[发明专利]一种防雾自清洁玻璃及其制备方法

说明书

本发明提出了一种防雾自清洁玻璃及其制备方法。所述防雾自清洁玻璃的制备方法为：在玻璃上沉积铝或硅中的至少一种材料的薄膜；激光扫描所述处理后的玻璃表面；将处理后的玻璃在空气中退火，获得所述防雾自清洁玻璃。本发明沉积方法使用磁控溅射或电子束蒸发等；退火条件真空或者氮气保护性气氛容易实现；对激光扫描的功率要求低，采用激光扫描设备的最大功率为20~50W，光纤激光打标机或紫外激光打标机即可满足功率需求；整个制备方法成本低廉，可使用工业化稳定成熟的设备完成，因此可直接用于改进大规模制备玻璃工艺，生产防雾自清洁玻璃，具有可规模化生产的优势。

技术领域

本发明属于防雾玻璃制备技术领域，具体涉及一种防雾自清洁玻璃及其制备方法。

背景技术

防雾自清洁特性可以消除日常清洁眼镜以及表面起雾的烦恼，降低太阳能面板日常清洁成本，且在汽车防风玻璃、高层建筑窗户、自动驾驶电车用传感器玻壳、光伏建筑一体化等领域有广泛应用前景。在玻璃表面形成自清洁减反纳米结构，传统电子束刻写、光刻、反应离子刻蚀等刻蚀成本较高；低成本的水热法及溶胶凝胶法则存在工艺难于控制且生成结构稳定性（包括机械、高温、环境等稳定性）弱的问题。纳米压印方法可以缓解昂贵的纳米阵列结构母版制备成本，制备的衍射光栅具有自清洁性，然而减反性能并不理想，因而反而劣化了电池效率。在玻璃表面涂覆一层低表面能材料则考验该层材料在服役条件的稳定性。直接采用皮秒激光诱导织构，则因为皮秒激光扫描沟槽较深且仅覆盖小部分表面仍存在散射损失，因而透射率降低；且仍需低表面能涂层。当前技术难于产业化，亟待开发易于控制可规模化产业化的相关技术。 至今仅有在少量领域有直接应用，比如登火星太阳能面板；或者眼镜镜片，但成本较高，一副带防雾功能眼镜售价额外增加约100元。

发明内容

本发明的目的是提供一种防雾自清洁玻璃及其制备方法，采用本发明的技术方案，能够使玻璃具有亲水性及防雾自清洁功能，而且制备方法简单，便于大范围推广使用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明提出一种防雾自清洁玻璃的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）在玻璃上沉积铝或硅中的至少一种材料的薄膜；所述薄膜的厚度为1~200nm；

（2）激光扫描所述步骤（1）处理后的玻璃表面，在玻璃表面形成微纳米结构；

（3）将所述步骤（2）处理后玻璃通入氧气或在空气中退火，获得所述防雾自清洁玻璃。

进一步的，所述步骤（1）为在玻璃上沉积厚度为40~200nm的铝膜或者沉积厚度为10nm~200nm的硅膜。

进一步的，所述步骤（1）为在玻璃上沉积厚度为60~80nm的铝膜。

进一步的，所述步骤（1）中的玻璃为钠钙玻璃或硼硅玻璃。

进一步的，所述步骤（1）中的玻璃接触角为20°~70°。

进一步的，所述步骤（1）还包括将沉积后的玻璃在氮气保护气氛或小于1×10^-1Pa的真空中退火。

进一步的，所述退火温度为300~650℃；时间1min~1h。

进一步的，所述步骤（1）的沉积方法为磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发或电镀中的任一种。

进一步的，所述步骤（2）中激光扫描设备为光纤激光、二氧化碳激光、紫外激光中的任一种激光设备。

进一步的，所述步骤（2）中激光扫描的功率密度≤10000kW/平方米。

进一步的，所述步骤（2）中激光扫描的速度为0.003~3.0m/s；激光扫描间距小于等于0.2mm。

进一步的，所述步骤（2）中激光扫描的条件为：扫描速度0.003~3.0m/s；扫描间距小于0.2mm。