在疏水性材料的表面时会形成一个很大的接触角（大于90°），易于滚落，将低能表面能材料与玻璃表面适当的粗糙结构相结合，可进一步提高疏水性能。

然而，人工制造的疏水膜的疏水性能在摩擦外力的作用下会很快消退，原因在于疏水材料从玻璃表面的脱离、以及粗糙结构的破坏，比如用于风挡玻璃时，由于雨刮器的刮擦，实际有效期很短，往往只有几周到几个月。现有许多方法来提高疏水膜的耐摩性能，比如在膜层中掺入耐磨颗粒，但使用中发现耐磨颗粒和玻璃之间附着力较差，颗粒在摩擦外力下会松动，甚至和疏水膜一起脱落；又比如在疏水膜层中掺入粘结树脂来增加膜层和玻璃的结合力，但在户外环境下长期使用，粘结树脂会老化变黄，影响玻璃的透明性能；还有将上述两种方法的组合使用，虽然都在一定程度上延长了疏水膜寿命，但效果均不太理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有疏水玻璃表面的疏水膜在外力摩擦作用下易消退的问题，提供一种耐刮擦疏水玻璃及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐刮擦疏水玻璃，包括现有玻璃基底，其特征在于：在玻璃基底上有烧结层和疏水膜，所述烧结层由SiO₂第一团聚体和SiO₂第二团聚体构成，其中SiO₂第一团聚体的粒径在1000~1600nm，SiO₂第二团聚体的粒径在10~80nm范围。

进一步，所述SiO₂第一团聚体占据的玻璃基底表面积与SiO₂第二团聚体占据的玻璃基底表面积之比为1%-5%。

进一步，所述烧结层的粗糙度小于80nm。

一种耐刮擦疏水玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a.将纳米SiO₂粉体（粒径10-25nm）加入到无水乙醇中，控制固含量为2~4 wt%，先高速剪切搅拌5~10min,搅拌强度2000~5000r/min，后超声波搅拌10~15min,搅拌强度为1000~2000r/min ，使SiO₂团聚体（＞85%）粒径为1500~2600nm，制得SiO₂乙醇分散液，随后将SiO₂乙醇分散液喷入800～1100℃的高温腔体，控制时间5~50秒，使SiO₂团聚体体积收缩，冷却后导出，得粒径1000~1600nm的SiO₂第一团聚体；